2do Lab Oratorio de Quimica Organica IV- Alcaloides

Laboratorio de Química Orgánica IV

Alcaloides

ÍNDICE Introdu cción . 2 Objetivos     3  . . 4 Fundamento teórico  Alcaloides      4 Clasificación y acción farmacológica . 5

Función de los alcaloides en las plantas   . . 6 Propiedades fisicoquímicas  .... .... 6 Química   . . 9 Propiedades de solubilidad olubilida d  ... ... 10 Detección de alcaloides . 10 Métodos de extracción y aislamiento.. 12 Procedimi ento experimental    17 Extracción de los alcaloides de la uña de gato . 17 Extracción de los alcaloides de la cocaína .. ... . 21 Cromatografía de absorción  .. .. 25 Reconocimiento de alcaloides ... 29 Cuestionario .36 Conclusiones     4 2     43 Bibliografía 

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INTRODUCCIÓN

A pesar de la gran diversidad de sus estructuras químicas los alcaloides constituyen un grupo bastante homogéneo desde el punto de vista tecnológi co. Se caracterizan por la pr esencia de nitrógeno básico, teniendo la propiedad de formar sales solubles en el agua con ácidos orgánicos e inorgáni cos, mientras que sus bases libres son solubles en los solventes orgánicos. Estar propiedad es la base de los procesos generales de extracción de los alcaloides.

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OBJETIVOS



Aprender propiedades fisicoquími cas de los alcaloides



Comprender las funciones e importancia de ellos



Aprender las técnicas de extracción a partir de sus sales o bases y hacer pruebas

cualitativas de cromatografía.

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TEÓRIC

ALCAL IDES Los alcaloides son moléculas de origen vegetal, aunque e isten protoalcaloides de origen animal. Se caracterizan por su estructura molecular comple ja a base de átomos de carbón, hidrógeno, nitrógeno y o í geno. Hay apro imadamente 5000 alcaloides diferentes, y todos son de naturaleza alcalina (tienen un sabor amargo), de ahí  su nombre. Cumplen

diversas f unciones en las plantas, como defensas naturales contra animales y hongos, y suelen producir efectos fisiológicos en los animales. La mayorí a de plantas medicinales, tó icas y alucinógenas deben sus efectos a la actividad biológica de los alcaloides. Según la dosis, y la duración del trata miento, sus usos pueden ser desde analgésicos, anestésicos, curativos o psicotrópicos, hasta prod ucir la muerte (empleados como pesticidas, insecticidas o armas criminales), y/o producir adicciones leves o graves. El THC no es un alcaloide, puesto que no contiene nitrógeno. Generalmente actúan sobre el sistema nervioso central (SNC), si bien algunos afectan al sistema nervioso parasi mpático y otras al siste ma nervioso simpático. Tienen en común que precipitan o reaccionan con ciertos reactivos qu e se denominan "reactivos generales de alcaloides". Una de las caracterí sticas de los alcaloides que es necesario destacar, como principios activos, es su actividad farmacológica a dosis d ébiles. Así  por e jemplo, una disminución de la cantidad de alcaloide en un preparado farmac éutico va a disminuirla acción terapéutica; un ligero e ceso va a ocasionar un cuadro de into icación. La actividad biológica de los alcaloides es muy diversa, la más estudiada es la acción estimulante que presentan algunos como la cafeí na o la cocaí na, si bien también e isten alcaloides con efectos depresores del SNC como la morfina. Los métodos de e tracción son muy variados. Normalmente los alcaloides se e traen de la planta con agua si están en forma de sales (solubles) o con ácido clorhí drico diluido si están en forma insoluble. Últimamente está adquiriendo f uerza la purificación por medio de fluidos supercrí ticos, concreta mente con dió ido de carbono. La presencia de o igeno en la estructura determina que la sustancia sea unsólido blanco, de sabor amargo y cristalizables. La ausencia de o igeno en la estructura del alcaloide hace qu e este sea aceitoso, volátil u odorante.

Cocaí na

Alcanfor

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CLASIFICACIÓN 

Para clasificar a un compuesto como alcaloide es preciso tomar en cuenta sus propiedades químicas y farmacológicas. Ejs. d e alcaloides bien conocidos son la estricnina, la nicotina, la quinina, la morfina. Alguno s autores han propuesto distinguir tres categorías de alcaloides. y

y y

Los al caloides verdad eros. (I) (II) Los protoal caloides. (III) (IV) Los pse udoal caloid es. ( V)

Los alcaloides verdaderos tienen siempre un N. heterocí clico y biogenéticamente derivan de aminoácidos.

 ACCIÓN FARMACOLÓGICA

FUNCIÓN

ANALGESICO ANTIESPAS ODICO ANTIGOTOSO ANTIGOTOSO ESTI ULANTE S.N.C. ANESTESICO LOCAL RELAJADOR USCULAR ANTIARRIT ICO ESTI . UTERINO ANTIHIPERTENSIVO ANTI ALARICO ANTIA EBIANO ANTITUSIVO

ALCALOIDE MORFINA PAPAVERINA ATROPINA COLCHICINA CAFEINA COCAINA D TUBOCURARINA QUINIDINA CORNEZUELO RESERPINA QUININA EMETINA NOSCAPINA.

Los protoalcaloides son aminas simples con N. extraciclico, provienen del metabolismo de aminoácidos. Los pseudoalcaloides no provienen de aminoácidos, la mayoría deriva del metabolismo del isopreno. La acción farmacológica de los alcaloides es sumamente amplia.

