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Este artículo trata sobre la clase de compuestos químicos. Para la empresa farmacéutica, consulte Alcaloide (empresa) .
El primer alcaloide individual, la morfina , se aisló en 1804 de la adormidera ( Papaver somniferum ). [1]

Los alcaloides son una clase de base , de origen natural compuestos orgánicos que contienen al menos un nitrógeno átomo. Este grupo también incluye algunos compuestos relacionados con propiedades neutras [2] e incluso débilmente ácidas . [3] Algunos compuestos sintéticos de estructura similar también pueden denominarse alcaloides. [4] Además de carbono , hidrógeno y nitrógeno , los alcaloides también pueden contener oxígeno , azufre y, más raramente, otros elementos como cloro , bromo yfósforo . [5]

Los alcaloides son producidos por una gran variedad de organismos que incluyen bacterias , hongos , plantas y animales . [6] Pueden purificarse a partir de extractos brutos de estos organismos mediante extracción ácido-base o extracciones con disolventes seguidas de cromatografía en columna de gel de sílice . [7] Los alcaloides tienen una amplia gama de actividades farmacológicas que incluyen antipalúdicos ( por ejemplo, quinina ), antiasmáticos ( por ejemplo, efedrina ), anticancerígenos ( por ejemplo, homoharringtonina).), [8] colinomimético ( por ejemplo, galantamina ), [9] vasodilatador ( por ejemplo, vincamina ), antiarrítmico ( por ejemplo, quinidina ), analgésico ( por ejemplo, morfina ), [10] antibacteriano ( por ejemplo, queleritrina ), [11] y antihiperglucémicas ( por ejemplo, piperina ). [12] [ verificación fallida ] Muchos han encontrado uso en tradicionales omedicina moderna , o como puntos de partida para el descubrimiento de fármacos . Otros alcaloides poseen actividades psicotrópicas ( por ejemplo, psilocina ) y estimulantes ( por ejemplo , cocaína , cafeína , nicotina , teobromina ), [13] y se han utilizado en rituales enteogénicos o como drogas recreativas . Los alcaloides también pueden ser tóxicos ( por ejemplo , atropina , tubocurarina ). [14] Aunque los alcaloides actúan sobre una diversidad de sistemas metabólicos en humanos y otros animales, evocan casi uniformemente un sabor amargo . [15]

El límite entre los alcaloides y otros compuestos naturales que contienen nitrógeno no está bien definido. [16] Los compuestos como péptidos de aminoácidos , proteínas , nucleótidos , ácido nucleico , aminas y antibióticos generalmente no se denominan alcaloides. [2] Los compuestos naturales que contienen nitrógeno en posición exocíclica ( mescalina , serotonina , dopamina , etc.) generalmente se clasifican como aminas en lugar de alcaloides. [17] Sin embargo, algunos autores consideran a los alcaloides como un caso especial de aminas.[18] [19] [20]

Nombrar [ editar ]

El artículo que introdujo el concepto de "alcaloide".

El nombre "alcaloides" (en alemán: alcaloide ) fue introducido en 1819 por el químico alemán Carl Friedrich Wilhelm Meißner , y se deriva del álcali de raíz del latín tardío (que, a su vez, proviene del árabe al-qalwī que significa 'cenizas de plantas' ) y el sufijo -οειδής - ('me gusta'). [nb 1] Sin embargo, el término se generalizó sólo después de la publicación de un artículo de revisión por Oscar Jacobsen en el diccionario químico de Albert Ladenburg en la década de 1880. [21] [22]

No existe un método único para nombrar alcaloides. [23] Muchos nombres individuales se forman agregando el sufijo "ine" al nombre de la especie o género. [24] Por ejemplo, la atropina se aísla de la planta Atropa belladonna ; la estricnina se obtiene de la semilla del árbol de estricnina ( Strychnos nux-vomica L.). [5] Cuando se extraen varios alcaloides de una planta, sus nombres a menudo se distinguen por variaciones en el sufijo: "idine", "anine", "aline", "inine", etc. También hay al menos 86 alcaloides cuyos nombres contienen el raíz "vin"porque se extraen de plantas de vinca como la Vinca rosea( Catharanthus roseus ); [25] estos se denominan alcaloides de la vinca . [26] [27] [28]

Historia [ editar ]

Friedrich Sertürner , el químico alemán que aisló por primera vez la morfina del opio.

