Los alcaloides son moléculas con bases nitrogenadas, generalmente heterocíclicas , la gran mayoría de origen vegetal . Pueden estar en forma de moléculas orgánicas heterocíclicas nitrogenadas básicas . Asociado con el desarrollo de la industria farmacéutica, que han abierto el campo de "drogas químicas" desde el final del XIX ° siglo .
Como muchos productos naturales, casi todos los nombres comunes de alcaloides tienen una terminación "-ina", como nicotina , cafeína , atropina , ibogaína , emetina , ergina o morfina . Por lo general, en química biológica, los alcaloides son derivados de aminoácidos . Se encuentran en forma de mezclas complejas, a menudo basadas en varias o incluso decenas de diferentes moléculas de alcaloides, con sus precursores, como metabolitos secundarios , principalmente en plantas , hongos y algunos grupos de animales. Existe un tipo de alcaloides que contiene dos átomos de nitrógeno en el anillo aromático y que no es de origen natural, es el grupo de los pirazoles .
En forma purificada, estas moléculas muy a menudo revelan toxicidad aguda , así como, en dosis más bajas, una actividad farmacológica calmante, no sin efectos adictivos o toxicidad crónica a largo plazo. Pero las diminutas proporciones de cafeína en el café , cocaína en una hoja de coca seca , nicotina en tabaco masticado o masticado han sido aceptadas en diversas culturas humanas, a menudo muy antiguas: a veces es difícil decir si es a pesar o debido a sus diversos psicotrópicos. , psicoactivo , estimulando , el dopaje , tónico , emético , calmar , en estado latente , y analgésicas acciones .
De hecho, las moléculas de alcaloides en estado puro, las más conocidas, suelen ser altamente tóxicas como estricnina , aconitina , atropina , cocaína ... pero algunas, debido a su poderosa acción fisiológica, se emplean eficazmente en dosis medidas y controladas en la actualidad. medicina o terapia. Se trata, por ejemplo, de propiedades analgésicas con morfina o codeína , en el contexto de protocolos de sedación ( anestesia ) a menudo acompañadas de hipnóticos , o bien de uso como agente antipalúdico ( quinina , cloroquina ) o como agente anticanceroso ( vinblastina , vincristina ) , e incluso sedación opioide con ibogaína .
Lanzado de los laboratorios químicos entre 1819 y 1827, la palabra alcaloide originalmente se refería a "comportamiento químico similar a un álcali , es decir a cualquier cuerpo básico en un medio acuoso" durante la operación de extracción en un medio líquido de base fuerte, solubilizando el soluto (s) básico (s) llamados alcaloides. Se utilizó en el siglo siguiente para describir cualquier base de Lewis que contenga un heterociclo nitrogenado o, incorrectamente, una función amina . Debido al doblete de electrones no vinculante del nitrógeno , los alcaloides se consideran bases de Lewis.
El término 'alcaloide', atestiguado en francés en 1827, se puede descomponer por la raíz álcali * que significa "base o alcalino o carácter básico" y el sufijo -oïde * que significa, "similar a, de la misma forma, del mismo comportamiento ". El sufijo de origen grecorromano deriva del griego είδος "forma". La raíz proviene del álcali latino medieval , tomado del árabe al-qétiyi por su forma común al qate, al qaly القالي "soda", una planta del género Salsola de la que se ha extraído más o menos un carbonato de sodio durante mucho tiempo. . menos puro, llamado "refresco", de la que la sosa cáustica se podría hacer . El término al qali también designaba, como la palabra soda en francés con doble uso para la planta de sal y la soda química, la ceniza calcinada con propiedades básicas.
Conocimiento y uso de alcaloides de la planta, tales como adormidera o el acónito , son muy antiguos, pero el conocimiento de sus fechas de principios activos únicamente desde el comienzo del XIX ° siglo . En 1803, Charles Derosne , farmacéutico e industrial francés, fue el primero en aislar un álcali vegetal extrayendo del opio una mezcla de narcotina y morfina , pero atribuyó la naturaleza alcalina de su extracto a los residuos de la preparación. Al año siguiente, en 1804, Armand Seguin informa haber encontrado un proceso para la preparación de la morfina, pero no publica sus resultados hasta 1814. Finalmente, en 1805 en Westfalia, un asistente de farmacia, Friedrich Sertürner , reconoce la naturaleza alcalina de los durmientes. principio del opio. Diez años después, lo llamó morphium en referencia a Morfeo , la deidad de los sueños en la antigua Grecia. Pasando desapercibidos en ese momento, estos descubrimientos hechos en Francia y Alemania no fueron reconocidos hasta 1817, con la prueba proporcionada por Sertürner de que la morfina reacciona con el ácido para formar una sal.
