Alcalóide
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 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
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.
Classificações
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:
- "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.
- "Protoalkaloids", que contêm nitrogênio (mas não o heterociclo de nitrogênio) e também se originam de aminoácidos. Exemplos incluem mescalina, adrenalina e efedrina.
- Alcaloides de poliamina – derivados de putrescine, espermatozóide e espermatozóide.
- Alcaloides peptídeos e ciclopeptídeos.
- 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
 | Ornitina ou arginina → putrescina → N-metilputrescina → N-metil-Δ1- Pyrroline | Cuscohygrine, hygrine, hygroline, stachydrine | |
Derivados de Tropane
 | 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
 | 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
 | Lysine → cadáver →1-piperideine | Sedamina, lobelina, anaferina, piperina | |
| Ácido Octanoic → coniceine → coniine | Coniine, coniceine | ||
Derivados de quinolizidina
 | 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
 | Lysine → δ-semialdeído de ácido α-aminoadipic → ácido pipecolic → 1 indolizidinone | Swainsonine, castanospermine | |
Derivados de piridina
 | 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
 | 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
 | Tiras de aço inoxidável | Annuloline, halfordinol, texaline, texamine | |
Derivados de isoxazole
 | Ácido Ibotênico → Muscimol | Ácido Ibotênico, Muscimol | |
Derivados de Thiazole
 | 1-Deoxi-D-xylulose 5-fosfato (DOXP), tirosina, cisteína | Nostocyclamide, thiostreptone | |
Derivados de quinazolina
 | 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
 | Ácido Anthranilic | Rutacridone, acronicine | |
Derivados de quinolina
 | 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
 | 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
 | Diretamente de histidina | Histamina, pilocarpina, pilosina, stevensine | |
Derivados de purina
 | 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
 | 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
 | Tirosina ou fenilalanina → dopamina → outonoalina → colchicina | Colchicina, colchamine | |
Muscarina
 | Ácido glutâmico → ácido quitoglutamico → muscarina (com ácido pyruvic) | Muscarina, alomuscarina, epimuscarina, epiallomuscarina | |
Benzylamine
 | Phenilalanina com valina, leucina ou isoleucina | Capsaicina, dihydrocapsaicin, nordihydrocapsaicin, vanillylamine | |
| Alcaloides de poliaminas | |||
Derivados de putrescine
 | ornitina → putrescine → espermatozóide → espermatozóide | Paucina | |
Derivados de espermidina
 | Lunarina, codonocarpina | ||
Derivados de esperma
 | 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
 | Tipo de Lycoctonine | Ácido mevalônico → Isopentenil pirophosfato → pirophosfato geranyl | Aconitina, delfina |
Alcalóides esteroides
 | Cholesterol, arginina | Solanidina, ciclopamina, batrachotoxin | |
Propriedades
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
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
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.
Na biossíntese de alcalóides, tais reações podem ocorrer dentro de uma molécula, como na síntese de piperidina:
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.
A reação de Mannich pode ocorrer tanto intermolecular quanto intramolecularmente:
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).
Voacamine
Villalston
Toxiferina
Dauricina
Tubo de precisão
Carpa
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.
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.
Thebaine
Naloxone
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
- ^ 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.