Los seres humanos han utilizado plantas que contienen alcaloides desde la antigüedad con fines terapéuticos y recreativos. Por ejemplo, las plantas medicinales se conocen en Mesopotamia desde aproximadamente el año 2000 a. C. [29] La Odisea de Homero se refirió a un regalo que la reina egipcia le dio a Helena, una droga que traía el olvido. Se cree que el obsequio era una droga que contenía opio. [30] Un libro chino sobre plantas de interior escrito en los siglos I-III aC mencionó un uso médico de la efedra y la amapola de opio . [31] Además, los indios sudamericanos han utilizado las hojas de coca desde la antigüedad. [32]

Los extractos de plantas que contienen alcaloides tóxicos, como la aconitina y la tubocurarina , se utilizaron desde la antigüedad para envenenar las flechas. [29]

Los estudios de alcaloides comenzaron en el siglo XIX. En 1804, el químico alemán Friedrich Sertürner aisló del opio un "principio soporífero" (latín: principium somniferum ), al que llamó "morphium", refiriéndose a Morfeo , el dios griego de los sueños; en alemán y algunos otros idiomas centroeuropeos, este sigue siendo el nombre de la droga. El término "morfina", utilizado en inglés y francés, fue dado por el físico francés Joseph Louis Gay-Lussac .

Los investigadores franceses Pierre Joseph Pelletier y Joseph Bienaimé Caventou , que descubrieron la quinina (1820) y la estricnina (1818), contribuyeron significativamente a la química de los alcaloides en los primeros años de su desarrollo . En esa época se descubrieron varios otros alcaloides, como xantina (1817), atropina (1819), cafeína (1820), conina (1827), nicotina (1828), colchicina (1833), esparteína (1851) y cocaína (1860). . [33] El desarrollo de la química de los alcaloides se aceleró con la aparición de métodos espectroscópicos y cromatográficos en el siglo XX, de modo que en 2008 se habían identificado más de 12.000 alcaloides. [34]

La primera síntesis completa de un alcaloide se logró en 1886 por el químico alemán Albert Ladenburg . Produjo coniina haciendo reaccionar 2-metilpiridina con acetaldehído y reduciendo la 2-propenilpiridina resultante con sodio. [35] [36]

La bufotenina , un alcaloide de algunos sapos, contiene un núcleo de indol y se produce en los organismos vivos a partir del aminoácido triptófano .

Clasificaciones [ editar ]

La molécula de nicotina contiene anillos de piridina (izquierda) y pirrolidina (derecha).

En comparación con la mayoría de las otras clases de compuestos naturales, los alcaloides se caracterizan por una gran diversidad estructural. No existe una clasificación uniforme. [37] Inicialmente, cuando faltaba conocimiento de las estructuras químicas, se confiaba en la clasificación botánica de las plantas fuente. Esta clasificación ahora se considera obsoleta. [5] [38]

Las clasificaciones más recientes se basan en la similitud de la estructura carbonada ( por ejemplo , indol , isoquinolina y piridina ) o precursor bioquímico ( ornitina , lisina , tirosina , triptófano , etc.). [5] Sin embargo, requieren compromisos en casos límite; [37] por ejemplo, la nicotina contiene un fragmento de piridina de nicotinamida y una parte de pirrolidina de ornitina [39] y, por lo tanto, puede asignarse a ambas clases. [40]

Los alcaloides a menudo se dividen en los siguientes grupos principales: [41]

  1. Los "alcaloides verdaderos" contienen nitrógeno en el heterociclo y se originan a partir de aminoácidos . [42] Sus ejemplos característicos son la atropina , la nicotina y la morfina . Este grupo también incluye algunos alcaloides que, además del heterociclo de nitrógeno, contienen terpeno ( p . Ej. , Evonina [43] ) o fragmentos de péptidos ( p . Ej. Ergotamina [44] ). Los alcaloides piperidínicos coniina y coniceína pueden considerarse alcaloides verdaderos (en lugar de pseudoalcaloides: ver más abajo) [45]aunque no se originan a partir de aminoácidos. [46]
  2. "Protoalcaloides", que contienen nitrógeno (pero no el heterociclo de nitrógeno) y también se originan a partir de aminoácidos. [42] Los ejemplos incluyen mescalina , adrenalina y efedrina .
  3. Alcaloides de poliamina: derivados de putrescina , espermidina y espermina .
  4. Alcaloides peptídicos y ciclopéptidos. [47]
  5. Pseudoalcaloides: compuestos similares a alcaloides que no se originan a partir de aminoácidos. [48] Este grupo incluye alcaloides similares a terpenos y esteroides , [49] así como alcaloides similares a purinas como cafeína , teobromina , teacrina y teofilina . [50] Algunos autores clasifican como pseudoalcaloides compuestos como la efedrina y la catinona . Aquellos se originan a partir del aminoácido fenilalanina , pero adquieren su átomo de nitrógeno no del aminoácido sino a través de la transaminación .[50] [51]

