Alcalóide

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Classe de compostos químicos que ocorrem naturalmente
O primeiro alcalóide individual, morfina, foi isolado em 1804 da papoula de ópio (Papaver somniferum).

Alcaloides são uma classe de compostos orgânicos básicos de ocorrência natural que contêm pelo menos um átomo de nitrogênio. Este grupo também inclui alguns compostos relacionados com propriedades neutras e até fracamente ácidas. Alguns compostos sintéticos de estrutura semelhante também podem ser denominados alcaloides. Além de carbono, hidrogênio e nitrogênio, os alcaloides também podem conter oxigênio, enxofre e, mais raramente, outros elementos como cloro, bromo e fósforo.

Os alcalóides são produzidos por uma grande variedade de organismos, incluindo bactérias, fungos, plantas e animais. Eles podem ser purificados a partir de extratos brutos desses organismos por extração ácido-base ou extrações com solvente seguidas por cromatografia em coluna de sílica gel. Os alcaloides têm uma ampla gama de atividades farmacológicas, incluindo antimalárico (por exemplo quinino), antiasmático (por exemplo efedrina), anticancerígeno (por exemplo homoharringtonina), colinomimético (por exemplo galantamina), vasodilatador (por exemplo vincamina), antiarrítmico (por exemplo quinidina), analgésico (por exemplo morfina), atividades antibacterianas (por exemplo queleritrina) e anti-hiperglicêmicas (por exemplo piperina). Muitos encontraram uso na medicina tradicional ou moderna, ou como pontos de partida para a descoberta de medicamentos. Outros alcaloides possuem atividades psicotrópicas (por exemplo, psilocina) e estimulantes (por exemplo, cocaína, cafeína, nicotina, teobromina) e têm sido usados em rituais enteogênicos ou como drogas recreativas. Os alcaloides também podem ser tóxicos (por exemplo atropina, tubocurarina). Embora os alcaloides atuem em uma diversidade de sistemas metabólicos em humanos e outros animais, eles evocam quase uniformemente um sabor amargo.

A fronteira entre alcalóides e outros compostos naturais contendo nitrogênio não é clara. Compostos como peptídeos de aminoácidos, proteínas, nucleotídeos, ácidos nucleicos, aminas e antibióticos geralmente não são chamados de alcaloides. Compostos naturais contendo nitrogênio na posição exocíclica (mescalina, serotonina, dopamina, etc.) são geralmente classificados como aminas e não como alcaloides. Alguns autores, no entanto, consideram os alcaloides um caso especial de aminas.

Nomeando

O artigo que introduziu o conceito de "alkaloid".

O nome "alcaloides" (Alemão: Alkaloide) foi introduzido em 1819 pelo químico alemão Carl Friedrich Wilhelm Meißner e é derivado da raiz latina tardia alkali e o sufixo grego -οειδής -('curtir'). No entanto, o termo passou a ser amplamente utilizado somente após a publicação de um artigo de revisão, por Oscar Jacobsen no dicionário químico de Albert Ladenburg na década de 1880.

Não existe um método único para nomear os alcaloides. Muitos nomes individuais são formados pela adição do sufixo "ine" ao nome da espécie ou gênero. Por exemplo, a atropina é isolada da planta Atropa belladonna; a estricnina é obtida da semente da árvore estricnina (Strychnos nux-vomica L.). Onde vários alcaloides são extraídos de uma planta, seus nomes são frequentemente distinguidos por variações no sufixo: "idina", "anina", "alina", " inina" etc. Existem também pelo menos 86 alcalóides cujos nomes contêm a raiz "vin" porque são extraídos de plantas vinca como Vinca rosea (Catharanthus roseus); estes são chamados de alcaloides da vinca.

História

Friedrich Sertürner, químico alemão que primeiro isolou a morfina do ópio.

As plantas contendo alcaloides têm sido usadas pelos humanos desde os tempos antigos para fins terapêuticos e recreativos. Por exemplo, as plantas medicinais são conhecidas na Mesopotâmia desde cerca de 2000 AC. A Odisseia de Homero refere-se a um presente dado a Helena pela rainha egípcia, uma droga que traz o esquecimento. Acredita-se que o presente era uma droga contendo ópio. Um livro chinês sobre plantas domésticas, escrito nos séculos I a III aC, mencionou o uso medicinal da efedrina e das papoulas. Além disso, as folhas de coca têm sido usadas pelos indígenas sul-americanos desde os tempos antigos.