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FUNCIÓN DE L S ALCAL IDES EN LAS PLANTAS Las f unciones de los alcaloides en las plantas no han sido aun precisadas y están su jetas a especulación. Consistirí an, entre otras: a. En servir de reserva para la s í ntesis de proteí nas. b. De materiales de protección contra ataq ues de insectos u otros animales herbí voros. c. De estimulantes o reguladores de crecimiento o metabolismo interno o de reprodu cción. d. De agentes finales de desinto icación por transformaciones simples de otras sustancias cuya acumulación puede resultar nociva para la planta. En algunos casos, se los ha considerado como productos de desecho o finales de metabolismo, idea no compartida, ya que no son productos estáticos en el organis mo sino que e perimentan transformaciones continuas. Además, es factible suponer que no todos los alcaloides desempeñan f unciones similares en las plantas que los contienen y que acostas pueden variar de un caso a otro. Cabe

destacar que apro imadamente el 80% de las plantas no producen alcaloides, por lo qu e tampoco pu ede suponerse que este tipo de producto natural sea vital para los organis mos naturales. En resumen, el papel que desempeñan en los vegetales es todaví a ob jeto de especulaciones y teorí as en la mayorí a de los casos sin confirmación.

PROPIEDADES FISICOQUÍ MICAS Los alcaloides tienen masas moleculares que varí an entre 100 y 900 (conií na C8H17N=127, vincristina C46H56N4O10=824); son casi siempre incoloros a e cepción de aquellos altamente con jugados como berberina (a marillo), sanguinarina (ro jo), urabaina (verde) y o oaporfinas que van de amarillo a ro jo; son normalmente sólidos a te mperatura ambiente, algunas bases no o igenadas como la conií na, la nicotina y la esparteina q u e son lí quidas; con algunas e cepciones como la arecolina que es o igenada y lí quida; los alcaloides base son poco solubles en agua. La mayorí a de los alcaloides son insol ubles o muy poco solubles en agua, perose disu elven bien en alcohol, éter, cloroformo u otros solventes orgánicos. Se combinan con ácidos para dar sales, comportándose entonces como bases. Las sales son bastante solubles en agua e insolubles en solventes orgánicos.

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En la dif erencia de solubilidades de la base alcaloidea y de sus sales en agua y en solventes orgánicos se basa el método general de extracción. Todos los alcaloides son a ctivos a la luz polarizada. Pr esentan una fluorescencia caracterí stica bajo al luz UV o IR, dando lugar a espectros caracterí sticos.

Alcaloides no oxigenados   

líquidos extraibles por destilación, arrastre de vapor olor fuerte

Alcaloides oxigenados    

sólidos cristalizabl es con punto de fusión definidos incoloros o blancos aunque puede haber coloreados sabor amargo poseen actividad óptica

El carácter básico se debe al par de electrones libres del N. Por su carácter básico son sensibles a la luz y el calor, se estabilizan con ácidos inorgáni cos. En la naturaleza se encuentran en forma de sales aunque también libres. En las plantas se consideraba que eran productos obtenidos durante la extracción y poco solubles en lo s disolventes típicos de extracción por su polaridad. Pueden sufrir isomerización (ácido lisérgico .... isolisérgico), racemización (hiosciamina...atropina). La solución es important e para la extracción, purificación y formulación. Son insolubles en agua, excepto las bases nitrógeno cuaternarias, bases xánticas, colchicina; son solubles en disolventes orgánicos cloroformo > etanol > metanol > acetato de etilo > éter > benceno > n-hexano. En forma de sales son solubles en agua, a excepción de las sales de berberina e insolubles en disolventes orgánicos.

Los alcaloides tienen una serie de reacciones de precipitación en común, son moléculas complejas de alto peso molecular: y y

taninos reactivos ácidos de alto peso molecular (ácido fosfowolfrámi co, á cido fosfomolíbdi co, ácido silicowolfrámico)

Reactivos iodados, formación de complejos con los metales y y y y y

reactivo de Marne reactivo de Wagner reactivo de Mayer reactivo de Valser reactivo de Dragendorff 

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En estas reacciones pueden darse falsos positivos por la presencia de proteínas, cumarinas, alfa benzopironas; así como falsos negativos porque algunos alcaloides forman comple jos que no precipitan

Precipitados cristalinos y

tricloruro de oro

y

tribromuro de oro

y

y

y y

cloruro merc rico tetracloruro de platino ácido pí crico ácido picrolónico

Reacciones de color Se usan como reactivos y y y y y

ácido sulfúri co ácido nítrico f errocianuro de potasio dicromato potásico permanganato potásico

Hay además reacciones específicas para un grupo determinado de alcaloides; los derivados del tropano (reacción de Vitali-marin); alcaloides derivados del indol (reacción de Van Urk). Todas estas reacciones pueden usarse para la determinación de alcaloides en los extractos

De acuerdo a su estructura pueden agruparse en distintos grupos químicos . Bases acíclicas

colina, muscarina

Aminas aromáticas Aminoalcoholes Bases pirrólicas Bases pirídicas Derivados de glioxalina Derivados del grupo tropano Derivados indólicos Bases quinoleicas Bases isoquinoleicas

ef edrina, mescalina Veratrina, solanina nicotina, higrina coniina, lobelina pilocarpina cocaína, atropina,hiosciamina eserina,estricnina,toxif erinas

alcaloides fenantrenicos derivados del ácido lisérgico derivados de la tropolona derivados de la aconina Derivados de purina

Quinina papaverina,narcotina, hidrastina morfina, tebaína,codeína

ergotamina, ergobasina colchicina aconitina caf eína, teobromina

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QUÍ MICA La estructura q uímica de los alcaloides es e tremada mente variada. El solo p unto común es la presencia de un N, que contiene a la molécula carácter básico más o menos pronunciada. Este N puede encontrarse ba jo la forma de amina primaria, secundaria, terciaria o co mo compu esto de amonio cuaternario. Pu ede ser e traciclico o intraciclico, q ue es lo más frecuente. Los alcaloides a menudo son sólidos, cristalizables a veces coloreados, la mayorí a de las veces dotados de poder rotatorio. Los alcaloides no o igenados son volátiles, arrastrables por el vapor de ag ua (nicotina). Ba jo la forma de bases son solubles en los solventes orgánicos no polares (éter etí lico, cloroformo, benceno, etc.) y

Solubles en los solventes orgánicos polares: Alcohol.

y

Insolubles en agua.