Algunos alcaloides no tienen el esqueleto carbónico característico de su grupo. Por tanto, la galantamina y las homoaporfinas no contienen fragmentos de isoquinolina , pero, en general, se atribuyen a los alcaloides de isoquinolina. [52]

Las principales clases de alcaloides monoméricos se enumeran en la siguiente tabla:

ClaseGrupos principalesPasos principales de síntesisEjemplos de
Alcaloides con heterociclos nitrogenados (verdaderos alcaloides)
Derivados de pirrolidina [53]
Ornitina o arginina → putrescina → N-metilputrescina → N-metil-Δ 1 -pirrolina [54]Cuscohigrina , higrina , higrolina, estaquidrina [53] [55]
Derivados de tropano [56]
Sustitución del grupo de atropina
en las posiciones 3, 6 o 7		Ornitina o arginina → putrescina → N-metilputrescina → N-metil-Δ 1 -pirrolina [54]Atropina , escopolamina , hiosciamina [53] [56] [57]
Sustitución del grupo de cocaína
en las posiciones 2 y 3		Cocaína , ecgonina [56] [58]
Derivados de pirrolizidina [59]
No ésteresEn plantas: ornitina o arginina → putrescina → homospermidina → retronecina [54]Retronecina , heliotridina, laburnina [59] [60]
Ésteres complejos de ácidos monocarboxílicosIndicina, lindelofina, sarracina [59]
Diésteres macrocíclicosPlatifilina , tricodesmina [59]
1-aminopirrolizidinas ( lolines )En hongos : L prolina + L -homoserina → N - (3-amino-3-carboxipropil) prolina → norloline [61] [62]Lolina, N -formilolina, N -acetilolina [63]
Derivados de piperidina [64]
Lisina → cadaverina → Δ 1 -piperideína [65]Sedamina , lobelina, anaferina, piperina [45] [66]
Ácido octanoico → coniceína → coniina [46]Coniine , coniceine [46]
Derivados de quinolizidina [67] [68]
Grupo lupininoLisina → cadaverina → Δ 1 -piperideína [69]Lupinina , nupharidina [67]
Grupo citisinaCitisina [67]
Grupo esparteínaEsparteína , lupanina , anahidrina [67]
Grupo Matrine .Matrina, oximatrina, alomatridina [67] [70] [71]
Grupo ormosaninaOrmosanina, piptantina [67] [72]
Derivados de indolizidina [73]
Lisina → δ-semialdehído del ácido α-aminoadípico → ácido pipecólico → 1 indolizidinona [74]Swainsonina , castanospermina [75]
Derivados de piridina [76] [77]
Derivados simples de piridinaÁcido nicotínico → ácido dihidronicotínico → 1,2-dihidropiridina [78]Trigonelina , ricinina , arecolina [76] [79]
Derivados de piridina policíclicos no condensantesNicotina , nornicotina , anabasina , anatabina [76] [79]
Derivados de piridina condensada policíclicaActinidina , gentianina, pediculinina [80]
Derivados de piridina de sesquiterpenoÁcido nicotínico , isoleucina [20]Evonina, hipocrateína, triptonina [77] [78]
Derivados de isoquinolina y alcaloides relacionados [81]
Derivados simples de isoquinolina [82]Tirosina o fenilalanina → dopamina o tiramina (para los alcaloides Amarillis) [83] [84]Salsolina, lophocerine [81] [82]
Derivados de 1 y 3 isoquinolinas [85]N-metilcoridaldina, noroxihidrastinina [85]
Derivados de 1- y 4-feniltetrahidroisoquinolinas [82]Criptostilina [82] [86]
Derivados de la 5-naftil-isoquinolina [87]Ancistrocladina [87]
Derivados de 1- y 2-bencil-izoquinolinas [88]Papaverina , laudanosina , sendaverina
Grupo Cularine [89]Cularine, yagonine [89]
Pavinas e isopavinas [90]Argemonina, amurensina [90]
Benzopirrocinas [91]Criptaustolina [82]
Protoberberinas [82]Berberina , Canadina , Ofiocarpina , Mecambridina , Coridaline [92]
Ftalidisoquinolinas [82]Hidrastina , narcotina (noscapina) [93]
Espirobencilisoquinolinas [82]Fumaricina [90]
Alcaloides de Ipecacuanha [94]Emetina, protoemetina, ipecósido [94]
Benzofenantridinas [82]Sanguinarina, oxinitidina, corinoloxina [95]
Aporfinas [82]Glaucina , coridina, liriodenina [96]
Proaporfinas [82]Pronuciferina, glaziovine [82] [91]
Homoaporfinas [97]Kreysiginina, multifloramina [97]
Homoproaporfinas [97]Bulbocodina [89]
Morfinas [98]Morfina , codeína , tebaína , sinomenina [99]
Homomorfinas [100]Kreysiginina, androcimbina [98]
Tropoloisoquinolinas [82]Imerubrina [82]
Azofluorantenos [82]Rufescine, imeluteine [101]
Alcaloides de la amarilis [102]Licorina , ambelline, tazettine, galantamina , montanine [103]
Alcaloides de la eritrina [86]Erisodina, eritroidina [86]
Derivados del fenantreno [82]Aterosperminina [82] [92]
Protopinas [82]Protopina , oxomuramina, coricavidina [95]
Aristolactama [82]Doriflavina [82]
Derivados de oxazol [104]
Tirosina → tiramina [105]Annuloline, halfordinol, texaline, texamine [106]
Derivados de isoxazol
Ácido iboténico → MuscimolÁcido iboténico, Muscimol