Extratos de plantas contendo alcalóides tóxicos, como aconitina e tubocurarina, foram usados desde a antiguidade para envenenar flechas.

Os estudos de alcalóides começaram no século XIX. Em 1804, o químico alemão Friedrich Sertürner isolou do ópio um "princípio soporífico" (latim: principium somniferum), que ele chamou de "morphium", referindo-se a Morpheus, o deus grego dos sonhos; em alemão e em algumas outras línguas da Europa Central, esse ainda é o nome da droga. O termo "morfina", usado em inglês e francês, foi dado pelo físico francês Joseph Louis Gay-Lussac.

Uma contribuição significativa para a química dos alcalóides nos primeiros anos de seu desenvolvimento foi feita pelos pesquisadores franceses Pierre Joseph Pelletier e Joseph Bienaimé Caventou, que descobriram o quinino (1820) e a estricnina (1818). Vários outros alcaloides foram descobertos nessa época, incluindo xantina (1817), atropina (1819), cafeína (1820), coniina (1827), nicotina (1828), colchicina (1833), esparteína (1851) e cocaína (1860).. O desenvolvimento da química dos alcalóides foi acelerado pelo surgimento de métodos espectroscópicos e cromatográficos no século 20, de modo que até 2008 mais de 12.000 alcalóides foram identificados.

A primeira síntese completa de um alcalóide foi alcançada em 1886 pelo químico alemão Albert Ladenburg. Ele produziu coniina pela reação de 2-metilpiridina com acetaldeído e reduzindo a 2-propenilpiridina resultante com sódio.

Bufotenina, um alcaloide de alguns sapos, contém um núcleo indole, e é produzido em organismos vivos do triptofano de aminoácidos.

Classificações

A molécula de nicotina contém ambos os anéis de piridina (esquerda) e pirrolidina (direita).

Em comparação com a maioria das outras classes de compostos naturais, os alcalóides são caracterizados por uma grande diversidade estrutural. Não há uma classificação uniforme. Inicialmente, quando faltava o conhecimento das estruturas químicas, contava-se com a classificação botânica das plantas de origem. Esta classificação é agora considerada obsoleta.

Classificações mais recentes são baseadas na semelhança do esqueleto de carbono (por exemplo, indole-, isoquinolina- e piridina-like) ou precursor bioquímico (ornitina, lisina, tirosina, triptofano, etc.). No entanto, eles exigem concessões em casos limítrofes; por exemplo, a nicotina contém um fragmento de piridina da nicotinamida e uma parte de pirrolidina da ornitina e, portanto, pode ser atribuída a ambas as classes.

Os alcalóides são frequentemente divididos nos seguintes grupos principais:

  1. "Alcaloides de urina" contêm nitrogênio no heterociclo e originam-se de aminoácidos. Seus exemplos característicos são atropina, nicotina e morfina. Este grupo também inclui alguns alcaloides que, além do heterociclo de nitrogênio contêm terpenos (por exemplo., evonina) ou fragmentos de peptídeos (por exemplo. ergotamina). Os alcaloides da piperidina coniine e coniceine podem ser considerados como verdadeiros alcaloides (em vez de pseudoalkaloides: ver abaixo) embora não se originem de aminoácidos.
  2. "Protoalkaloids", que contêm nitrogênio (mas não o heterociclo de nitrogênio) e também se originam de aminoácidos. Exemplos incluem mescalina, adrenalina e efedrina.
  3. Alcaloides de poliamina – derivados de putrescine, espermatozóide e espermatozóide.
  4. Alcaloides peptídeos e ciclopeptídeos.
  5. Pseudoalkaloids – compostos semelhantes a alcalóides que não se originam de aminoácidos. Este grupo inclui alcaloides semelhantes a terpenos e esteroides, bem como alcaloides como purina, tais como cafeína, teobromina, tecelrina e teofilina. Alguns autores classificam como pseudoalcalóides tais compostos como efedrina e cathinone. Aqueles se originam da fenilalanina do aminoácido, mas adquirem seu átomo de nitrogênio não do aminoácido, mas através da transaminação.