Las propiedades de solubilidad de las sales son diferentes a las que presentan las bases. Las sales de alcaloides son insolubles en los S.O. no polares y sol ubles en el ag ua. Las sales de alcaloides por acción de los álcalis precipitan el alcaloide al estado de base. En estas propiedades de sol ubilidad de la base y de la sal alcaloidea se basa la identificación y valoración de los mismos.

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PROPIEDADES DE SOLUBILIDAD DE LOS ALCALOIDES:

Bases alcaloideas

   

Generalmente insolubles en agua Solubles en solventes orgánicos poco polares: éter, cloroformo Con los ácidos forman sales. Bases solubles en agua: colchicina, efedrina.

Sales de alcaloides 

Solubles en agua



Insolubles en solventes orgánicos poco polares Son desalo jadas de sus combinaciones por los álcalis. Sales poco solubles en agua: berberina Sales de alcaloides de Ra uwolfia son solubles CHCI3

  

DETECCIÓN DE  ALC  AL IDES

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Los reactivos mas frecuentes son:

La prueba de Scott o prueba del tiocianato de cobalto : es una prueba química probada para mostrar la presencia de cocaína. El reactivo tiocianato de cobalto puede ser preparado disolviendo 10 g de tiocianato de cobalto(II) en una mezcla de 490 mL de agua destilada y 500 mL de glicerol. La prueba del tiocianato de cobalto es llevada a cabo colocando aproximadamente 2 a 4 mg de una sustancia objetivo en un tubo de ensayo de vidrio, luego se agregan 5 gotas de reactivo de tiocianato de cobalto. Después de agitar, se agrega 1 a 2 gotas de ácido clorhídrico

concentrado (también pueden usarse otros ácidos), y el tubo es agitado nuevamente. Finalmente se agrega 10 gotas de cloroformo (o un solvente similar), y se mezclan los líquidos en un mezclador de vórtice, permitiéndoseles luego reposar y separarse en dos capas. El color final de la fase del cloroformo (orgánica) es registrado. La adición de reactivo de tiocianato de cobalto a clorhidrato de cocaína resulta en la superficie de las partí culas volviéndose de un azul brillante (azul débil para la pa sta básica de cocaína). La

solución regresa al rosado al agregarse una o dos gotas de ácido clorhídrico y mezclar. La adición de 10 gotas de cloroformo, y el permitir que la solución repose resulta en una fa se orgánica azul tanto para el clorhidrato de cocaína y la pasta básica de cocaína. La dif enhidramina y la lidocaína también dan fa ses orgánicas azules. Estos compuestos son

conocidos por dar falsos positivos para la cocaína.

El reactivo de ayer se emplea para la caracterización no específica de alcaloides. La ma yoría de los alcaloides reaccionan dando un pr ecipitado blanco o amarillo claro, amorfo o cristalino.[1] El precipitado (una sal comple  ja) puede disolverse posteriormente en algún solvente menos polar para su identificación. Se prepara disolviendo 1,358 g d e cloruro mercúrico y 5,000 g de yoduro de potasio por cada

100,0 ml de agua destilada. De acuerdo a la siguiente fórmula, pero con un exceso de KI:[5] HgCl2 + 4 KI  K 2[HgI4] + 2 KCl

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METODOS DE EXTRACCIÓN Y AISLAMIENTO FUNDAMENTO

Pu esto qu e los alcaloides son compu estos de carácter básico, su solubilidad en losdiferentes solventes varia en f unción del pH, es decir según se encuentre en estado de base o de sal: En forma de b s , son solubles en solventes orgánicos no polares como benceno, éteretí lico, cloroformo, diclorometano, acetato de etilo.... En forma de s l s, son solubles en solventes polares agua, soluciones ácidas e hidroalcohólicas.

El f undamento de la e tracción se basa en el carácter básico de los alcaloides y en el hecho de su e istencia en las plantas como sales de ácidos orgánicos o co mo co mbinaciones solubles de otras sustancias, entre los principales se enc uentran: los ácidos tí glico, 3 metil butí rico, benzoico, cinámico, hidro ifenil propiónico, trópico y tricarbo í licos, y además con otro tipo de sustancias como taninos y fenoles.

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Los veget les contienen general ente cantidades apreciables de materia grasa que impide el buen desarrollo en los procesos extractivos, produciendo emulsiones, por lo tanto, es útil proceder a una delipidación o desengrase de la planta seca y molida con solventes co mo hexano o éter de petróleo; es e cepcional, pero puede ocurrir qu e se e traiga en estos solventes y en medio neu tro alcaloides.

EXTRACCIÓN

Preparación del material vegetal El material vegetal (ra í ces, ho jas, semillas, corteza o flores) seleccionados con base a los resultados de las reacciones de precipitación, es secado en est ufaa una temperatura menor de 50ºC, pulverizado, para luego ser desengrasado en so hlet con un solvente orgánico apolar. Extracción de Alcaloides Para la e tracción e isten dos métodos generales: La e tracción en medio alcalino (por un solvente orgánico) y la e tracción en medio ácido (con agua, alcohol o solución hidroalcohólica). Extracción por un solvente orgánico en medio alcalino y

La droga pulverizada y desengrasada se mezcla con una solución alcalina q ue desplaza los alcaloides de sus combinaciones salinas (apro imadamente 1 Kg de droga con ul litro de solución de hidró ido de a monio al 5% durante apro imada mente 4 horas); las bases liberadas son en seguida solubilizadas en un solvente orgánico de polaridad media.