Derivados de tiazol [107]
1-desoxi-D-xilulosa 5-fosfato (DOXP), tirosina , cisteína [108]Nostociclamida, tioestreptona [107] [109]
Derivados de quinazolina [110]
Derivados de 3,4-dihidro-4-quinazolonaÁcido antranílico o fenilalanina u ornitina [111]Febrifugine [112]
Derivados de 1,4-dihidro-4-quinazolonaGlicorina, arborina, glicosminina [112]
Derivados de pirrolidina y piperidina quinazolinaVazicina (peganina) [104]
Derivados de acridina [104]
Ácido antranílico [113]Rutacridona, acronicina [114] [115]
Derivados de quinolina [116] [117]
Derivados simples de quinolina Derivados de 2-quinolonas y 4-quinolonaÁcido antranílico → 3-carboxiquinolina [118]Cusparine, echinopsine , evocarpine [117] [119] [120]
Terpenoides tricíclicosFlindersine [117] [121]
Derivados de furanoquinolinaDictamnina , fagarina, skimmianina [117] [122] [123]
QuininasTriptófano → triptamina → estrictosidina (con secologanina ) → korinanteal → cinhoninon [84] [118]Quinina , quinidina , cinconina , cinhonidina [121]
Derivados del indol [99]
Ver también: alcaloides indol
Alcaloides de indol no isopreno
Derivados simples del indol [124]Triptófano → triptamina o 5-hidroxitriptófano [125]Serotonina , psilocibina , dimetiltriptamina (DMT), bufotenina [126] [127]
Derivados simples de β-carbolina [128]Harman, harmina , harmalina , eleagnine [124]
Alcaloides de pirroloindol [129]Fisostigmina (eserina), eteramina, fisovenina, eptastigmina [129]
Alcaloides indol semiterpenoides
Alcaloides del cornezuelo del centeno [99]El triptófano → chanoclavine → agroclavina → elimoclavine → ácido paspalic → lisérgico ácido [129]Ergotamina , ergobasina, ergosina [130]
Alcaloides de indol monoterpenoides
Alcaloides de tipo Corynanthe [125]Triptófano → triptamina → estrictosidina (con secologanina ) [125]Ajmalicina, sarpagina, vobasina, ajmalina , yohimbina , reserpina , mitraginina , [131] [132] grupo estricnina y ( estricnina brucina , aquamicina, vomicina [133] )
Alcaloides de tipo iboga [125]Ibogamina , ibogaína , voacangina [125]
Aspidosperma de tipo alcaloides [125]Vincamina , alcaloides de la vinca , [26] [134] vincotina, aspidospermina [135] [136]
Derivados de imidazol [104]
Directamente de histidina [137]La histamina , pilocarpina, pilosine, stevensine [104] [137]
Derivados de purina [138]
Xantosina (formada en la biosíntesis de purina) → 7 metilxantosina → 7-metil xantina → teobromina → cafeína [84]Cafeína , teobromina , teofilina , saxitoxina [139] [140]
Alcaloides con nitrógeno en la cadena lateral (protoalcaloides)
Derivados de β- feniletilamina [91]
Tirosina o fenilalanina → dioxifenilalanina → dopamina → adrenalina y mescalina tirosina → tiramina fenilalanina → 1-fenilpropano-1,2-diona → catinona → efedrina y pseudoefedrina [20] [51] [141]Tiramina , efedrina , pseudoefedrina , mescalina , catinona , catecolaminas ( adrenalina , noradrenalina , dopamina ) [20] [142]
Alcaloides de colchicina [143]
Tirosina o fenilalanina → dopamina → autumnalina → colchicina [144]Colchicina , colchamina [143]
Muscarina [145]
Ácido glutámico → ácido 3-cetoglutámico → muscarina (con ácido pirúvico ) [146]Muscarina , alomuscarina, epimuscarina, epiallomuscarina [145]
Bencilamina [147]
Fenilalanina con valina , leucina o isoleucina [148]Capsaicina , dihidrocapsaicina , nordihidrocapsaicina, vanililamina [147] [149]
Alcaloides de poliaminas
Derivados de putrescina [150]
ornitina → putrescina → espermidina → espermina [151]Paucina [150]
Derivados de espermidina [150]
Lunarina, codonocarpina [150]
Derivados de espermina [150]
Verbascenine, afhelandrine [150]
Alcaloides peptídicos (ciclopéptidos)
Alcaloides peptídicos con un ciclo de 13 miembros [47] [152]Tipo numularina CDe diferentes aminoácidos [47]Nummularine C, Nummularine S [47]
Tipo ZiziphineZiziphine A, sativanine H [47]
Alcaloides peptídicos con un ciclo de 14 miembros [47] [152]Tipo de frangulaninaFrangulanine, scutianine J [152]
Scutianine tipo AScutianine A [47]
Tipo enteroIntegerrine, discarine D [152]
Tipo anfibino FAnfibina F, espinanina A [47]
Tipo de amfibina BAnfibina B, lotusina C [47]
Alcaloides peptídicos con un ciclo de 15 miembros [152]Tipo de mucronina AMucronina A [44] [152]
Pseudoalcaloides ( terpenos y esteroides )
Diterpenos [44]
Tipo de licoctoninaÁcido mevalónico → Isopentenyl pirofosfato → geranil pirofosfato de [153] [154]Aconitina , delfinina [44] [155]
Esteroides [156]
Colesterol , arginina [157]Solasodina, solanidina , veralkamina, batracotoxina [158]

