Informe N° 1 Drogas con alcaloides PDF

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América) FACULTAD DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA Escuela Profesional de Farmacia y Bioquímica

Drogas con alcaloides Atiro Jimenez, Luis Alberto1; Chavez Cerna, Ruben1; Llacctarimay Suca, Leidy Diana1; Valles Casimiro, Alison1; Yarleque De la Cruz Brenda Lizet1 Gorriti Gutierrez, Arilmi Rosa.2 Herrera Calderón, Oscar.2 1

Alumnos de pregrado de la Facultad de Farmacia y Bioquímica-UNMSM 2 Docentes de la Cátedra de Farmacognosia y Medicina Tradicional

RESUMEN Introducción: Los Alcaloides constituyen un grupo de compuestos orgánicos nitrogenados de carácter básico; derivados generalmente de aminoácidos de estructura compleja con importantes propiedades farmacológicas a dosis bajas y altamente tóxicos a dosis elevadas, que responden a reacciones comunes de precipitación. Los alcaloides pueden encontrarse como bases libres o formando sales en distintos órganos de la planta (semillas, frutos, hojas, tallos, raíces o rizomas). Las sales son en general solubles en agua, en tanto que las bases libres lo son en solventes orgánicos tales como éter sulfúrico, acetato de etilo, cloroformo. La gran mayoría de alcaloides son incoloros, sólidos cristalinos, ópticamente activos, generalmente levorrotatorios y el nitrógeno, casi siempre, forma parte de uno o de varios ciclos. Objetivos: Conocer y aplicar los principales métodos de extracción de alcaloides e identificar cualitativamente alcaloides tropánicos en hojas de chamico (Datura Stramonium L.), muestra de cocaína base y clorhidrato de cocaína. Material y métodos: Se realizó la identificación de drogas con alcaloides a partir de extracto de muestra vegetal de Datura Stramonium, Cocaína y Clorhidrato de Cocaína con reactivos específicos de reconocimiento descritos en los siguientes apartados. Resultados: Se obtuvo resultados positivos en todas las pruebas para todas las muestras, contrastados según la literatura. Discusión: Las especies vegetales producen gran variedad de constituyentes químicos que a menudo las plantas los usan como defensa en situaciones de estrés. Se extrajo alcaloides mediante hidrólisis ácida luego fue separada con cloroformo, a los alcaloides extraídos se hizo las reacciones de coloración para verificar su presencia. Conclusiones: Se logró extraer los alcaloides de las muestras (hojas de la especie vegetal chamico, cocaína base y clorhidrato de cocaína) utilizando una extracción ácida y se identificó alcaloides tropánicos, utilizando reacciones de reconocimiento y CCF. Las reacciones de reconocimiento aplicadas dieron resultado positivo en todas las muestras. Palabras clave: Alcaloides, alcaloides tropánicos, extracción, identificación, Datura Stramonium L.

ABSTRACT Introduction: The alkaloids constitute a group of basic nitrogen organic compounds; Generally derived from complex structure amino acids with important pharmacological properties at low doses and highly toxic at high doses, which respond to common

precipitation reactions. The alkaloids can be found as free bases or forming salts in different organs of the plant (seeds, fruits, leaves, stems, roots or rhizomes). The salts are generally soluble in water, while the free bases are in organic solvents such as sulfuric ether, ethyl acetate, chloroform. The vast majority of alkaloids are colorless, crystalline solids, optically active, generally levorotatory, and nitrogen is almost always part of one or several cycles. Objectives: To know the main methods of alkaloid extraction and qualitatively identify tropic alkaloids in chamico leaves (Datura Stramonium L.), cocaine base sample and cocaine hydrochloride. Material and methods: Identification of drugs with alkaloids was made from extract of plant sample of Datura Stramonium, Cocaine and Cocaine Hydrochloride with specific recognition reagents described in the following sections. Results: Positive results were obtained in all tests for all samples, contrasted according to the literature. Discussion: Plant species produce a variety of chemical constituents that plants often use as a defense in stressful situations. Alkaloids were extracted by acid hydrolysis, then separated with chloroform, the extracted alkaloids were colored to verify their presence. Conclusions: It was possible to extract the alkaloids from the samples (leaves of the chamico plant species, cocaine base and cocaine hydrochloride) using an acidic extraction and tropic alkaloids were identified, using recognition reactions and CCF. The recognition reactions applied gave positive results in all samples. Keywords: Alkaloids, tropic alkaloids, extraction, identification, Datura Stramonium L.