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b) El solvente orgánico conteniendo los alcaloides bases es separado y concentrado apresión reducida, luego se agita con una solución acuosa ácida, donde los alcaloides sesol ubilizan en su forma de sales, mientras que otras sustancias q ue se encuentren en ele tracto como pigmentos, esteroles y otras i mpurezas restan en la fase orgánica. c) Las soluciones acuosas de las sales de alcaloide son n uevamente alcalinizadas ye traí das con un solvente orgánico no miscible; el solvente orgánico es deshidratado sobre una sal anhidra, filtrado y concentrado a presión reducida, el residuo que qu eda son losalcaloides totales (AT). Extracción de alcaloides en medio ácido: Hay que recordar que en su estado natural los alcaloides se encuentran en forma de sales solubles en soluciones acuosas o hidroalcohólicas La droga seca, pulverizada y desengrasada es e traí da con agua acidulada o con alcohol o solución hidroalcohólica acidulada, tendremos e tractos de alcaloides en for ma de sales. En estos casos los e tractos pueden ser tratados de diferentes formas:

 Alcalinización y e tracción de los alcaloides base con un solvente orgánico no miscible.

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 Fi jación de los alcaloides sobre resinas intercambiadoras de iones para luego separarlas por elución con ácidos f uertes.  Precipitación de los alcaloides en for ma de yodomercuriatos con el reactivo de Mayer concentrado; el comple jo formado es recuperado por filtración o centrif ugación, luego se redisuelve en una mezcla de agua-alcohol-acetona y se separan los alcaloides haci éndolos pasar sobre resinas intercambiadoras de iones. (Esta técnica es particularmente útil para alcaloides amonio cuaternarios). Fuera de estos métodos generales de e tracción e isten algunos particulares dependiendo del tipo de alcaloide, la e tracción de los alcaloides del opio (ver figura).

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La basicidad de los alcaloides es muy variable y en algunos casos es estrechamenterelacionada con el par de electrones libres del nitrógeno: los gr upos electro atrayentes adyacentes o vecinos al nitrógeno disminu yen la basicidad, es el caso de del carbonilo de las amidas como la colchicina, la piperina, y de las o oaporfinas, esto hace que sean compuestos práctica mente neutros ; esto oc urre ta mbién cuando en la molécula, el tamaño de la parte hidrocarbonada es muy grande con relación a la nitrogenada (alg unos alcaloides esteroidales y bisaporfinas), se puede e traer en medio neutro con solventes apolares (en el desengrase).

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PARTE EXPERIMENTAL 

Extracción de alcaloides

1.

Extracción de la Uña de gato

El método a usarse es una e tracción continua con solventes orgánicos, para ello se p uede usar una pera de decantación, se p uede considerar co mo una e tracción acido base. Generalmente se parte del material vegetal previa mente deshidrato (en estufa ycorriente de aire a 40 -45oC) y finalmente pulverizado. Este polvillo vegetal se e trae con fracciones de solvente elegido, o bien con e tracción continua con SOXHLET. El tipo de compuesto orgánico extraído variara con la polaridad del solvente elegido Normalmente, para un estudio sistemático, se elige como primer solvente de e tracción uno poco polar (e j. Éter de petróleo). Luego de la e tracción, el residuo solido se separa del solvente, y se somete al solido a u nueva e tracción, con otro solvente mas polar e trayendo esta vez los compuestos mas polares presentes en el material vegetal. Esquema general de una e tracción vegetal

Si se hiciera sobre el polvillo vegetal original

un

e tracto inicial con compuestos no polares serán e traí dos, por efectos de co-disolucion.

metanol, muchos

de los

La presencia de cada uno de estos grupos de compuestos se puede detectar por reacciones de caracterización especificas (muchas veces empí ricas, de estequiometria y mecanismos desconocidos). También es posible aislar estos gr upos de compuestos, a través de nu evas secuencias de llevado a seco-e tracción, ya sea con distintos solventes, o con e tracción acido-base.

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Procedimiento De unas cápsulas de uña de gato se e tra jo y se pesó 1,1361g, el cual se pone en un pequeño.

Cápsulas

de uña de gato

matraz

Llevamos el contenido a un matraz

Se preparó el solvente alcohol  ácido con:   

100mL de H2O 100mL de etanol 2,5mL de Cl. 1%

Se añade al

matraz

el solvente s uficiente para proceder a realizar la e tracción, f uertemente y de jamos reposar unos minutos.

En solvente ácido para realizar la e tracción.

movemos

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Hay que recordar que en su estado natural los alcaloides se encuentran en forma de sales solubles en soluciones acuosas o hidroalcohólicas Aquí  la e tracción es por (con agua, alcohol o sol ución hidroalcohólica). La droga seca, medio ácido pulverizada y desengrasada es e traí da con agua acid ulada o con alcohol o sol ución hidroalcohólica acid ulada, tendremos e tractos de alcaloides en for ma de sales, el cual l uego será alcalinizado (se regenera el alcaloide) y posteriormente la e tracción del alcaloide en forma de base con un solvente orgánico no miscible.

Procedemos a decantar cuidadosamente el e tracto y lo ponemos en un vial, esta es la 1era e tracción.

1 era e tracción

Añadimos mas solvente y después de 30 minutos repetimos el proceso haciendo una 2da extracción De esta forma hemos hecho una extracción ácida en la cualhemos aislado el alcaloide de la uña de gato La sal de alcaloide es soluble en agua, luego al añadir el solvente alcohol- ácido, esta se solubiliza la cual es extraída con el alcaloide. Guardamos nuestra muestra A la muestra a la cual hicimos e tracción ácida le añadimos poco a poco Na2CO3 hasta ver un cambio de color, en este caso se aclaró. Aquí  lo que hemos hecho es regenerar el alcaloide el cual ahora es sol uble en solventes orgánicos poco polares co mo el cloroformo (ccl3) o éter.