Propiedades [ editar ]

Cabeza de cordero nacido de una oveja que comía hojas de lirio de maíz . La ciclopía es inducida por la ciclopamina presente en la planta.

La mayoría de los alcaloides contienen oxígeno en su estructura molecular; esos compuestos suelen ser cristales incoloros en condiciones ambientales. Los alcaloides libres de oxígeno, como la nicotina [159] o la coniina , [35] son típicamente líquidos oleosos, volátiles e incoloros. [160] Algunos alcaloides son de color, como berberina (amarillo) y sanguinarina (naranja). [160]

La mayoría de los alcaloides son bases débiles, pero algunos, como la teobromina y la teofilina , son anfóteros . [161] Muchos alcaloides se disuelven mal en agua, pero se disuelven fácilmente en disolventes orgánicos , como éter dietílico , cloroformo o 1,2-dicloroetano . La cafeína , [162] cocaína , [163] codeína [164] y nicotina [165] son ligeramente solubles en agua (con una solubilidad de ≥ 1 g / L), mientras que otras, incluida la morfina [166] y la yohimbina [167]son muy poco solubles en agua (0,1 a 1 g / L). Los alcaloides y los ácidos forman sales de diversas concentraciones. Estas sales suelen ser libremente solubles en agua y etanol y poco solubles en la mayoría de los disolventes orgánicos. Las excepciones incluyen el bromhidrato de escopolamina , que es soluble en disolventes orgánicos, y el sulfato de quinina soluble en agua. [160]

