ALACALOIDES -COCAINA

PRESENTADO POR: FERNANDO CHAMPI MEDINA

AlcaloidesGENERALIDADES

ESTRUCTURA QUIMICA

PROPIEDADES

NOMENCLATURA

ORIGEN

IDENTIFICACION

COCAINA

GENERALIDADES

DATOS TECNICOS-QUIMICOS

CARACTERISTICAS

EFECTOS EN EL HOMBRE

EXTRACCION Y SINTESIS

OBJETIVOS

Definir el concepto de alcaloides, propiedades y nomenclatura.

Reconocer la estructura química de los diversos alcaloides.

Conocer los métodos de extracción, identificación y cuantificación de los alcaloides.

Conocer la composición química, síntesis y efectos de un tipo especial de alcaloide : la cocaína.

GENERALIDADESA través de la historia:

MEXICO ANTIGUO

Sombrero de hongo

Psylocibe aztecorum

Flor del Tabaco

Danzantes alrededor de un hongo alucinógeno

Estatua azteca de Xochipilli (el príncipe Azteca de las flores), hallada en 1800 en las faldas del volcán Popocatapetl (Museo Nacional de Antropología de México )

PERU ANTIGUO

Relieve en templo de CHAVIN de Huantar

(1.200 a.C. - 200 a.C.)

San Pedro (Trichocereus pachanoi)

DATOS HISTORICOS

•Su química real se desarrolla desde hace dos siglos:

•F.W. Sertürneer (1805) aisla la morfina.

•Pelletier y Caventou (1817) aislaron la estricnina

•Gomes (1820) extrae el principio activo de la chinchona

•Robiquet (1817) aisla la narcotina y la codeína en 1832.

•Runge(1820) )descubre la cafeína

• Mein (1831) descubre la atropina

•Primer alcaloide sintetizado: la coniína en 1886

En la actualidad se conocen más de 5000 alcaloides, restringidos a un número corto de familias botánicas y se continúa investigando en la búsqueda de nuevos

compuestos pertenecientes a este grupo

Principales alcaloides en el comercio.

Alcaloides Acción fisiológica

Atropina Antiespasmódico, estimulante, analgésico

Cocaína Anestésico local, sedante, estimulante

Codeína Analgésico, sedante, hipnótico

Emetina Emético, expectorante, antipirético

Morfina Narcótico, sedante, hipnótico, analgésico

Quinina Antimalárico

Efedrina Asma, estimulante.

Papaverína

Vincristina

Relajante muscular

Antitumoral

Reserpina Antihipertensivo

Definiciones

Etimológicamente proviene del árabe al kaly, la sosa y del griego eidos, de aspecto.

Sustancias naturales que reaccionan como bases, como los álcalis.

(W. Meissner 1819)

Compuestos básicos, nitrogenados, de origen vegetal o animal

(Winterstein y Trier 1910)

Un alcaloide es una sustancia orgánica cíclica que contiene un nitrógeno en estado de oxidación negativo y cuya distribución es

limitada entre los organismos vivos. (Pelletier.1983)

Características generales de los alcaloides

Compuestos orgánicosSe forman a partir de aminoácidosOrigen vegetalSustancias nitrogenadasCarácter básicoContienen nitrógeno heterocíclicoEstructura complejaTóxicosActividad fisiológica incluso a dosis muy bajasPrecipitan con ciertos reactivos

O

O

CH3

CH3N

CH2

O

OCH3 CH3

Alcaloides verdaderos

Alcaloides imperfectos

Protoalcaloides

Pseudoalcaloides

Colchicinapapaverina

NCH3

N

HO

O

N CH3

HO

O

NH

CH3O

CH3O

OCH3

CO

CH3

OCH3

Los alcaloides son un grupo muy heterogéneo de compuestos con estructuras muy variadas y generalmente complejas.

Todos contienen C, H y N. Ejemplo: Nicotina

Algunos tienen oxígeno y pocos azufre (tiobinufaridina)

El nitrógeno que contienen pueden formar parte de un ciclo (con N-Heterocíclico; es lo más habitual)

(con N no heterocíclico; hay pocos casos; estricnina, colchicina, etc).

Nicotina

Morfina

colchicina

cafeína

ESTRUCTURA QUIMICA

PROPIEDADES DE LOS ALCALOIDES

•P.M: entre 100 y 900 (coniína C8H17N=127, vincristina C46H56N4O10=824).