Alguns alcaloides não possuem o esqueleto de carbono característico de seu grupo. Assim, a galantamina e as homoaporfinas não contêm fragmento de isoquinolina, mas são, em geral, atribuídas a alcaloides isoquinolínicos.

As principais classes de alcaloides monoméricos estão listadas na tabela abaixo:

Classe Principais grupos Principais etapas de síntese Exemplos
Alcalóides com heterociclos de nitrogênio (alcalóides verdadeiros)
Derivados de pirrolidina
Pyrrolidine structure.svg
Ornitina ou arginina → putrescina → N-metilputrescina → N-metil-Δ1- Pyrroline Cuscohygrine, hygrine, hygroline, stachydrine
Derivados de Tropane
Tropane numbered.svg
Grupo atropina
Substituição das posições 3, 6 ou 7
Ornitina ou arginina → putrescina → N-metilputrescina → N-metil-Δ1- Pyrroline Atropina, escopolamina, hiosciamina
Grupo de cocaína
Substituição das posições 2 e 3
Cocaína, ecgonina
Derivados de pirrolizidina
Pyrrolizidine.svg
Não-esters Em plantas: ornitina ou arginina → putrescine → homospermidine → retronecine Retronecina, heliotridina, laburnine
Ésteres complexos de ácidos monocarboxílicos Indicine, lindelophin, sarracine
Diesters macrocíclicos Platyphylline, trichodesmine
1-aminopirrolizidinas (lolines) Em fungos: L-proline + L-homoserine → N-(3-amino-3-carboxypropyl)prolina → norloline Loline, N-formillolina, N- Acessibilidade
Derivados da piperidina
Piperidin.svg
Lysine → cadáver →1-piperideine Sedamina, lobelina, anaferina, piperina
Ácido Octanoic → coniceine → coniine Coniine, coniceine
Derivados de quinolizidina
Quinolizidine.svg
Grupo Lupino Lysine → cadáver →1-piperideine Lupinina, núfarida
Grupo Cytisine Cytisine
Grupo Sparteine Sparteine, lupanine, anahygrine
Grupo Matrino. Matrina, oximatrina, aleomatridina
Grupo Ormosanine Ormosanine, piptantine
Derivados de Indolizidina
Indolizidine.svg
Lysine → δ-semialdeído de ácido α-aminoadipic → ácido pipecolic → 1 indolizidinone Swainsonine, castanospermine
Derivados de piridina
Pyridine.svg
Derivados simples de piridina Ácido nicotínico → ácido di-hidronicotina → 1,2-dihidropiridina Trigonelline, ricinine, arecoline
Derivados pyridine policíclicos não condensadores nicotina, nornicotina, anabasina, anatabina
Derivados policíclicos da piridina condensada Actinidine, gentianine, pediculinine
Sesquiterpene pyridine derivados Ácido nitina, isoleucina Evonine, hipocrateína, triptonina
Derivados isoquinolina e alcalóides relacionados
Isoquinoline numbered.svg
Derivados simples de isoquinolina Tirosina ou fenilalanina → dopamina ou tiramina (para alcalóides Amarillis) Salsolina, lophocerine
Derivados de 1 e 3 isoquinolinas N-methylcoridaldine, noroxyhydrastinine
Derivados de 1- e 4-feniltetrahydroisoquinolines Criminologia
Derivados de 5-naftil-isoquinolina Anfetaminas
Derivados de 1- e 2-benzyl-izoquinolines Papaverine, laudanosine, sendaverine
Grupo de Cularina Cularine, yagonine
Pavinas e isopavines Argemonine, amurensina
Benzopyrrocolines Cryptaustoline
Protoberinas Berberina, canadina, ofiocarpina, mecambridina, corydaline
Phthalidisoquinolines Hidrastina, narcotina (Noscapina)
Spirobenzylisoquinolines Fumar
Alcalóides de Ipecacuanha Emetina, protoemetina, ipecoside
Benzophenanthriding Sanguinarine, oxynitidine, corynoloxine
Aporphines Glaucina, coridina, liriodenina
Proaporphines Pronuciferine, glaziovine
Homoaporphines Kreysiginine, multifloramine
Homoproaporfis Bulbocodina
Morphines Morfina, codeína, thebaine, sinomenine
Homomorfologia Kreysiginine, androcymbine
Tropoloisoquinolines Imeruba
Azofluoranidade Rufescine, imeluteine
Alcalóides Amaryllis Lycorine, ambelline, tazettine, galantamine, montanine
Alcalóides de Erythrina Erysodine, erythroidine
Derivados Phenanthrene Atherosperminino
Protopinas Protopina, oxomuramina, corycavidine
Aristolatina Doriflash.
Derivados do oxazolo
Oxazole structure.svg
Tiras de aço inoxidável Annuloline, halfordinol, texaline, texamine
Derivados de isoxazole
Isoxazole structure.png
Ácido Ibotênico → Muscimol Ácido Ibotênico, Muscimol
Derivados de Thiazole