La mayoría de los alcaloides tienen un sabor amargo o son venenosos cuando se ingieren. La producción de alcaloides en plantas parece haber evolucionado en respuesta a la alimentación de animales herbívoros; sin embargo, algunos animales han desarrollado la capacidad de desintoxicar alcaloides. [168] Algunos alcaloides pueden producir defectos de desarrollo en la descendencia de animales que consumen pero no pueden desintoxicar los alcaloides. Un ejemplo es el alcaloide ciclopamina , producido en las hojas del lirio de maíz . Durante la década de 1950, hasta el 25% de los corderos nacidos de ovejas que habían pastado en lirio de maíz tenían graves deformaciones faciales. Estos iban desde mandíbulas deformadas hasta ciclopía.(ver foto). Después de décadas de investigación, en la década de 1980, el compuesto responsable de estas deformidades se identificó como el alcaloide 11-desoxijervina, que luego se renombró como ciclopamina. [169]

Distribución en la naturaleza [ editar ]

Árbol de estricnina . Sus semillas son ricas en estricnina y brucina .

Los alcaloides son generados por varios organismos vivos, especialmente por plantas superiores  ; alrededor del 10 al 25% de ellos contienen alcaloides. [170] [171] Por lo tanto, en el pasado, el término "alcaloide" se asociaba con las plantas. [172]

El contenido de alcaloides en las plantas suele ser de un pequeño porcentaje y no es homogéneo en los tejidos vegetales. Dependiendo del tipo de plantas, la concentración máxima se observa en las hojas ( beleño negro ), frutos o semillas ( árbol de estricnina ), raíz ( Rauvolfia serpentina ) o corteza ( quina ). [173] Además, diferentes tejidos de las mismas plantas pueden contener diferentes alcaloides. [174]

Además de las plantas, los alcaloides se encuentran en ciertos tipos de hongos , como la psilocibina en el hongo del género Psilocybe , y en animales, como la bufotenina en la piel de algunos sapos [23] y varios insectos, marcadamente hormigas. [175] Muchos organismos marinos también contienen alcaloides. [176] Algunas aminas , como la adrenalina y la serotonina , que desempeñan un papel importante en los animales superiores, son similares a los alcaloides en su estructura y biosíntesis y, a veces, se denominan alcaloides. [177]

Extracción [ editar ]

Cristales de piperina extraídos de pimienta negra .

Debido a la diversidad estructural de los alcaloides, no existe un método único para su extracción a partir de materias primas naturales. [178] La mayoría de los métodos explotan la propiedad de la mayoría de los alcaloides de ser solubles en solventes orgánicos [7] pero no en agua, y la tendencia opuesta de sus sales.

La mayoría de las plantas contienen varios alcaloides. Su mezcla se extrae primero y luego se separan los alcaloides individuales. [179] Las plantas se muelen completamente antes de la extracción. [178] [180] La mayoría de los alcaloides están presentes en las plantas crudas en forma de sales de ácidos orgánicos. [178] Los alcaloides extraídos pueden permanecer como sales o transformarse en bases. [179]La extracción de la base se logra procesando la materia prima con soluciones alcalinas y extrayendo las bases alcaloides con disolventes orgánicos, como 1,2-dicloroetano, cloroformo, éter dietílico o benceno. Luego, las impurezas son disueltas por ácidos débiles; esto convierte las bases de alcaloides en sales que se lavan con agua. Si es necesario, se vuelve a alcalinizar una solución acuosa de sales de alcaloides y se trata con un disolvente orgánico. El proceso se repite hasta lograr la pureza deseada.