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Alcalinizando con Na2CO3

El contenido lo vaciamos en una pera de decantación y le añadimos 10 mL de cloroformo (arrastra al alcaloide) , agitamos hasta liberar el gas q ue esta R desprende. Se decanta (aquí  ya tenemos el alcaloide en s u forma impura) y se recibe en sulfato de sodio anhidro para e traer el agua.

Agitando la pera

Añadiendo sulfato de sodio anhidro

Luego en un embudo filtramos por gravedad y recibimos la muestra en una placa petri.

Se de ja secar (concentrar) para luego hacer el análisis cro matográfico.

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2.

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Extracción de la cocaína

Se pesaron 10g de ho ja de coca previamente trituradas y seleccionadas

Ho jas de coca

Se humedece con Na2CO3 al 10% por 30 min. Este procedimiento se hace con el ob jetivo de

pasar la sal de alcaloide a s u forma básica. Se lleva el contenido a una placa petri y se de ja secar con vapor de agua. Debe estar seco

porque el agua interfiere en la e tracción con solvente orgánica.

Secando las ho jas con vapor

de agua

Como

ya mencionamos, la e tracción de tal sustancia depende de que solvente orgánico usemos; en este caso por ser las bases de los alcaloides solubles en solventes orgánicos poco polares se usó la bencina.

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Lleva mos las ho jas secas a un balón y le agrega mos bencina (solvente orgánico poco polar) hasta por encima del nivel y de jamos macerando unos dí as.

Filtramos el lí quido

Se de jó macerando con

bencina

Obtenemos el e tracto de alcaloide

Esta es una e tracción básica, la droga p ulverizada y desengrasada se mezcla con una solución alcalina que desplaza los alcaloides de s us combinaciones salinas ,las bases liberadas son en seguida solubilizadas en un solvente orgánico de polaridad media.

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Se lleva a una pera de decantación y le agregamos 40 mL de Cl. 3M. Agitamos y observamos la

separación de fases. Decantamos la parte inferior la c ual contiene el alcaloide; agitamos otra vez, y luego decantamos; se repite esta operación 3 veces.

Alcaloide en su forma de base

Prueba de identificación del alcaloide Del producto decantado e traemos 1 mL en un t ubo de ensayo, añadimos 6 gotas de reactivo de Dragendorff  dándonos positiva la pr u eba de reconocimiento del alcaloide: precipitado naran ja

Como

la muestra decantada esta efervescente, rompemos esa emulsión añadiendo Na2CO3 hasta que de je de ofrecer, esto se debe a la muestra esta muy ácida. Con esto hemos regenerado el alcaloide. Esto logra romper la emulsión se separa y se decanta la parte orgánica qu e contiene al alcaloide con solvente bencina, (que es bastante volátil y se evapora fácil mente al de jarlo en el ambiente.)

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Si se traba jase con un solvente de un poco más polar como cloroformo o diclorometano en e ceso no se formarí an e mulsiones y se facilitarí a el traba jo, pero este solvente es más caro y

escaso en el laboratorio.

Añadiendo Na2CO3 para romper la emulsión Una vez rota la emulsión ahora e traemos finalmente el alcaloide añadiendo 30 mL de bencina ,un disolvente orgánico el cual arrastra nuestro alcaloide. Agitamos, de jamos en reposo y decantamos nuestro produ cto final.

Como

se encu entra turbio, añadimos s ulfato de sodio anhidro y filtra mos en u na placa petri la cual se de ja secar a ambiente (concentrar) para su posterior análisis cro matográfico.

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Cromatografía de absorción El proceso de cromatografía de adsorción se basa en la separación de un soluto entre una fase

solida de adsorbente y una fase móvil. El f enómeno de adsorción ocurre en la superficie del granulo de fase fija, y se fundamenta en la atracción entre el soluto y el adsorbente por formación de uniones dipolo y formación de puentes hidrogeno.

La muestra experimenta múltiples adsorciones y desorciones, el soluto es adsorbido en la superficie del adsorbente y luego desorbido por el solvente de fase móvil,con lo cual se separan sus componentes . La separación sucede por las diferencias en las afinidades de cada especie individual con respecto a la fase estacionaria. La solubilidad relativa de las especies en la fase móvil también resulta ser preponderante. Si se trata de una mezcla de solutos, el más fuertemente atraído por el adsorbente, será el más difí cil de eluir y será el que

corre





o se desplaza menos

Los requisitos son un absorbente, placas, un dispositivo que mantenga las placas durante la extensión, otro para aplicar la capa de absorbente, y una cámara en la que se desarrollen las placas cubiertas. La fase móvil es líquida y la fase estacionaria consiste en un sólido. La fase estacionaria será un componente polar y el eluyente será por lo general menos polar que la fase estacionaria, de forma que los componentes que se desplacen con mayor velocidad serán los menos polares. Polaridad de los compuestos orgánicos en orden creciente: Hidrocarburos < olefinas < flúor < cloro < nitro < aldehído aldehído < ester < alcohol < cetonas < aminas < ácidos < amidas

Se utiliza comúnmente para seguir el desarrollo de una reacción (aparición de productos y desaparición de reactivos), para analizar el número aproximado de componentes de una muestra.

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PROCEDIMIENTO Se preparó la fase móvil 4,5 mL de clorformo

0,5 mL de alcohol

Con un

capilar al f uego hicimos una micropipeta, para hacer el sembrado en nuestra placa de silicagel. Concentra mos

nuestras antes de sembrar en silicagel, evaporando solvente al a mbiente. Utilizamos una placa de silicagel para multiples muestras, siendo en este caso la siembra en un solo punto por cada una de ellas,por ahorro de material.