Thiazole structure.svg
1-Deoxi-D-xylulose 5-fosfato (DOXP), tirosina, cisteína Nostocyclamide, thiostreptone
Derivados de quinazolina
Quinazoline numbered.svg
3,4-Dihydro-4-quinazolone derivados Ácido Anthranilic ou fenilalanina ou ornitina Febrifugine
1,4-Dihydro-4-quinazolone derivados Glicona, arborina, glicosminina
Derivados de pirrolidina e quinazolina piperidina Vazicina (ganina)
Derivados de acridina
Acridine.svg
Ácido Anthranilic Rutacridone, acronicine
Derivados de quinolina
Quinoline numbered.svg
Derivados simples de derivados quinolina de 2-quinolonas e 4-quinolona Ácido Anthranilic → 3-carboxyquinoline Cusparine, echinopsine, evocarpine
Terpenóides tricíclicos Flindersine
Derivados de Furanoquinolina Dictamnine, fagarine, skimmianine
Quininas Tryptophan → tryptamine → strictosidine (com secologanin) → korinanteal → cinhoninon Quinine, quinidina, cinchonina, cinhonidine
Derivados do indolor
Indole numbered.svg
Alcaloides indolos não isoprenos
Derivados indole simples Tryptophan → triptamina ou 5-hidroxitriptofano Serotonina, psilocibina, dimetiltriptamina (DMT), bufotenina
Derivados simples de β-carbolina Harman, harmine, harmaline, eleagnine
Alcalóides Pyrroloindole Fisstigmina (eserina), eteramina, fisovenina, eptastigmina
alcalóides indole semiterpenóides
Alcalóides Ergot Tryptophan → chanoclavine → agroclavine → elimoclavine → ácido paspalic → ácido lisérgico Ergotamina, ergobasina, ergosina
Alcalóides do indolo monoterpenóide
Corynan tipo alcalóides Tryptophan → tryptamine → strictosidine (com secologanin) Ajmalicine, sarpagine, vobasine, ajmaline, yohimbine, reserpine, mitragynine, grupo strychnine e (Strychnine brucine, aquamicine, vomicine)
Alcalóides do tipo Iboga Ibogamine, ibogaine, voacangine
alcalóides do tipo aspidosperma Vincamina, alcaloides de vinca, vincotina, aspidospermina
Derivados de Imidazole
Imidazole structure.svg
Diretamente de histidina Histamina, pilocarpina, pilosina, stevensine
Derivados de purina
9H-Purine.svg
Xanthosina (formada em biossíntese purina) → 7 metilxantosina → 7-metilxantina → teobromina → cafeína Cafeína, teobromina, teofilina, saxitoxina
Alkaloids com nitrogênio na cadeia lateral (protoalkaloids)
Derivados de β-fenililetilamina
Phenylethylamine numbered.svg
tirosina ou fenilalanina → dioxifenilalanina → dopamina → adrenalina e tirosina mescalina → fenilalanina tiramina → 1-fenilpropano-1,2-dione → cathinone → efedrina e pseudoefedrina Tiramina, efedrina, pseudoefedrina, mescalina, cattina, catecolaminas (adrenalina, noradrenalina, dopamina)
Alcalóides de colchicina
Colchicine.svg
Tirosina ou fenilalanina → dopamina → outonoalina → colchicina Colchicina, colchamine
Muscarina
Muscarine.svg
Ácido glutâmico → ácido quitoglutamico → muscarina (com ácido pyruvic) Muscarina, alomuscarina, epimuscarina, epiallomuscarina
Benzylamine
Benzylamine.svg
Phenilalanina com valina, leucina ou isoleucina Capsaicina, dihydrocapsaicin, nordihydrocapsaicin, vanillylamine
Alcaloides de poliaminas
Derivados de putrescine
Putrescine.svg
ornitina → putrescine → espermatozóide → espermatozóide Paucina
Derivados de espermidina
Spermidine.svg
Lunarina, codonocarpina
Derivados de esperma
Spermine.svg
Verbascenine, aphelandrine
Alcalóides de Peptídeo (ciclopeptídeo)
Alcalóides peptídeos com um ciclo de 13 membros Numérica Tipo C De diferentes aminoácidos Nummularina C, Nummularina S
Tipo de Zizifina Ziziphine A, sativanine H
Alcalóides peptídeos com um ciclo de 14 membros Tipo de Frangulan Frangulanine, scutianine J
Scutianine Um tipo Scutianine A
Tipo de antena Integerrina, discarina D
Tipo de anfíbio F Anfíbio F, spinanina A
Amfibina tipo B Anfíbio B, Lotusina C
alcalóides peptídeos com um ciclo de 15 membros Mucronine Um tipo Mucronine A
Pseudoalkaloids (terpenos e esteróides)
Diterpenas
Isoprene.svg
Tipo de Lycoctonine Ácido mevalônico → Isopentenil pirophosfato → pirophosfato geranyl Aconitina, delfina
Alcalóides esteroides
Cyclopentenophenanthrene.svg
Cholesterol, arginina Solanidina, ciclopamina, batrachotoxin