Alcaloides oxigenados

•Generalmente sólidos y cristalizables.•Incoloros e inodoros, rara vez coloreados (berberina, de color amarillo, sanguinarina, de color rojo).•Sabor desagradable (amargo)•P.F: por debajo de 200 ºC.

Alcaloides no oxigenados

Son líquidos, volátiles, olorosos y arrastrables en corriente de vapor de agua (coniina, nicotina, esparteína)

NCH3

N

Alcaloide Agua Alcohol Mezcla HA

Disolvente orgánico apolar

Base libre Insoluble Soluble Soluble Soluble

Sal Soluble Soluble Soluble Insoluble

SOLUBILIDAD

Las bases xantinas y las sales de amonio cuaternaria son solubles en agua. Las sales del alcaloide reserpina son solubles en disolventes apolares.

Excepciones

MAS PROPIEDADESTienen actividad óptica ( l) y (d), la levógira es mas áctiva, propiedad interesante para el control de pureza.

Forman sales dobles con : Hg, Au, Pt, I y otros metales pesados

Carácter básico (par de electrones libres del N), debido a esto son sensibles al calor y la luz. Estables

con ácidos orgánicos

En la naturaleza se encuentran en forma de sales aunque también bases libres.

La sales cristalizadas se conservan bastante bien y constituyen habitualmente la forma comercial de

estas moléculas .

Ephedra sp Efedrina

Atropa belladona Atropina

1.- De acuerdo a la especie que los contiene

No existe una sistematización. Tienen una terminación en “-ina”.

Son denominados siguiendo alguno de los criterios:

NOMENCLATURA

Claviceps Purpurea

Genero:Genero: Papaver PapaverPapaver somniferumPapaver somniferum

2.- De acuerdo al nombre vulgar de la especie que produce.

N.V: Ergot de cornezuelo de centeno

3.- De acuerdo al género a partir del cual se ha obtenido

Papaverina

O

O

CH3

CH3N

CH2

O

OCH3 CH3

ergotamina

4.- De acuerdo a la actividad farmacológica.

Morfina Morfeo (Dios griego del sueño)

5.- Raramente algún investigador

Actividad farmacológica:

Emética

Nicotina

NCH3

N

Emetina

NH

N

CH3O

CH3O

OCH3

OCH3

CH3

Jean Nicot (embajador Francés que envió semillas de la planta

del tabaco a Francia)

ORIGEN DE LOS ALCALOIDESORIGEN DE LOS ALCALOIDES

Aminoacidos y bases que dan origen a los alcaloides

Biosíntesis de los alcaloides aliciclicos:A continuación se muestra como ejemplo el esquema de la biosíntesis

de la cocaína:

L- ornitina

putrescina4-aminobutanal

REACTIVO RESULTADO

Reactivo de Mayer.(Sol. Acuosa de tetrayodomercuriato de potasio)

Reactivo de Dragendorff.(tetrayodobismutato potásico)

.

Reactivo de Wagner.(Sol. Acuosa de yodo en yodato potásico)

Reactivo de Sonnenschein

precipitado color blanco

crema

Precipitado color anaranjado –

marrón

precipitado de color marrón.

precipitado color naranja.

Nota

Pueden dar Rx (+) con

Dragendorff:

•Proteínas

•α - Pironas

•Cumarinas

•Hidroxiflavonas

•lignanos

IDENTIFICACION DE ALCALOIDES

REACCIONES DE PRECIPITACION

REACTIVOS GENERALES

ALCALOIDE + H2SO4 DESHIDRATACION

ALCALOIDE+HNO3 OXIDACION

ALCALOIDE+KMnO4 OXIDACION

ALCALOIDE + K2Cr2O4 OXIDACION

REACTIVOS ESPECIFICOS

Reactivo de Vitali Morin

REACCIONES DE COLORACIONREACCIONES DE COLORACION

Alcaloide tropánico + ácido nítrico,

acetona y NaOH

RESULTADO

Coloración azul

Alcaloide con núcleo ergolina (alcaloide del cornezuelo de centeno)

Reactivo de Van Urk

RESULTADO

Coloración violeta

Reactivo de Oberlin-Zeisel

Alcaloide tropolonas (colchicina)+ FeCl3+ HCl

REACTIVOS ESPECIFICOS

Sulfato de cerio y de amonio

diferencia los indoles amarillo

los dihidroindoles rojo

los b-anilinoacrilatos azul.

El reactivo de yodoplatinato para los alcaloides del opio:

morfina coloración gris azuloso

codeína color castaño.

Cocaína

Pruebas del tiocianato de cobalto en HCl( Prueba de Scott) :

Resultado: Color azul.