La rivalidad franco-alemana siguió siendo fructífera desde que, entre 1817 y 1820, dos farmacéuticos franceses, Pelletier y Caventou , descubrieron una impresionante serie de compuestos activos: cafeína , emetina (de ipecacuana), estricnina (de la nuez del vómito), quinina y cinchonine (de la corteza de cinchona).
El término "alcaloide" fue creado en 1819 por un farmacéutico de Halle, Wilhelm Meissner (de) (1792-1853).
La elucidación de la estructura química de los alcaloides se inicia en 1870 con la de los más simples, coniina por Schiff, y algunos no revelan su estructura al final de la XX XX siglo , durante el cual Maurice-Marie Janot se han aislado y sus estudiantes, analizó y sintetizó más de un centenar, estableciendo, en 1953, la estructura de la corinanteína, un paso importante en el progreso de la química de alcaloides.
Los alcaloides tienen la propiedad de formar sales y tener un sabor amargo .
La caracterización de la presencia de alcaloide se puede realizar mediante precipitación utilizando:
También se utilizan muchos otros métodos, como la cromatografía, para identificar y analizar la molécula.
Como los alcaloides se encuentran con mayor frecuencia en forma de sales de ácidos minerales u orgánicos y, a veces, su combinación (incluidos los taninos en particular), las plantas se rocían con un álcali. Su método de extracción es muy variable dependiendo de la naturaleza del alcaloide, pero típicamente hay dos esquemas de extracción: por un solvente apolar en un medio alcalino o por un solvente polar en un medio ácido (de Brönsted).
Finalmente, se llevan a cabo las reacciones de precipitación de alcaloides para su verificación.
Actualmente se estima que más de 8.000 compuestos naturales se han identificado como alcaloides. Cada año, científicos de todo el mundo añaden alrededor de 100 moléculas nuevas. Para comprender mejor esta gran lista, se han propuesto tres tipos de clasificación de alcaloides de la siguiente manera:
Durante mucho tiempo se han categorizado y nombrado según la planta, el hongo o el animal del que se aislaron.
Desde el XXI ° siglo, que se clasifican según su estructura química:
Los alcaloides se pueden clasificar según su precursor antes de sintetizarlos en una vía biológica. Luego se distinguen tres clases principales dependiendo de si tienen o no un aminoácido como precursor directo, y si contienen o no un átomo de nitrógeno en un heterociclo.
Derivado de aminoácidos | Heterociclo nitrogenado | |
---|---|---|
Verdaderos alcaloides | sí | sí |
Proto-alcaloides | sí | No |
Pseudo-alcaloides | No |
Los verdaderos alcaloides se derivan de los aminoácidos y tienen un átomo de nitrógeno en un sistema heterocíclico. Son sustancias dotadas de una gran actividad biológica, incluso a bajas dosis. Aparecen en las plantas, ya sea en forma libre, como sal o como N-óxido.
Los protoalcaloides son aminas simples, cuyo nitrógeno no está incluido en un heterociclo. También se derivan de aminoácidos.
Los pseudo-alcaloides no se derivan de los aminoácidos. Sin embargo, pueden estar vinculados indirectamente a la vía de los aminoácidos a través de uno de sus precursores o uno de sus postcursores (derivados). También pueden resultar de la aminación o de una reacción de transaminación en una vía conectada con los precursores o postcursores de los aminoácidos.
Tadeusz Aniszewski propone la siguiente clasificación, basada en los precursores de la vía biológica sintética.