En la extracción ácida, la materia prima vegetal se procesa con una solución ácida débil ( por ejemplo , ácido acético en agua, etanol o metanol). Luego se agrega una base para convertir los alcaloides en formas básicas que se extraen con solvente orgánico (si la extracción se realizó con alcohol, primero se elimina y el resto se disuelve en agua). La solución se purifica como se describió anteriormente. [178] [181]

Los alcaloides se separan de su mezcla usando su diferente solubilidad en ciertos solventes y diferente reactividad con ciertos reactivos o por destilación . [182]

Se identifican varios alcaloides de insectos , entre los cuales los alcaloides del veneno de las hormigas bravas, conocidos como solenopsinas, han recibido mayor atención por parte de los investigadores. [183] Estos alcaloides de insectos pueden extraerse de forma eficaz mediante la inmersión en disolvente de hormigas de fuego vivas [7] o por centrifugación de hormigas vivas [184] seguida de purificación por cromatografía en gel de sílice. [185] Se ha descrito como posible el seguimiento y la dosificación de los alcaloides de la hormiga solenopsina extraídos basándose en su pico de absorbancia de alrededor de 232 nanómetros. [186]

Biosíntesis [ editar ]

Los precursores biológicos de la mayoría de los alcaloides son los aminoácidos , como la ornitina , lisina , fenilalanina , tirosina , triptófano , histidina , ácido aspártico y ácido antranílico . [187] El ácido nicotínico se puede sintetizar a partir de triptófano o ácido aspártico. Las formas de biosíntesis de alcaloides son demasiado numerosas y no pueden clasificarse fácilmente. [84] Sin embargo, hay algunas reacciones típicas involucradas en la biosíntesis de varias clases de alcaloides, incluida la síntesis de bases de Schiff y la reacción de Mannich .[187]

Síntesis de bases de Schiff [ editar ]

Artículo principal: base de Schiff

Las bases de Schiff se pueden obtener haciendo reaccionar aminas con cetonas o aldehídos. [188] Estas reacciones son un método común para producir enlaces C = N. [189]

En la biosíntesis de alcaloides, tales reacciones pueden tener lugar dentro de una molécula, [187] como en la síntesis de piperidina: [40]

Reacción de Mannich [ editar ]

Artículo principal: reacción de Mannich

Un componente integral de la reacción de Mannich, además de una amina y un compuesto carbonilo , es un carbanión , que desempeña el papel de nucleófilo en la adición nucleófila al ión formado por la reacción de la amina y el carbonilo. [189]

La reacción de Mannich puede producirse tanto intermolecular como intramolecularmente: [190] [191]

Alcaloides diméricos [ editar ]

Además de los alcaloides monoméricos descritos anteriormente, también hay alcaloides diméricos , e incluso triméricos y tetraméricos formados tras la condensación de dos, tres y cuatro alcaloides monoméricos. Los alcaloides diméricos generalmente se forman a partir de monómeros del mismo tipo a través de los siguientes mecanismos: [192]

  • Reacción de Mannich , que da como resultado, p . Ej. , Voacamina
  • Reacción de Michael (villalstonine)
  • Condensación de aldehídos con aminas (toxiferina)
  • Adición oxidativa de fenoles (dauricina, tubocurarina)
  • Lactonización (carpaína).

  • Voacamine

  • Villalstonine

  • Toxiferina

  • Dauricina

  • Tubocurarina

  • Carpaine

También hay alcaloides diméricos formados a partir de dos monómeros distintos, como los alcaloides vinca vinblastina y vincristina, [26] [134] que se forman a partir del acoplamiento de catarantina y vindolina . [193] [194] El nuevo agente quimioterapéutico semisintético vinorelbina se usa en el tratamiento del cáncer de pulmón de células no pequeñas . [134] [195] Es otro dímero derivado de vindolina y catarantina y se sintetiza a partir de anhidrovinblastina , [196] a partir de leurosina[197] [198] o los propios monómeros. [134] [194]

Papel biológico [ editar ]

El papel de los alcaloides para los organismos vivos que los producen aún no está claro. [199] Inicialmente se asumió que los alcaloides son los productos finales del metabolismo del nitrógeno en las plantas, como la urea en los mamíferos. Más tarde se demostró que la concentración de alcaloides varía con el tiempo, y esta hipótesis fue refutada. [16] Se sugiere que varias hormigas también producen alcaloides como componentes del veneno , sin embargo, las vías de biosíntesis exactas no se han demostrado empíricamente. [175] [200]