Sembrando la muestra en la placa

cromatográfica. Un vaso de precipitado f ue usado como cuba cromatográfica,al cual se le añadio la fase móvil y se p uso la placa de silicagel con las muestras sembradas, hasta q el eluyente suba hasta una altura determinada. luego de lo cual la placa sera vista en la l uz Uv , y las partes no obsevables serán reveladas con un poco de spray de reactivo de dragendorff. Cuba

cromatográfica con la fase móvil, cromatograf ía   de adsorción

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Placa cromatográfica e puesta a los rayos UV

6,8

3,8

3, 5

2,8 Lí nea de siembra

C.

de adsorción revelada con reactivo de dragendorff.

C1

Uña de gato

Coca

P

patrón y coca 1

U Uña de gato

Se observa que en C1 no corrió la fase móvil debido a que la sustancia se encontraba en su

forma iónica. Las alturas de las 2 siembras de uña de gato resultaron seme jantes lógicamente ya que es la misma sustancia.

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RECONOCIMIENTO DE ALCALOIDES 

Primero se hizo una prueba de solubilidades entre la PBC y el clorhidrato de coca í na, siendo soluble el clorhidrato en agua por ser esta una sal.

Se hicieron las sgts. pruebas de reconocimiento:

PRUEBA CON PBC

REACTIVO DE DRAGENDORFF En un tubo con una pizca de PBC se le adiciona 1 dedo de agua, 2 gotas de ác.acético glaciar para disolver y unas gotas de reactivo de Dragendorff, dando positivo a la prueba, se obtuvo un precipitado naran ja.

Reacción

+

  + KI Subnitrito de

Ioduro de potasio

bismuto

+    pp. anaran jado tetrayodo bismutado de potasio (reactivo de dragendorff)

+

KNO3 Nitrato de potasio

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REACTIVO DE MAYER En un tubo con una pizca de PBC se le adiciona 1 dedo de agua, 2 gotas de ác.acetico glaciar para disolver y unas gotas de reactivo de Mayer, dando positivo a la prueba, se obtuvo un precipitado crema.

Reacción

+

HgCl2

KI

+

Cloruro mercúrico

+ [HgI4]K2

Ioduro de potasio

+

pp. blanco amarillento tetrayodo mercuriato de potasio (reactivo de mayer)

KCl Cloruro

de potasio

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PRUEBA DE SCOTT O PRUEBA DEL TIOCIANATO DE COBALTO En un tubo con una pizca de PBC se le adiciona 1 dedo de agua, 2 gotas de ác.acetico glaciar para disolver y unas gotas de tiocianato de cobalto, dando positivo a la prueba, se obtu vo una coloración azul.

La adición de reactivo de tiocianato de cobalto a clorhidrato de coca í na resulta en la superficie de las partí culas volviéndose de un azul brillante (azul débil para la pasta básica de cocaí na). La solución regresa al rosado al agregarse una o dos gotas de ácido clorhídrico y mezclar.

PRUEBA DE HAGER (ÁCIDO PÍ CRICO) En un tubo con una pizca de PBC se le adiciona 1 dedo de agua, 2 gotas de ác.acetico glaciar para disolver y unas gotas de picrato, dando positivo a la pr ueba, se obtuvo un precipitado amarillo.

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PRUEBA CON PROCAINA Prueba de Dragendorff  En un tubo se añadió una pizca de procaí na, un dedo de agua, 2 gotas de ácido acético glaciar y unas gotas de reactivo de Dragendorff. Se obtu vo un precipitado naran ja.

Reacción

+

  + KI Subnitrito de

Ioduro de potasio

bismuto

+    pp. anaran jado tetrayodo bismutado de potasio (reactivo de dragendorff)

+

KNO3 Nitrato de potasio

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Prueba de Mayer En un tubo se añadió una pizca de procaí na, un dedo de agua, 2 gotas de ácido acético glaciar y unas gotas de reactivo de Mayer. Se obtu vo un precipitado blanco.

+

HgCl2

KI

+

Cloruro mercúrico

+ [HgI4]K2

Ioduro de potasio

+

pp. blanco amarillento tetrayodo mercuriato de potasio (reactivo de mayer)

KCl Cloruro

de potasio

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PRUEBA CON BRUCINA Prueba de Mayer En otro tubo se añadió una pizca debrucina, un dedo de agua, 2 gotas de ácido acético glaciar y unas gotas de reactivo de Mayer. Se obtu vo un precipitado amarillo.

Reacción

+

HgCl2

KI

+

Cloruro mercúrico

+ [HgI4]K2

Ioduro de potasio

+

pp. blanco amarillento tetrayodo mercuriato de potasio (reactivo de mayer)

KCl Cloruro

de potasio

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Prueba de Dragendorff  En un tubo se añadió una pizca debrucina, un dedo de agua, 2 gotas de ácido acético glaciar y unas gotas de reactivo de Dragendorff. Se obtu vo un precipitado naran ja.

Reacción

+

  + KI Subnitrito de

bismuto

Ioduro de potasio

+    pp. anaran jado tetrayodo bismutado de potasio (reactivo de dragendorff)

+

KNO3 Nitrato de potasio

El ácido acético glaciar tubo la f unción de hacer soluble el alcaloide, transformo a la amina terciaria en una sal de amonio soluble.

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CUESTIONARIO 1. Describa una técnica de extracción de un alcaloide específico.