Propriedades

Cabeça de um cordeiro nascido por uma ovelha que comeu folhas da planta de lírio de milho. A ciclopia é induzida pela ciclopamina presente na planta.

A maioria dos alcaloides contém oxigênio em sua estrutura molecular; esses compostos são geralmente cristais incolores em condições ambientais. Os alcaloides isentos de oxigênio, como a nicotina ou a coniina, são líquidos tipicamente voláteis, incolores e oleosos. Alguns alcaloides são coloridos, como a berberina (amarelo) e a sanguinarina (laranja).

A maioria dos alcaloides são bases fracas, mas alguns, como a teobromina e a teofilina, são anfóteros. Muitos alcaloides se dissolvem mal em água, mas se dissolvem facilmente em solventes orgânicos, como éter dietílico, clorofórmio ou 1,2-dicloroetano. Cafeína, cocaína, codeína e nicotina são ligeiramente solúveis em água (com uma solubilidade de ≥1g/L), enquanto outros, incluindo morfina e ioimbina, são ligeiramente solúveis em água (0,1–1 g/L). Alcalóides e ácidos formam sais de várias forças. Esses sais geralmente são livremente solúveis em água e etanol e pouco solúveis na maioria dos solventes orgânicos. As exceções incluem o bromidrato de escopolamina, que é solúvel em solventes orgânicos, e o sulfato de quinino solúvel em água.

A maioria dos alcaloides tem sabor amargo ou são venenosos quando ingeridos. A produção de alcaloides nas plantas parece ter evoluído em resposta à alimentação de animais herbívoros; no entanto, alguns animais desenvolveram a capacidade de desintoxicar alcalóides. Alguns alcalóides podem produzir defeitos de desenvolvimento na prole de animais que consomem, mas não podem desintoxicar os alcalóides. Um exemplo é o alcaloide ciclopamina, produzido nas folhas do lírio do milho. Durante a década de 1950, até 25% dos cordeiros nascidos de ovelhas que pastavam em lírios do milho apresentavam sérias deformações faciais. Estes variaram de mandíbulas deformadas a ciclopia (veja a foto). Após décadas de pesquisa, na década de 1980, o composto responsável por essas deformidades foi identificado como o alcaloide 11-desoxijervina, posteriormente renomeado para ciclopamina.

Distribuição na natureza

Árvore de Strychnine. Suas sementes são ricas em estricnina e brucina.

Os alcalóides são gerados por vários organismos vivos, especialmente por plantas superiores - cerca de 10 a 25% deles contêm alcalóides. Portanto, no passado, o termo "alcaloide" estava associado às plantas.

O conteúdo de alcalóides nas plantas geralmente está dentro de alguns por cento e não é homogêneo sobre os tecidos da planta. Dependendo do tipo de planta, a concentração máxima é observada nas folhas (por exemplo, meimendro preto), frutos ou sementes (estricnina), raiz (Rauvolfia serpentina) ou casca (cinchona). Além disso, diferentes tecidos das mesmas plantas podem conter diferentes alcalóides.