La mayoría de las funciones conocidas de los alcaloides están relacionadas con la protección. Por ejemplo, la aporfina alcaloide liriodenina producida por el tulipán lo protege de los hongos parásitos. Además, la presencia de alcaloides en la planta evita que los insectos y animales cordados la coman. Sin embargo, algunos animales están adaptados a los alcaloides e incluso los utilizan en su propio metabolismo. [201] Sustancias relacionadas con alcaloides como la serotonina , la dopamina y la histamina son neurotransmisores importantes en los animales. También se sabe que los alcaloides regulan el crecimiento de las plantas. [202]Un ejemplo de un organismo que usa alcaloides para protegerse es la Utetheisa ornatrix , más comúnmente conocida como la polilla ornamentada. Los alcaloides de pirrolizidina hacen que estas larvas y polillas adultas sean desagradables para muchos de sus enemigos naturales, como los escarabajos coccinélidos, las crisopas verdes, los hemípteros insectívoros y los murciélagos insectívoros. [203] Otro ejemplo de la utilización de alcaloides ocurre en la polilla de la cicuta venenosa ( Agonopterix alstroemeriana). Esta polilla se alimenta de su planta huésped altamente tóxica y rica en alcaloides, la cicuta venenosa ( Conium maculatum ) durante su etapa larvaria. A. asltroemerianapuede beneficiarse doblemente de la toxicidad de los alcaloides naturales, tanto por la falta de sabor de la especie para los depredadores como por la capacidad de A. alstroemeriana para reconocer Conium maculatum como el lugar correcto para la oviposición. [204] Se ha demostrado que un alcaloide del veneno de la hormiga de fuego conocido como solenopsina protege a las reinas de las hormigas de fuego invasoras durante la fundación de nuevos nidos, desempeñando así un papel central en la propagación de esta especie de hormiga plaga en todo el mundo. [205]

Aplicaciones [ editar ]

En medicina [ editar ]

El uso médico de plantas que contienen alcaloides tiene una larga historia y, por lo tanto, cuando se aislaron los primeros alcaloides en el siglo XIX, inmediatamente encontraron aplicación en la práctica clínica. [206] Muchos alcaloides todavía se usan en medicina, generalmente en forma de sales ampliamente utilizadas, incluidas las siguientes: [16] [207]

AlcaloideAcción
Ajmalinaantiarrítmico
Emetinaagente antiprotozoario ,

Emesis

Alcaloides del cornezuelo del centenoVasoconstricción , alucinógena , uterotónica
GlaucinaAntitusivo
MorfinaAnalgésico
NicotinaEstimulante , agonista nicotínico del receptor de acetilcolina
Fisostigminainhibidor de la acetilcolinesterasa
QuinidinaAntiarrítmico
QuininaAntipirético , antipalúdico
Reserpinaantihipertensivo
TubocurarinaRelajante muscular
Vinblastina , vincristinaantitumoral
Vincaminevasodilatador , antihipertensivo
Yohimbinaestimulante , afrodisíaco

Muchos fármacos sintéticos y semisintéticos son modificaciones estructurales de los alcaloides, que fueron diseñados para mejorar o cambiar el efecto principal del fármaco y reducir los efectos secundarios no deseados. [208] Por ejemplo, la naloxona , un receptor opioide antagonista , es un derivado de tebaína que está presente en el opio . [209]

  • Tebaína

  • Naloxona

En agricultura [ editar ]

Antes del desarrollo de una amplia gama de plaguicidas sintéticos relativamente poco tóxicos , algunos alcaloides, como las sales de nicotina y anabasina , se usaban como insecticidas . Su uso estaba limitado por su alta toxicidad para los humanos. [210]

Usar como drogas psicoactivas [ editar ]

Las preparaciones de plantas que contienen alcaloides y sus extractos, y más tarde alcaloides puros, se han utilizado durante mucho tiempo como sustancias psicoactivas . La cocaína , la cafeína y la catinona son estimulantes del sistema nervioso central . [211] [212] La mescalina y muchos alcaloides indol (como la psilocibina , dimetiltriptamina e ibogaína ) tienen un efecto alucinógeno . [213] [214] La morfina y la codeína son analgésicos narcóticos potentes. [215]

Hay alcaloides que no tienen un fuerte efecto psicoactivo por sí mismos, pero son precursores de las drogas psicoactivas semisintéticas. Por ejemplo, la efedrina y la pseudoefedrina se utilizan para producir metcatinona y metanfetamina . [216] La tebaína se usa en la síntesis de muchos analgésicos como la oxicodona .

Ver también [ editar ]

  • Amina
  • Base (química)
  • Lista de plantas venenosas
  • Productos naturales
  • Palau'amine
  • Metabolito secundario
  • Reactivo de Mayer

Notas [ editar ]

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