Extracción de la cocaína: Las ho jas de coca se so meten a ciertas operaciones con el ob jeto de obtener lacocaí na en bruto; las ho jas p ulverizadas se h umedecen con solución de carbonato sódico y se tratan con aceite mineral (petróleo). Las bases que se han disuelto de este se separan del mismo con agua que contenga acido sulfúrico, y la solución sulfúrica se precipita después con carbonato sódico. La cocaí na en bruto obtenida de este modo, que además de cocaí na contiene la mayor parte de las bases restantes, se aprovecha en Europa sobre todo en Ale mania para obtenercocaí na pura y las sales de este alcaloide, particularmente el clorhidrato. La cocaí na libre se obtiene pura del clorhidrato en solución acuosa descomponi éndolo mediante el amoniaco, le jí a de sosa o el carbonato sódico.

Diagrama para la extracción de Cocaína a partir de la hoja de Coca

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2. Describa la biosíntesis de un alcaloide específico

BIOSÍ NTESIS DE LA SEROTONINA

En el cuerpo, la serotonina es sintetizada desde el aminoácido triptófano en una ví a metabólica corta q ue involucra dos enzimas: triptófano hidro ilasa (TPH) y una L -aminoácido aromático descarbo ilasa (DDC). La reacción mediada por TPH es una etapa limitante en la ví a. La TPH ha sido vista en dos for mas e istentes en la naturaleza: TPH1, encontrada en varios te jidos, y la TPH2, q ue es una isoforma cerebro-especí fica. Hay evidencia de polimorfismos genéticos en a mbos tipos influenciando susceptibilidad a la ansiedad y la depresión. Ta mbién hay evidencia de cómo las hormonas ováricas pueden afectar la e presión de la TPH en varias especies, su giriendo un posible mecanismo para la "depresión post-parto" y el sí ndrome de estr és premenstrual. La serotonina ingerida por v í a oral no pasa dentro de las v í as serotonin érgicas del sistema nervioso central porq u e ésta no cruza la barrera hematoencefálica. Sin embargo, el triptófano y sus metabolitos 5-Hidro itriptófano (5-HTP), con los cuales la serotonina es sintetizada, pueden y cruzan la barrera hematoencefálica. Estos agentes están disponibles co mo suplementos dietarios y pu eden ser agentes serotoninérgicos efectivos. Un prod ucto del cliva je es el Ácido 5-hidro indolacético (5 HIAA), el cual es e cretado en la orina. Algunas veces, la Serotonina y el 5 HIAA son producidos en cantidades e cesivas por ciertos tumores o cánceres, y los niveles de tales sustancias puede ser medida en orina para verificar la presencia de dichas patologí as.

Serotonina

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Vía para la Biosíntesis de Serotonina a partir del Triptófano

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3. Escriba las propiedades físicas, quí micas y biológicas de 3 alcaloidesespecíficos.

La Serotonina (5-hidroxitriptamina, o 5-HT), es una monoa mina neurotransmisora sintetizada en las neuronas serotonin érgicas en el Sistema Nervioso Central (SNC) y las células enterocromafines (células de Kulchitsky) en el tracto gastrointestinal de los ani males, del ser humano. La serotonina ta mbién se encuentra en varias setas y plantas, incl uyendo frutas y vegetales.

5 - hidroxitriptamina

En el sistema nervioso central, se cree que la serotonina representa un papel importante como neurotransmisor, en la inhibición del enfado, la inhibición de la agresión, la te mperatura corporal, el humor, el su eño, el vómito, la se ualidad, y el apetito. Estas inhibiciones están relacionadas directa mente con sí ntomas de depresión.Particularmente, los antidepresivos se ocupan de modificar los niveles de serotonina en el individuo. Además de esto, la serotonina es ta mbién un mediador perif érico de la señal. Por e jemplo, la serotonina es encontrada e tensivamente en el tracto gastrointestinal (cerca del 90%), y el principal almacén son las plaquetas en la circulación sanguí nea.

Neurotransmisión Como

todos los neurotransmisores, los efectos de la 5-HT en el humor y el estado mental humanos, y su papel en la conciencia, son muy dif í ciles de determinar. y

y

y

Entre las principales f unciones de la serotonina esta la de reg ular el apetito mediante la saciedad, equilibrar el deseo se ual, controlar la te mperatura corporal, la actividad motora y las f unciones perceptivas y cognitivas. La serotonina interviene en otros conocidos neurotransmisores co mo la dopa mina y la noradrenalina, que están relacionados con la angustia, ansiedad, miedo, agresividad,así  como los problemas alimenticios. La serotonina ta mbién es necesaria para elaborar la melatonina, una proteí na que es fabricada en el cerebro en la glánd ula pineal, y es la encargada de la regulación del sueño.

La serotonina aumenta al atardecer por lo q ue induce al sueño y permanece elevada hasta el amanecer cuando comienza a descender. y

Otra f unción importante de este neurotransmisor, es actuar como el relo j interno de nuestro cuerpo, lo que a su vez determina nuestros ciclos de sueño y vigilia.

El relo j interno es el encargado de coordinar varias f unciones biológicas como la temperatura corporal, la hormona del estrés, cortisol, y los ciclos del s ueño. La correcta coordinación de

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estos cuatro elementos hace qu e podamos dormir prof undamente y despertar descansados. Los hombres producen hasta un 50% más de serotonina que las mu jeres, por lo tanto, estas son más sensibles a los cambios en los niveles de serotonina.