Além das plantas, os alcaloides são encontrados em certos tipos de fungos, como a psilocibina nos corpos de frutificação do gênero Psilocybe, e em animais, como a bufotenina na pele de alguns sapos e vários de insetos, marcadamente formigas. Muitos organismos marinhos também contêm alcalóides. Algumas aminas, como a adrenalina e a serotonina, que desempenham um papel importante em animais superiores, são semelhantes aos alcalóides em sua estrutura e biossíntese e às vezes são chamadas de alcalóides.

Extração

Cristais de piperina extraídos de pimenta preta.

Devido à diversidade estrutural dos alcaloides, não existe um método único para extraí-los de matérias-primas naturais. A maioria dos métodos explora a propriedade da maioria dos alcaloides de serem solúveis em solventes orgânicos, mas não em água, e a tendência oposta de seus sais.

A maioria das plantas contém vários alcalóides. Sua mistura é extraída primeiro e depois os alcaloides individuais são separados. As plantas são completamente moídas antes da extração. A maioria dos alcaloides está presente nas plantas cruas na forma de sais de ácidos orgânicos. Os alcaloides extraídos podem permanecer sais ou transformar-se em bases. A extração da base é realizada processando a matéria-prima com soluções alcalinas e extraindo as bases alcaloides com solventes orgânicos, como 1,2-dicloroetano, clorofórmio, éter dietílico ou benzeno. Então, as impurezas são dissolvidas por ácidos fracos; isso converte bases alcalóides em sais que são lavados com água. Se necessário, uma solução aquosa de sais alcaloides é novamente alcalinizada e tratada com um solvente orgânico. O processo é repetido até que a pureza desejada seja alcançada.

Na extração ácida, o material vegetal bruto é processado por uma solução ácida fraca (por exemplo, ácido acético em água, etanol ou metanol). Em seguida, adiciona-se uma base para converter os alcalóides em formas básicas que são extraídas com solvente orgânico (se a extração foi feita com álcool, ele é removido primeiro e o restante é dissolvido em água). A solução é purificada como descrito acima.

Os alcalóides são separados de sua mistura usando sua diferente solubilidade em certos solventes e diferentes reatividades com certos reagentes ou por destilação.

Vários alcaloides são identificados a partir de insetos, entre os quais os alcaloides do veneno de formigas de fogo, conhecidos como solenopsinas, têm recebido maior atenção dos pesquisadores. Esses alcaloides de insetos podem ser extraídos eficientemente por imersão em solvente de formigas de fogo vivas ou por centrifugação de formigas vivas seguida de purificação por cromatografia em gel de sílica. O rastreamento e a dosagem dos alcaloides extraídos da formiga solenopsina foram descritos como possíveis com base em seu pico de absorção em torno de 232 nanômetros.

Biossíntese

Os precursores biológicos da maioria dos alcaloides são aminoácidos, como ornitina, lisina, fenilalanina, tirosina, triptofano, histidina, ácido aspártico e ácido antranílico. O ácido nicotínico pode ser sintetizado a partir do triptofano ou do ácido aspártico. As formas de biossíntese de alcaloides são muito numerosas e não podem ser facilmente classificadas. No entanto, existem algumas reações típicas envolvidas na biossíntese de várias classes de alcaloides, incluindo a síntese de bases de Schiff e a reação de Mannich.

Síntese de bases de Schiff

As bases de Schiff podem ser obtidas pela reação de aminas com cetonas ou aldeídos. Essas reações são um método comum de produção de ligações C=N.

Schiff base formation.svg

Na biossíntese de alcalóides, tais reações podem ocorrer dentro de uma molécula, como na síntese de piperidina:

Schiff base formation intramolecular.svg

Reação de Mannich

Um componente integrante da reação de Mannich, além de uma amina e um composto de carbonila, é um carbânion, que desempenha o papel do nucleófilo na adição nucleofílica ao íon formado pela reação da amina e da carbonila.