INTRODUCCIÓN Los alcaloides constituyen un grupo de numerosos compuestos secundarios nitrogenados, estructuralmente contienen uno o varios átomos de nitrógeno en su molécula, a menudo formando parte de un anillo heterocíclico. El término alcaloide fue introducido por Carl Meissner farmacéutico alemán, a principios del siglo XIX, para designar sustancias naturales que reaccionan como los álcalis. En cuanto a sus propiedades, la mayoría son de carácter básico, cristalinos, aunque algunos forman precipitados amorfos y unos pocos son líquidos a temperatura ambiente (como la nicotina, la coniína y la esparteína); la característica de basicidad que poseen varía enormemente, dependiendo de la estructura molecular del alcaloide y de la presencia y localización de grupos funcionales; no tienen olor, son amargos y en general incoloros (aunque también hay excepciones, como la berberina y la sanguinarina). Su basicidad se debe a que normalmente el nitrógeno posee un par de electrones no compartidos.

Precipitan de sus soluciones acuosas con sales de metales pesados (mercurio, cadmio, plomo), ácido pícrico y taninos. Algunos alcaloides son neutros porque en su estructura se presentan grupos funcionales que atraen electrones, haciendo que los del nitrógeno se deslocalicen y no formen sales (por ejemplo, la papaverina, la ricinina y la colchicina). Unos pocos como la morfina, cocaína, pilocarpina y cafeína se disuelven en soluciones alcalinas porque son ligeramente ácidos. Otra propiedad es la solubilidad del alcaloide base y de sus respectivas sales, en agua y disolventes orgánicos. Esta última característica es generalmente tomada en cuenta para extraer y purificar a los alcaloides presentes en un material vegetal.1 Los alcaloides confieren a las especies vegetales un carácter tóxico y sabor amargo. Su principal propósito es la defensa del vegetal contra insectos, animales y patógenos microbianos. Su utilización potencial como agentes

fungicidas, insecticidas, bactericidas y nematicidas se fundamenta en su actividad inhibidora de la síntesis de proteína, del RNA transmisor, depresores del sistema nervioso central, oxitotocicos, antiarrítmicos e hipoglicemiantes.2 Los alcaloides tropánicos son aquellos que derivan del aminoácido ornitina, están presentes en familias como las Solanaceae (géneros: Atropa, Datura, Hyoscyamus, Mandragora), Proteaceae, Eritroxilaceae entre otras y se caracterizan por poseer una estructura bicíclica hidroxilada, que se origina por la condensación de un anillo pirrolidínico y otro piperidínico, compartiendo dos átomos de carbono. El anillo piperidínico presenta una conformación en forma de silla y una disposición espacial del grupo alcohólico situado sobre el carbono 3 que determina la existencia de dos tipos de estructuras tropánicas: 3-α-hidroxitropano (hiosciamina, escopolamina, atropina) y 3β-hidroxitropano (cocaína, tropococaína), en la figura 1 y figura 2 se pueden observar los dos tipos de estructuras tropánicas.1

Fig. 1 Alcaloide tropánico con estructura de tipo 3-α-hidroxitropano.

Fig. 2 Alcaloide tropánico con estructura de tipo 3-β-hidroxitropano. Los alcaloides tropánicos se encuentran principalmente en las familias: Solanaceae y Erythroxylaceae. La familia Solanaceae, comprende un gran número de géneros,

siendo Datura y Brugmansia los géneros de las especies vegetales utilizadas en la práctica. Mientras que de la familia Erythroxylaceae, el género Erythroxylum.3 Como objetivo principal del presente trabajo tenemos identificar cualitativamente alcaloides tropánicos en hojas de chamico (Datura Stramonium L.), muestra de cocaína base y clorhidrato de cocaína, para lo cual se tendrá que aplicar los principales métodos de extracción de alcaloides y CCF. MATERIALES Y MÉTODOS Reactivos y materiales ● Hojas de Chamico ● 1 beaker 250 mL ● 1 beaker 100 mL ● 1 pipeta 10 mL ● 1 propipeta ● 1 bagueta ● 1 probeta ● 10 tubos de ensayo ● 1 espátula ● 1 embudo de vidrio ● 1 soporte universal ● 1 gancho metálico ● 1 gradilla ● 1 papel filtro ● 1 pera de decantación ● Balanza ● Agua destilada ● Rvo. Dragendorff ● Rvo. Mayer ● Rvo. Wagner ● Rvo. Bertrand ● Rvo. Sonnesnchein ● Rvo. Hager ● Rvo. Taninos ● Rvo. AgNO3 ● Rvo. Tiocianato de cobalto Metodología Extracción de alcaloides de Datura Stramonium (Chamico) Se procedió a pesar 3g de hojas de Chamico previamente trituradas. Se adicionó 25 mL de HCl 10% y se llevó a calentar a 60°C por 30 minutos. Pasado este tiempo, se filtró y la solución obtenida