REACCIONES DE CRISTALIZACIÓN

Alcaloide + ácido pícrico, cloruro y

bromuro áurico y cloruro Formación de cristales

LOCALIZACION ORGANOGRAFICA

SEMILLAS

HOJAS

SEMILLAS DE CACAO

tabaco coca

Alcaloide: Teobromina Acción: Estimulante

Alcaloide: Nicotina Acción: estimulante

Alcaloide: Cocaína Acción: Anestésico local.

LATEX

SUMIDADES

RIZOMAS

LOCALIZACION ORGANOGRAFICA

Látex de opio

Efedras

hidrastis

Alcaloide: Efedrina

Acción: estimulante, broncodilatador.

Alcaloide: Morfina Acción: analgésica

Alcaloide: Hidrastina

Acción: vasoconstrictor.

CORTEZAS

LOCALIZACION ORGANOGRAFICA

RAIZ

FRUTOS

Corteza de quina

Raíz de ipecacauana

Fruto de cicuta

Alcaloide: Coniina

Acción: venenoso

Alcaloide: Quinina Acción: antimalarica

Alcaloide: Emitina Acción: emetica

GENERALIDADES

Desde hace siglos las hojas de Coca han sido y siguen siendo usadas para aumentar la resistencia al esfuerzo físico y por la sensación de bienestar que producen en los pueblos indigenas

Se ha utilizado al menos durante 1200 años de costumbre de mascar hojas de coca por los nativos de los andes de Sudamérica.

COCAINALA COCAINA

• La cocaína es el alcaloide principal de las hojas de coca , en las cuales fue hallada por GAEDCKE en 1855 quien le dio el nombre de eritroxilina la que posteriormente fue aislada por

Niemann de las hojas de Erythroxylon coca en 1859.

• Van Anrep en 1880 estudió sus cualidades farmacológicas y recomendó usar el alcaloide como anestésico local.

• Sigmund Freud en 1884 hizo el primer estudio detallado de los efectos fisiológicos de la cocaína.

DATOS HISTORICOS

Composición Química de la Hoja de Coca

Informe № 296-82-DQF/INN, Institutos Nacionales de Salud - Instituto de Nutrición, Universidad Peruana Cayetano Heredia

Humedad, g% 9.21

Extracto seco, g% 0.79

Extracto etéreo, g% 4.53

Hidratos de Carbono, g% 49.62

Proteína Total (N x 6.25), g% 15.96

Proteína digerible (N x 6.25.), g% 12.39

Fibra cruda, g% 13.00

Cenizas, g% 7.68

Arena y Silíce, g% 1.55

Caroteno, mg% 42.34

Tiamina, mg% 0.16

HOJA DE COCA-DATOS TECNICOS

Riboflavina, mg% 0.88

Vitamina C, mg% 16.70

Niacina, mg% 26.00

Calcio, mg% 1550.7

Fósforo, mg% 209.7

Hierro, mg% 4.2

Sodio, mg% 0.59

Potasio, mg% 0.96

Alcaloides totales, g% 0.821

HOJA DE COCA-DATOS TECNICOS

ALCALOIDE NATURAL PROPIEDADES

COCAINA Anestesica y analgesicas.

EGNONINA Metabolizar grasas y carbohidratos.

ATROPINA Anestesico .

PECTINA Absorbente y antidiarreico.

PAPAINA Esta proteasa.acelera la digestion.

HIGRINAExcita las glándulas salivares cuando hay deficiencia de oxígeno en el ambiente.

GLOBULINAmejora la circulación sanguínea. Evita el sorojche (mal de altura).

PIRIDINAAcelera la formación y funcionamiento del cerebro.

ALCALOIDES DE LA HOJA DE COCA

ALCALOIDE NATURALPROPIEDADES

QUINOLINA Evita la formación de la caries dental .

CONINA Es un anestésico poderoso.

COCAMINA Es un analgésico.

INULINA Es diurético.

BENZOINAAcelera la formación de células

musculares y evita la putrefacción de alimentos.

RESERPINA Regula la presión arterial.

ALCALOIDES DE LA HOJA DE COCA

NOMENCLATURA:(1R,2R,3S,5S)-3-(benzoiloxi)-8-metil-8-azabiciclo[3.2.1]

octano-2-carboxilato de metilo

FORMULA : C 17H 21NO4 PESO MOL : 303.35 g/mol

DATOS QUIMICOS

Características generales de La cocaina

La cocaína (C17H21O4N) se define como un alcaloide porque tiene las características clásicas de éstos.