Mannich.png

A reação de Mannich pode ocorrer tanto intermolecular quanto intramolecularmente:

Mannich reaction intramolecular.svg

Alcaloides dímeros

Além dos alcalóides monoméricos descritos acima, também existem alcalóides diméricos e até mesmo triméricos e tetraméricos formados pela condensação de dois, três e quatro alcalóides monoméricos. Alcalóides diméricos são geralmente formados a partir de monômeros do mesmo tipo através dos seguintes mecanismos:

  • Reação de Mannich, resultando em, por exemplo.,,
  • Reação de Michael (villalstonina)
  • Condensação de aldeídos com aminas (toxiferina)
  • Adição oxidativa de fenóis (dauricina, tubocurarina)
  • Lactonização (carpaína).

Existem também alcaloides diméricos formados a partir de dois monômeros distintos, como os alcalóides da vinca vinblastina e vincristina, que são formados a partir do acoplamento de catarantina e vindolina. O mais novo agente quimioterápico semi-sintético vinorelbina é usado no tratamento de câncer de pulmão de células não pequenas. É outro dímero derivado da vindolina e da catarantina e é sintetizado a partir da anidrovinblastina, partindo da leurosina ou dos próprios monômeros.

Vinorelbine from leurosine and from catharanthine plus vindoline.jpg

Papel biológico

Os alcaloides estão entre os metabólitos secundários mais importantes e mais conhecidos, ou seja, substâncias biogênicas que não estão diretamente envolvidas no crescimento, desenvolvimento ou reprodução normal do organismo. Em vez disso, eles geralmente medeiam interações ecológicas, que podem produzir uma vantagem seletiva para o organismo, aumentando sua capacidade de sobrevivência ou fecundidade. Em alguns casos, sua função, se houver, permanece obscura. Uma hipótese inicial, de que os alcalóides são os produtos finais do metabolismo do nitrogênio nas plantas, como a uréia e o ácido úrico nos mamíferos, foi refutada pela descoberta de que sua concentração flutua em vez de aumentar constantemente.

A maioria das funções conhecidas dos alcaloides está relacionada à proteção. Por exemplo, o alcaloide aporfínico liriodenina produzido pela tulipeira protege-a dos cogumelos parasitas. Além disso, a presença de alcaloides na planta impede que insetos e animais cordados a comam. No entanto, alguns animais são adaptados aos alcaloides e até os utilizam em seu próprio metabolismo. Substâncias relacionadas a alcalóides como serotonina, dopamina e histamina são importantes neurotransmissores em animais. Os alcalóides também são conhecidos por regular o crescimento das plantas. Um exemplo de organismo que usa alcaloides para proteção é a Utetheisa ornatrix, mais comumente conhecida como mariposa ornamentada. Os alcaloides pirrolizidínicos tornam essas larvas e mariposas adultas intragáveis para muitos de seus inimigos naturais, como besouros coccinelídeos, crisopídeos verdes, hemípteros insetívoros e morcegos insetívoros. Outro exemplo de alcaloides sendo utilizados ocorre na traça venenosa da cicuta (Agonopterix alstroemeriana). Essa mariposa se alimenta de sua planta hospedeira altamente tóxica e rica em alcaloides, a cicuta venenosa (Conium maculatum). durante sua fase larval. A. alstroemeriana pode se beneficiar duplamente da toxicidade dos alcaloides de ocorrência natural, tanto pela falta de palatabilidade da espécie para os predadores quanto pela capacidade de A. alstroemeriana para reconhecer Conium maculatum como o local correto para a oviposição. Foi demonstrado que um alcaloide de veneno de formiga lava-pés conhecido como solenopsina protege as rainhas de formigas lava-pés invasoras durante a fundação de novos ninhos, desempenhando assim um papel central na disseminação dessa espécie de formiga-praga em todo o mundo.

Aplicativos

Na medicina

O uso medicinal de plantas contendo alcalóides tem uma longa história e, assim, quando os primeiros alcalóides foram isolados no século 19, eles imediatamente encontraram aplicação na prática clínica. Muitos alcalóides ainda são usados na medicina, geralmente na forma de sais amplamente utilizados, incluindo os seguintes:

Alkaloid Acção
Ajmaline antiarrítmica
Emetina agente antiprotozoal,

Emesis

Alcalóides Ergot Vasoconstrição, alucinogénica, Uterotônica
Glaucina Antitussive
Morphine Análise
Nicotina Agonista do receptor de acetilcolina estimulante, nicotinic
Fistigamina inibidor da acetilcolinesterase
Quinidina Antiarhythmic
Quinine. Antipirético, antimalarial
Reserpina anti-hipertensivo
Tubo de precisão Relaxante muscular
Vinblastine, vincristine antitumor
Vinculado vasodilatamento, anti-hipertensivo
Yohimbine estimulante, afrodisíaco

Muitas drogas sintéticas e semi-sintéticas são modificações estruturais dos alcaloides, que foram projetadas para aumentar ou alterar o efeito primário da droga e reduzir os efeitos colaterais indesejados. Por exemplo, a naloxona, um antagonista do receptor opióide, é um derivado da tebaína presente no ópio.