se vertió a una pera de decantación a la cual se agregó NH4OH hasta obtener un pH= 10. Una vez obtenido este pH, se agregaron 30 mL de CHCl3. Se agitó y se liberó el gas formado, observándose la formación de dos fases (A=superior, B=inferior) separada por micelas, las cuales fueron posteriormente. Se extrajo la fase B y se separaró 1 ml para la cromatografía, el resto se llevó a concentrar a baño maría hasta la evaporación completa. Luego se le agregó HClcc y se procedió a las reacciones de identificación.

Fig. 3: Planta de Chamico

Cromatografía de Alcaloides Como fase móvil se utilizó metanol:acetona (50:50). Luego se procedió a sembrar al lado derecho de la cromatoplaca la muestra problema (solución de alcaloides) con 10 toques, y al lado izquierdo la solución de atropina (disuelta en agua) con 5 toques. Se llevó a una cuba cromatográfica y se colocó la cromatoplaca. Finalmente, se llevó a revelar con solución de yodoplatinato. Reacciones de identificación de Cocaína y Clorhidrato de cocaína - Rvo. Tiocianato de cobalto: Se agregó en un tubo de ensayo polvo de PBC (pasta básica de cocaína) y se agregó 3 gotas de reactivo. - Rvo. AgNO3: Se agregó clorhidrato de cocaína en un tubo de ensayo y 1 mL de AgNO3. RESULTADOS Reacciones de alcaloides Reactivo

Fig. 4: Hojas de chamico

Reacciones de identificación para alcaloides - Rvo. Dragendorff (anaranjado) - Rvo. Mayer (translúcido) - Rvo. Sonnesnchein (ligeramente amarillo) - Rvo. Hager (amarillo) - Rvo. Taninos (ligeramente amarillo) - Rvo. Wagner (rojo ladrillo) - Rvo. Bertrand (translúcido) Se rotularon 7 tubos de ensayos con cada reacción, luego se procedió a agregar 1 mL de la solución concentrada de alcaloides de Chamico y 3 gotas de reactivo a cada tubo, respectivamente.

identificación

para

Reacción Observación

Hager

++

cristales

Mayer

+

pp. blanco

Sonnesnchein

++

pp. amarillo verdoso

Wagner

+

pp. pardo oscuro

Dragendorff

+

pp. anaranjado

Taninos

+

pp. blanco

Bertrand

+

pp. blanco

Fig. 5: Reacciones de identificación para alcaloides Fig. 7: Reacción de tiocianato de cobalto y AgNO3 respectivamente

Cromatografía de Alcaloides

Reacciones cocaína

de

identificación

para

Fase móvil

metanol:acetona

Proporción

50:50

Rf MP

0.86

Sonnesnchein

+++

Rf stándar

1.02

Wagner

+++

Dragendorff

+++

Mayer

+++

Hager

++

Reactivo

Reacción

Taninos

+

Bertrand

+++

Fig. 6: Cromatografía de alcaloides

Reacciones de identificación de PBC y Clorhidrato de cocaína Reactivo Tiocianato de cobalt AgNO3