El Indol (2,3-Benzopirrol, cetol, 1-benzazol) es un compuesto orgánico heterocí clico, con estructura bicí clica que consiste en un anillo de seis miembros Indol (benceno) unido a otro de cinco miembros (pirrol). La participación de un par aislado de electrones de nitrógeno en el anillo aromático refiere a que el indol no es una base y no representa una amina simple. Es sólido a temperatura ambiente, y puede producirse mediante bacterias como producto de la degradación del aminoácido triptófano. Esto ocurre en forma natural en las heces humanas, presentando el indol un intenso olor f ecal. Sin embargo, a muy ba jas concentraciones, su aroma es floral y constituye varias esencias florales y perf umes. También está presente en el alquitrán de hulla. La estructura del indol puede hallarse en muchos compuestos orgánicos, como el triptófano y las proteí nas que lo contienen, en los alcaloides y los pig mentos. El indol suf re sustitución electrófila, principalmente en la posición 3. Los indoles substituidos son ele mentos estructurales de alcaloides de la tripta mina derivados del triptófano como los neurotransmisores serotonina y dopa mina. Otros compuestos del indol incluyen las hormonas de los vegetales denominadas auxinas, un medicamento antiinflamatorio como la indometacina y el betabloqueante pindolol. El nombre indol es un acrónimo compuesto por las palabrasíndigo y óleo. Q uí mica La química del indol se inició con el estudio de la tintura de í ndigo, convertida primero en isatina y luego en oxindol. Luego, en 1866 Adolf von Baeyer redu jo oxidol a indol usando polvo de zinc. En 1869 propu so la fórmula para el indol aceptada hasta la actualidad. Algunos derivados del indol f ueron usados como tinturas hasta fines del siglo XIX. En la década de 1930, el interés por el indol se intensificó cuando se conoció que el núcleo indol está presente en muchos alcaloides , co mo así  mismo en el triptófano y las auxinas, y se mantiene todaví a como tema de investigación activa.

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La escopolamina (Ácido (-)-(S)-3Hidroxi-2-f enil-propiónico ester de (1R,2R,4S,7S,9S)-9-metil-3-oxa-9aza-triciclo[3.3.1.02,4]non-7-ilo) , también conocida como bur undanga, es un alcaloide tropánico q ue se encu entra Escopolamina como metabolito secundario de plantas en la familia de las solanáceas co mo el beleño blanco (Hy oscyamus albus), la burladora o borrachero (Datura stramoni um y otras especies), la mandrágora (Mand rag ora autumnalis), la escopolia (Scopoli a car niolic a), la brugmansia (Brugmansi a candid a) y otras plantas de los mismos géneros. Es una sustancia af í n a la atropina q ue se encu entra en la belladona ( Atr opa bell adonna). La escopolamina es u na droga altamente tóxica y debe ser usada en dosis minúsculas, co mo por e jemplo, en el trata miento de la cinetosis (mareos vehiculares), se usan dosis trasd érmicas que no superan los 330 µg cada dí a. Una sobredosis por escopolamina puede causar delirio, y otras psicosis, parálisis, estupor y la muerte. Q uí mica En la literatura cientí fica, a la escopolamina se la conoce también co mo hioscina, qu e proviene del nombre cientí fico de la hierba loca, Hy oscyamus ni ger . Su fórmula q uímica es C17H21NO4 y difiere de la atropina sólo en q ue tiene un p uente de oxí geno entre los átomos de carbono 6 y 7 lo cual, le permite penetrar la barrera hematoencef álica más f ácilmente y causar alteración del sistema nervioso central. Ef ecto La escopolamina actúa co mo depresor de las terminaciones nerviosas y del cerebro. Es antagonista co mpetitivo de las sustancias que estimulan el sistema nervioso parasi mpático, a nivel de sistema nervioso central y perif érico, produciendo un efecto anticolinérgico, qu e bloquea en forma competitiva e inespecí fica los receptores muscarí nicos localizados en el sistema nervioso central, corazón, intestino y otros te jidos, especí ficamente los receptores tipo M1. Es así  como induce la dilatación de las pupilas, la contracción de los vasos sang uí neos, la reducción de las secreciones salival y esto macal y otros fenó menos resultado de la inhibición del parasimpático. En dosis altas, de más de 10 mg en niños o más de 100 mg en adultos, puede causar convulsiones, depresión severa, arrit mias cardí acas (taquicardia severa, fibrilación, etc), insuficiencia respiratoria, colapso vasc ular y hasta la muerte.

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CONCLUSIONES 

En escala de laboratorio el aislamiento de los alcaloides de cualquier planta que los

contenga, tiene como principio la separación de bases débiles, medianas y fuertes, debido a la acción de solventes de creciente polaridad y variaciones de pH. Las fracciones obtenidas son cromatografiadas en columnas de silica gel o en cromatoplacas preparativas. Los alcaloides aislados son purificados por recristalización en solventes. Aunque este proceso es de gran utilidad y eficiencia en un laboratorio de fotoquímica, no es adecuado a escalas industriales por ser demorado, por emplear grandes cantidades de solvente y por necesitar cromatografía en columnas de silica gel, que es un material de alto costo. 

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



Los principales productores de alcaloides son generalmente los vegetales,

encontrándose en mayor cantidad en las gimnospermas especialmente en las dicotiledóneas. Localizándose en te jidos periféricos: corteza, raí ces, hojas, frutos y semillas, cumpliendo dif erentes funciones ya sean de def ensa contra parásitos o insectos o productos de almacén de nitrógeno y excreción. 

Las propiedades de los alcaloides es bastante variable esta depende de la presencia de oxigeno (sólidos cristalizables) o ausencia de la misma (líquidos), su solubilidad esta 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. 

La identificación de los alcaloides se determina mediante reacciones de precipitación (dragendorff,Wagn er,hager), coloración (Scott) y cristalización.



Cuando se ha consumido cocaína esta bloquea el correcto funcionamiento de la

sinapsis (transf erencia del impulso n ervioso entre las neuronas denditras axón), esto se debe porque bloquea el proceso d e reciclaje de la dopamina, haciendoque esta se acumule el cerebro, causando alucinaciones. 

En el sistema nervioso central la serotonina representa un papel importante como neurotransmisor, en la inhibición enfado, agresión, temperatura corporal, el humor, el

sueño, el vómito, la sexualidad, y el apetito, están relacionadas directamente con síntomas de depresión. Los antidepresivos se basan en este principio modificando los niveles de serotonina en el individuo.