Na agricultura

Antes do desenvolvimento de uma ampla gama de pesticidas sintéticos relativamente pouco tóxicos, alguns alcaloides, como sais de nicotina e anabasina, eram usados como inseticidas. Seu uso foi limitado por sua alta toxicidade para os seres humanos.

Uso como drogas psicoativas

As preparações de plantas contendo alcaloides e seus extratos, e posteriormente alcaloides puros, há muito são utilizadas como substâncias psicoativas. Cocaína, cafeína e catinona são estimulantes do sistema nervoso central. A mescalina e muitos alcaloides indólicos (como psilocibina, dimetiltriptamina e ibogaína) têm efeito alucinógeno. Morfina e codeína são fortes analgésicos narcóticos.

Existem alcaloides que não possuem forte efeito psicoativo, mas são precursores de drogas psicoativas semi-sintéticas. Por exemplo, efedrina e pseudoefedrina são usadas para produzir metacatinona e metanfetamina. A tebaína é usada na síntese de muitos analgésicos, como a oxicodona.

Notas explicativas

  1. ^ Na penúltima frase de seu artigo, W. Meissner (1819) "Über Pflanzenalkalien: II. Über ein neues Pflanzenalkali (Alkaloid)" (Na planta akalis: II. Em um novo alcalino vegetal (alkaloid)), Journal für Chemie und Physik, 25: 379–381; disponível on-line em: Hathi Trust – Meisner escreveu: "Überhaupt scheint es mir auch angemessen, die bis jetzt bekannten Pflanzenstoffe nicht mit dem Namen Alkalien, sondern Alkaloide zu belegen, da sie doch in manchen Eigenschaften von den Alkalien sehr abweichen, sie würden daher in dem Abschnitt der Pflanzenchemie vor den Pflanzensäuren ihre Stelle finden (I.e., "Em geral, parece apropriado para mim impor a química atualmente não

Referências gerais e citadas

  • Aniszewski, Tadeusz (2007). Alkaloids: segredos da vida. Amsterdam: Elsevier. ISBN 978-0-444-52736-3.
  • Begley, Tadhg P. (2009). Enciclopédia da Biologia Química. ChemBioChem. Vol. 10. Wiley. pp. 1569–1570. doi:10.1002/cbic.200900262. ISBN 978-0-471-75477-0.
  • Brossi, Arnold (1989). Os alcaloides: Química e Farmacologia. Imprensa Acadêmica.
  • Dewick, Paul M. (2002). Medicina natural Produtos: Abordagem Biossintética (Segunda edição). Wiley. ISBN 978-0-471-49640-3.
  • Fattorusso, E.; Taglialatela-Scafati, O. (2008). Alcalóides modernos: Estrutura, Isolamento, Síntese e Biologia. Wiley-VCH. ISBN 978-3-527-31521-5.
  • Grinkevich NI; Safronich LN, eds. (1983). A análise química das plantas medicinais (em russo). Moscovo: Vysshaya Shkola.
  • Hesse, Manfred (2002). Alkaloids: Cursa ou Bênção da Natureza?. Wiley-VCH. ISBN 978-3-906390-24-6.
  • Knunyants, IL (1988). Enciclopédia Química. Enciclopédia Soviética.
  • Orekhov, AP (1955). alcalóides de química (Acad. 2nd ed.). Moscovo.
  • Plemenkov, VV (2001). Introdução à Química dos Compostos Naturais. Kazan.
  • Saxton, J. E. (1971). Os alcaloides: um relatório periódico especializado. London: The Chemical Society (em inglês).
  • Veselovskaya, N. B.; Kovalenko, A. E. (2000). Drogas. Moscovo: Triada-X.
  • Wink, M (2009). «Mode of action and toxicology of plant toxins and toxicous plants» (em inglês). Júlio Kühn-Inst. 421: 93–112x.

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