Produtos naturais - alcalóides

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Classes de Produtos Naturais
Introdução aos Alcaloides
1
Plano de aula
Tema
Classes de produtos naturais – introdução em 
alcaloides
Alvo
Alunos de graduação de Ciências Farmacêuticas (3º 
ou 4º ano), na disciplina de Farmacognosia
Duração
40-50 minutos
Objetivos
Trazer interesse dos alunos para a área de Produtos 
Naturais através do tópico alcalóides;
Que os alunos apreendam a principal característica 
físico-química dos alcalóides (basicidade);
Que os alunos apreendam a importância e 
complexidade dos alcalóides dentro da área 
farmacêutica;
Conteúdos
Retrospectiva outras Classes de PN
Definição da classe
Histórico
Basicidade e métodos de extração e identificação
Principais fármacos e ações farmacológicas da 
classe
Biossíntese de algumas subclasses
Metodologia e recursos
Aula expositiva com o uso de slides
Avaliação
Exercícios simples para resumo
Referências
40 mil substâncias
GLICOSE
polissacarídeos
heterosídeos
ácido 
chiquímico
acetil-CoA
ác. cinâmico
protoalcalóides
alcalóides
isoquinolínicos e 
β-isoquinolínicos
lignanas
ligninas
cumarinas
alcalóides
indólicos e
quinolínicos
triptofan
o
fenilalanina
tirosina
ác. 
gálico
taninos 
hidrolisávei
s
antraquinonas
flavonóides
taninos condensados Ciclo 
do 
ácido 
cítrico
alcalóides
pirrolizidínicos
pirrolidínicos
quinolizidínicos
piperidínicos
tropânicos
via
mevalonat
o
terpenóides
esteróis
ácidos graxos
acetogeninas
fenilpropanóides
lisina
ornitina
isoprenóides
adaptado Simões, C.M.O. Farmacognosia: do 
fármaco ao medicamento. 2007
Ação farmacológica
1. Analgésicos: morfina, papaverina
2. Analgesia periférica: aconitina
3. Asma: teofilina, teobromina
4. Gota: colchicina
5. Estimulantes do SNC: estricnina, 
cafeína
6. Miótico: pilocarpina, atropina
7. Simpaticomimético: efedrina
8. Antiespasmódico: escopolamina 
9. Vasoconstritor: ergotamina
10.Relaxante muscular: tubocurare
11.Hipotensor: reserpina, deserpidine
12.Antitussígeno: codeína
13.Emético: emetina
14.Antiparasitário: quinina, quinidina
15.Antitumoral: taxol,vincristina, 
vimblastina
LSD
cocaína
cafeína
teobromina
morfina
paclitaxel
quinina
nicotina NITROGÊNIO
Definição
Etimologia
“al kaly” (árabe)
RN + H+→ RN+H
Nitrogenados de 
organismos vivos
AMINOÁCIDOS
ÁCIDOS NUCLEICOS
PROTEÍNAS
VITAMINAS
AMINAS“Substância cíclica de 
origem orgânica 
contendo um átomo de 
nitrogênio em estado de 
oxidação negativo”
Pelletier
ALCALÓIDES
Nitrogênio oxidado
NITRO
NITROSO
Cíclica
Controvérsias
ALCALÓIDES 
VERDADEIROS
PROTOALCALÓIDES
Derivados de aminoácidos
N heterocíclico
origem 
aminoácidosN heterocíclico
PSEUDOALCALÓIDES
Metilxantinas
Coniina
acíclicos
Não derivados 
de aminoácidos
Mescalina
Colchicina
Nicotina
Subclasses
Não aromáticos
Subclasses – Aromáticos
Função fisiológica
 Amargura – toxicidade
 Hormonal de crescimento/germinação
 Equilíbrio iônico
 Reserva de N
 Detoxificação
Identificação geral
REAGENTES
Dragendorff (iodeto de potássio e 
subnitrato de bismuto)
Mayer (iodeto de potássio e cloreto de 
mercúrio)
Wagner ou Bouchardat (iodo e iodeto 
de potássio)
Bertrand (ác. fosfotunguístico)
Hager (ác. pícrico)
Ácido tânico
Sulfato cérico amoniacal → indólicos
Reagente de Erlinch→ pirrolizidínicos
Espectroscopia
• Massas
• IV
• RMN
• UV (inespecífico)
Inespecíficos
Cloreto férrico, 
anisaldeído
sulfúrico, UV, etc
Formação de sais em 
presença de ácido fraco
RN + H+→ RN+H
Complexação com metais 
pesados
Reagente de Vitali → tropânicos
Murexidina→ púricos
Doseamento
• Gravimetria
• Volumetria 
(acidimetria)
• Farmacopeia
Solubilidade
RN RN+H
H+
OH-
pKa – Depende da substância (Farmacopeia)
Fórmula
molecular
Sal
Menor polaridade
AcOEt, CHCl3, CHCl2, Hexano. 