Muestra

Reacción

PBC

++ Fig. 8: Reacciones de identificación para cocaína

Cromatografía de cocaína

Fig. 9: Cromatografía de cocaína

DISCUSIÓN Las especies vegetales producen gran variedad de constituyentes químicos que a menudo las plantas los usan como defensa en situaciones de estrés. Un ejemplo de ello son los alcaloides que son compuestos heterocíclicos sintetizados a partir de aminoácidos o de purinas. El efecto tóxico de los alcaloides radica en su capacidad de bloquear neuroreceptores en insectos y vertebrados.4 El género Datura posee alcaloides de tipo tropánico el cual tiene como precursor biosintético la Ornitina que forma el anillo pirrolidínico de la tropina y fenilalanina precursora del ácido trópico. La atropina es la forma racémica de la (-) hiosciamina; en la naturaleza ella se encuentra en esta forma. La extracción de alcaloides de la especie vegetal Datura stramonium “chamico” se hizo mediante hidrólisis ácida dando como productos tropina y ácido trópico.5 Para ello, se debe tener en cuenta la solubilidad y el carácter básico de cada alcaloide. Lo cual se puede lograr usando diversos solventes, como, por ejemplo: solventes orgánicos en medio básico, alcohol en medio neutro o levemente ácido, agua en medio ácido o vapor de agua para las extracciones por destilación (alcaloides volátiles). Así mismo, el contacto de estos disolventes con el material puede realizarse por maceración, mezcla, agitación, extracción

continua, etc. 6 Sin embargo, los distintos alcaloides y sus sales presentan diversas solubilidades, esto se debe a que poseen estructuras sumamente variadas, puede decirse que, en general, los alcaloides como bases libres son muy pocos solubles en agua, pero solubles en disolventes orgánicos; pero como es sabido la formación de sales aumenta la solubilidad en agua, lo que ocurre también con los alcaloides pero siendo escasamente solubles en disolventes orgánicos.7 Lo cual se evidenció durante la práctica cuando se buscó la solubilidad de la cocaína base y clorhidrato de cocaína en agua, de manera que la cocaína en forma de clorhidrato (sal) logró disolverse y la forma básica no. Además de que la forma básica de cocaína se logró disolver en cloroformo, mas no en agua. Así también, para la separación y purificación de alcaloides, se tuvo en cuenta si podría presentar alcaloides oxigenados (con presencia de oxígeno en su estructura) o no, ya que los que no presentan oxígeno en su estructura son generalmente volátiles, tal es el caso de la nicotina en el tabaco. Como última mención con respecto al proceso de extracción de alcaloides, según Nina C. en una hidrólisis ácida se observa que en la parte inferior se encuentra la fase acuosa (alcaloide), y en la parte superior la fase etérea. En cambio, en hidrólisis básica se observa la fase acuosa en la parte superior (alcaloide) y la fase etérea en la parte inferior.8 En la práctica se usó hidrólisis ácida usando cloroformo para extraer los alcaloides. La fase orgánica se encontró en la fase inferior y la acuosa en la fase superior debido a las diferentes densidades; 1,49 y 1 g/mL respectivamente. En la práctica, para determinar la presencia de alcaloides en Datura stramonium se hizo mediante reacciones de coloración y precipitación realizados en soluciones neutras o ligeramente ácidas. Para ello, se usaron una serie de reactivos como Hager, Mayer, Sonnesnchein, Wagner,

Dragendorff, Taninos y Bertrand, obteniéndose formación de cristales, precipitado blanco, precipitado amarillo verdoso, precipitado pardo oscuro, precipitado anaranjado, precipitado blanco y precipitado blanco, respectivamente. Lo mencionado anteriormente permite afirmar que la especie vegetal utilizada presentaba alcaloides. Los reactivos de Mayer, Hager y Wagner precipitan de manera amorfa o cristalina a los alcaloides de las soluciones acuosas débilmente acidificadas bajo la forma de complejos de poli-yodatos de color variado: crema (Mayer), amarillo (Hager) y castaño-rojizo (Wagner).6 Se usó la reacción de tiocianato de cobalto para identificar clorhidrato de cocaína,Si se torna azul turquesa, indica resultado parcialmente positivo. A la sustancia azul se le adiciona una gota de ácido clorhídrico concentrado (HCL), en presencia de cocaína el color azul cambia a rosado.9 En la cromatografía de la especie vegetal “chamico” se usó como sistema de solventes metanol:acetona en igual proporción por lo que es poco apolar eso explica porque las manchas no corrieron mucho debido a que los alcaloides son liposolubles. El Rf de la muestra problema y el estándar son similares 0,8 y 1,02 respectivamente. CONCLUSIONES Se logró extraer los alcaloides de las muestras (hojas de la especie vegetal chamico, cocaína base y clorhidrato de cocaína) utilizando una extracción ácida y se identificó alcaloides tropánicos, utilizando reacciones de reconocimiento y CCF. El alcaloide tropánico identificado en las hojas de chamico fue la escopolamina, mientras fue la cocaína la identificada en las muestras de clorhidrato de cocaína y cocaína base. Las reacciones de reconocimiento aplicadas dieron resultado positivo en todas las muestras.

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