Precursor | Grupo de alcaloides | Núcleo característico | Ejemplos de |
---|---|---|---|
L- ornitina | Alcaloides de pirrolidina | Pirrolidina | Cuscohygrine , Higrina |
Alcaloides tropanicos | Tropano | Atropina , Cocaína , Hiosciamina , Escopolamina | |
Alcaloides de pirrolizidina | Pirrolizidina |
Acetil-licopsamina , Europina , Homospermidina , Ilamina , Meteloidina , Retronecina |
|
L- lisina | Alcaloides de piperidina | Piperidina |
Anaferina , Conine , lobelanina , lobelina , Pelletierine , piperidina , piperina , Sedamine |
Alcaloides de quinolizidina | Quinolizidina | Citisina , lupinina , esparteína | |
Alcaloides de indolizidina | Indolizidina | Castanospermina , Swainsonina | |
L- tirosina | Alcaloides tetrahidroisoquinolínicos simples |
Benciltetrahidroisoquinolina |
Codeína , morfina , norcoclaurina , papaverina , tetrandina , tebaína , tubocurarina |
L- tirosina o L- fenilalanina | Alcaloides de feniletilisoquinolina | Alcaloides de las amarilidáceas | Crinin , Floramultine , Galantamine , Lycorine |
L- triptófano |
Alcaloides indol | Indol | - Arundacine , Psilocina , serotonina , triptamina , zolmitriptán - Elaeagnine , Harmine - ajmalicina , Catharantine , tabersonina |
Alcaloides de quinolina | Quinolina | Cloroquinina , cinconidina , quinina , quinidina | |
Alcaloides pirroloindólicos | Indol | A- yohimbina , Chimonantheine , Corynantheidine | |
Alcaloides del cornezuelo del centeno | Ergoline | Ergotamina , ergocriptina | |
L- histidina | Alcaloides de imidazol | Imidazol | Histamina , pilocarpina , pilosina |
Alcaloides de manzamina | Xestomanzamina | Xestomanzamina A y B | |
L- arginina | Alcaloides marinos | β-carbolina | Saxitoxina , tetrodotoxina |
Ácido antranílico | Alcaloides quinazolínicos | Quinazolina | Peganina |
Alcaloides de quinolina | Quinolina |
Acutin , Bucharine , Dictamine , Foliodine , perforine , Skimmianine |
|
Alcaloides acidónicos | Acridina | Acronicina , rutacridona | |
Ácido nicotínico | Alcaloides de piridina |
Piridina pirrolidina |
Anabasina , Cassinine , Evoline , nicotina , Wilforine |
Los protoalcaloides son compuestos en los que el átomo de nitrógeno N derivado de un aminoácido no forma parte de un heterociclo.
Precursor | Grupo de alcaloides | Núcleo característico | Ejemplos de |
---|---|---|---|
L- tirosina |
Alcaloides de feniletilamina |
Feniletilamina |
Adrenalina , Anhalamina , Dopamina , Noradrenalina , Hordenina , Mescalina : |
L- triptófano |
Alcaloides indoloterpenos | Indol | Yohimbina |
L- ornitina |
Alcaloides de pirrolizidina | Pirrolizidina |
4-hidroxi-estaquidrina , Stachydrine |
Los pseudo-alcaloides son compuestos cuyo esqueleto carbónico básico no deriva de aminoácidos.
Precursor | Grupo de alcaloides | Núcleo característico | Ejemplos de |
---|---|---|---|
acetato | Alcaloides de piperidina | Piperidina | Coniine , Conicein , Pinidine |
Alcaloides sesquiterpénicos | Sesquiterpeno |
Cassinine , Évonine , Maymyrsine , Wilforine |
|
ácido pirúvico | Alcaloides de efedra | Fenilo C | Catina, catinona, efedrina , norefedrina |
Ácido ferúlico | Alcaloides aromáticos | Henyl | Capsaicina |
geraniol | Alcaloides terpénicos | Terpenoides |
Aconine , aconitina , metillicaconitina , actinidina , Atisine , Gentianine |
saponinas | Alcaloides esteroides |
Colestano , Conessine , jervina, Etioline, pregnenolona , solanidina |
Debido a sus funciones fisiológicas o sus actividades biológicas específicas, las moléculas de alcaloides siguen siendo reactivos biológicos importantes. Todavía son de interés actual en terapia. Si la búsqueda de principios activos continúa de forma activa con respecto a plantas medicinales y / o tóxicas, los alcaloides conocidos son productos básicos de la farmacia. En 1995, representaban en valor en la industria farmacéutica aproximadamente 1.500 millones de francos, el mismo rango que las hormonas, cifra superada por las vitaminas con 1.800 millones de francos, pero superando en valor a los antibióticos que representan 1.200 millones de francos.
La nicotina es un insecticida vegetal natural. Sus efectos se multiplican si el compuesto tóxico se agrega a una emulsión de aceite vegetal, llamado aceite blanco. El conjunto es biodegradable con bastante rapidez. La rianodina se utilizó como insecticida botánico.