Polar
Água, etanol, metanol
Métodos de extração
 Marcha - extração ácida
 Marcha - extração básica
Equilíbrio
RN + H+ RN+H
apolar
polar
Exceção
Alcalóides
quaternários
Extração com etanol
Extração ácida
Equilíbrio
RN + H+ RN+H
apolar
polar
Droga
vegetal
Solução 
alcaloídica ácida
AcOEt, Hex ou éter de petróleo
Partição
Solução ácido forte
Fase 
orgânica
(graxa) 
Fase aquosa
(alcaloídica)
Fase 
orgânica
(alcalóides)
Fase 
aquosa
Ajustar pH básico *
Solvente orgânico (AcOEt)
Partição
RN+H
RN+H
RN
RN + H+ → RN+H
Extração básica
Equilíbrio
RN + H+ RN+H
apolar
polar
Droga 
vegetal
Solução 
alcaloídica básica
Solução base fraca
Solvente orgânico
Fase 
orgânica
Fase aquosa
(alcaloídica)
Fase 
orgânica
(alcalóides)
Fase 
aquosa
Ajustar pH ácido
Partição
RN+H
RN
RN + H+→ RN+H
RN + H+ → RN+H
Ajustar pH básico *
Solvente orgânico (AcOEt)
Partição
RN + H+→ RN+H
Biossíntese geral
RaizProdução
Armazenamento Produção
Armazenamen
to
NICOTINA LUPINA
“Local de 
produção, 
armazenamento 
e transformação 
específicos para 
cada espécie”
Transformação 
Diferenciação 
????
Alcalóides X História
Cafeína
Alcalóides da quina
Ópio
Cafeína
Nicotina
Morfina
Alcalóides da quina
Piperina
Aconitina
analgésico periférico
Aconitum napellus L.- acônito
Ranunculaceae
Tubocurarina
Chondrodendron tomentosum Ruiz & Pav. 
Menispermaceae
19
Papaver somniferum L. – Papoula-dormideira
Papaveraceae
1800 – Primeiro isolamento do “sal de ópio”
Natureza básica (mistura da morfina e outros alcaloides
CH3 - codeína
Piperidínicos
Cicuta
Piper nigrum L.
Indólicos
Ergotamina - Claviceps purpurea (Fries) Tulasne
Esporão do centeio
Semelhanç
a
Indólicos
Eméticos
Indólicos
Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz
Apocynaeae Hipotensor, psicoses
Strychnos nuxvomica L.
Loganiaceae
Glaucoma, miastenia grave
Physostigma venenosum Balf
Catharanthus roseus (L.) G. Don – “maria-sem-vergonha” 
Apocynaceae
Erythroxylum coca Lam
Erythroxylaceae.
Tropânicos
Pasta de Coca
Equilíbrio
RN + H+ RN+H
apolar polar
Folhas secas
Solução 
alcaloídica básica
H2O + CaCO3 
Gasolina/acetona/AcOEt
Moagem
Fase orgânica
Fase aquosa
(alcaloídica)
Pasta de 
coca
Fase 
aquosa
Ajustar pH ácido (coca-cola?)
Partição
RN+H
RN
RN + H+→ RN+H
RN + H+ → RN+H
Ajustar pH básico (NaHCO3)
PrecipitadoRN + H
+→ RN+H
100-200kg folha → 1kg pasta
2,5kg pasta → 1kg cocaína
(semissíntese)
Atropa belladonna L.
Solanaceae
Datura metel
Solanaceae
Tropânicos
midríase
antiespasmódico
28
Rota de
Biossíntese
Tropânicos e 
pirrolidínicos
Pirrolizidínicos Symphytum officinale L. – confrei
Boraginaceae - Europa/Ásia
Ageratum conyzoides L. – mentrasto
Asteraceae - Américas
Princípio ativo da ação cicatrizante
Não é pirrolizidínico
Crotalaria sessiliflora L.
Fabaceae- Ásia
Pirrolizidínicos
31
Pirrolizidínicos
Emilia sonchifolia (L.) DC
Asteraceae - Ásia 
Emilia fosbergii Nicolson
Asteraceae
APs
Rota de
biossíntese
Pirrolizidínicos - Toxicidade
Alquilação irreversível
Nu
(Ác. Nucleicos
Protwínas)
Quinolínicos
R OH
quinina OCH3 R
cinchonidina H R
quinidina OCH3 S
cinchonina H S
Cinchona calisaya Wedd.
Rubiaceae - Peru
Quinolínicos – Rota Biossíntese
Exercícios resumo
37
Como diferenciar um alcaloide das demais 
classes de PN?
A presença do nitrogênio
Por que a cafeína, teobromina e teofilina é 
classificada separadamente em alguns 
livros?
Pois não derivam diretamente de 
aminoácidos, sendo classificados como uma 
classe a parte, as metilxantinas
Qual o esqueleto estrutural fundamental das 
moléculas de alcaloides? E a origem 
biossintética?
Não possui esqueleto fundamental. Há uma 
definição de que para ser alcaloide precisa 
de nitrogênio em heterocíclo, bem como ser 
derivado de aminoácidos, porém há 
exceções para ambos os casos.
Qual a principal característica físico-química 
presente na maioria dos alcaloides? Qual a 
principal exceção?
A basicidade das substâncias, devido à 
presença de nitrogênio aceptores de prótons. 
Porém principalmente os quaternários não 
possuemessa característica, pois o nitrogênio 
está sem elétrons livres
Cite uma hipótese da razão de tantos 
alcaloides terem efeito no SNC
A presença de nitrogênio gera uma 
similaridade muito grande com os receptores 
endógenos