Tienen origen vegetal y actividad farmacológica definida.

Es una base nitrogenada capaz de formar sales en ácidos orgánicos e inorgánicos.

Pertenece al grupo de los alcaloides tropánicos, su núcleo fundamental es el tropano .

EXTRACCION DE LA COCAINA

       

SINTESIS DE LA COCAINA

Elaboración a partir de la ecgonina

La ventaja principal de este proceso es que produce mayor rendimiento.

La hoja seca de la coca, que incluye los diferentes alcaloides, se descompone en ecgonina que es la base química o núcleo de la molécula de cocaína.

Luego se trata la ecgonina con yoduro de metilo y anhídrido benzoico en un proceso químico que produce cocaína pura.

BIOSINTESIS DE LA COCAINA

• En el proceso normal de comunicación ,las neuronas liberan dopamina dentro de la sinapsis,donde se une a los receptores de dopamina de en las neuronas adyacentes .normalmente una proteina especializada llamada la transportadora de dopamina . recicla la dopamina de vuelta ala neurona transmisora.

• Cuando se ha consumido cocaina,esta se adhiere a la transportadora de dopamina y bloquea el proceso normal de reciclaje, resultando en una acumulacion de dopamina en la sinapsis,lo que contribuye a os efectos placenteros de la cocaina.

EFECTOS DE LA COCAINA

La sensación de bienestar, euforia, placer, seguridad, etc., que la droga causa es artificial y poco duradera.

CONCLUSIONES

1. Los alcaloides son sustancias orgánicas nitrogenadas generalmente con característica básica y mayoritariamente de origen vegetal, tienen estructuras complejas lo que hace que ejerzan diferentes acciones fisiológicas.

2. En los vegetales los alcaloides proceden del metabolismo secundario y se originan a partir de aminoácidos terpenos y acetogeninas.

3. Los principales productores de alcaloides son generalmente los vegetales, encontrándose en mayor cantidad en las gimnospermas especialmente en las dicotiledóneas.

4. Los alcaloides están localizados en tejidos periféricos: corteza, raíces, hojas, frutos y semillas, cumpliendo diferentes funciones ya sean de defensa contra parásitos o insectos o productos de almacén de nitrógeno y excreción.

CONCLUSIONES

5. La mayoría de los alcaloides se nombran con la terminación “ina” y algunos de acuerdo a la especie, genero, nombre vulgar, descubridor, etc.

6. Las propiedades de los alcaloides es bastante variable esta depende de la presencia de oxígeno (sólidos cristalizables) o ausencia de la misma (líquidos), su solubilidad está en base a su forma libre (insoluble en agua, soluble en alcohol) o sal (soluble en agua, soluble en alcohol), presentan mayoritariamente una actividad óptica levógira.

7. La identificación de los alcaloides se determina mediante reacciones de precipitación, coloración y cristalización.

8. La valoración de los alcaloides se determina mediante métodos volumétricos, gravimétricos, ópticos y cromatográficos.

Referencias Bibliográficas• Brunenton Jean. Farmacognosia: Fitoquímica Plantas Medicinales. 2da.

Edición. Edit. Acribia S.A. Zaragoza-España.2001.• Brossi, A. (Ed.) (1984‑1987). Alkaloids. Chemistry and Pharmacology, Vols.

23‑31. Orlando, Fla: Academic Press. • Kuklinski. Farmacognosia. Edit. Omega S.A. Barcelona. España.2000• Lock Sing de Ugaz, Olga. Investigación Fitoquímica: Métodos en el estudio

de productos naturales.1era edición. Edit. Fondo. Lima-Perú.1988.• Robinson T. “The organic constituents of Higher Plants” Editorial Cordus

press, NorthAmherst, 1983• Rosazza, J.P.N. and M.W.Duffel “Metabolic Transformations of Alkaloids”

in The Alkaloids, Arnold Brossi editor, 27, Editorial Academic Press, inc. 1986.

• Villar del Fresno. Farmacognosia General. Edit. Síntesis. Madrid.1999.• John Mann, Chemical Aspects of Biosynthesis Edit. OUP Primer .United

Kingdom • W. C. Evans “Treese y Evans Farmacognosia” 13ª ed. , Ed. Interamericana

-McGraw-Hill, 1991• Catharhantus roseus. New York Botanical Garden. Disponible en URL:

http://www.nybg.org• Ilustraciones disponibles en URL: http://.es.wikipedia.org/wiki• http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/abstract/104528600/ABSTRACT

Muchas gracias…