Os alcalóides são moléculas com bases nitrogenadas, geralmente heterocíclicas , sendo a grande maioria de origem vegetal . Eles podem estar na forma de moléculas orgânicas heterocíclicas de nitrogênio básicas . Associado com o desenvolvimento da indústria farmacêutica, eles abriram o campo de "drogas químicas" a partir do final do XIX ° século .
Como muitos produtos naturais, quase todos os nomes de alcalóides comuns têm uma terminação "-ina", como nicotina , cafeína , atropina , ibogaína , emetina , ergina ou morfina . Normalmente, na química biológica, os alcalóides são derivados dos aminoácidos . Eles são encontrados na forma de misturas complexas, muitas vezes baseadas em várias ou mesmo dezenas de diferentes moléculas de alcalóides, com seus precursores, como metabólitos secundários , principalmente em plantas , fungos e alguns pequenos grupos de animais. Existe um tipo de alcalóide que contém dois átomos de nitrogênio no anel aromático e que não é de origem natural, é o grupo dos pirazóis .
Na forma purificada, essas moléculas muitas vezes revelam toxicidade aguda , bem como, em doses menores, uma atividade farmacológica calmante, não sem efeitos aditivos ou toxicidade crônica de longo prazo. Mas as proporções diminutas de cafeína no café , cocaína na folha seca de coca , nicotina no tabaco mascado ou mascado foram aceitas em várias culturas humanas, muitas vezes muito antigas: às vezes é difícil dizer se é apesar ou devido a seus vários psicotrópicos , ações psicoativas , estimulantes , dopantes , tônicas , eméticas , calmantes , latentes e analgésicas .
Na verdade, as moléculas de alcalóides no estado puro, as mais conhecidas, são frequentemente altamente tóxicas como estricnina , aconitina , atropina , cocaína ... mas algumas, por causa de sua poderosa ação fisiológica, são efetivamente empregadas em dosagens medidas e controladas nos modernos medicamento ou terapia. Estas são, por exemplo, propriedades analgésicas com morfina ou codeína , no contexto de protocolos de sedação ( anestesia ) frequentemente acompanhados por hipnóticos , ou então para uso como um agente antimalárico ( quinina , cloroquina ) ou agente. Drogas anticâncer ( vinblastina , vincristina ) e até sedação opióide com ibogaína .
Liberado de laboratórios químicos entre 1819 e 1827, a palavra alcalóide originalmente se referia a "comportamento químico semelhante a um alcalóide , ou seja, a qualquer corpo básico em meio aquoso" durante a operação de extração em meio líquido de base forte, solubilizando o soluto (s) básico (s) chamados alcalóides. Foi usado no século seguinte para descrever qualquer base de Lewis contendo um heterociclo nitrogenado ou, inadequadamente, uma função amina . Por causa do dupleto de elétrons não vinculativo do nitrogênio , os alcalóides são considerados bases de Lewis.
O termo 'alcalóide', atestado em francês em 1827, pode ser decomposto pela raiz alcalóide * que significa "base ou alcalino ou caractere básico" e o sufixo -oïde * que significa "semelhante a, da mesma forma, do mesmo comportamento " O sufixo de origem greco-romana deriva do grego είδος "forma". A raiz vem do latim álcali medieval , ele próprio emprestado do árabe al-qétiyi por sua forma comum al qate, al qaly القالي "soda", uma planta do gênero Salsola da qual um carbonato de sódio mais ou menos foi extraído por muito tempo . menos puro, chamado "refrigerante", a partir do qual a soda cáustica pode ser feita . O termo al qali também designava, como a palavra refrigerante em francês com duplo uso para a salina e o refrigerante químico, a cinza calcinada com propriedades básicas.
Conhecimento e uso de alcalóides de plantas, tais como a papoula do ópio ou acônito , são muito antigos, mas o conhecimento de suas datas de substâncias activas apenas a partir do início do XIX ° século . Em 1803, Charles Derosne , farmacêutico e industrial francês, foi o primeiro a isolar um álcali vegetal extraindo do ópio uma mistura de narcotina e morfina , mas atribuiu a natureza alcalina de seu extrato aos resíduos da preparação. No ano seguinte, em 1804, Armand Seguin relata ter encontrado um processo para a preparação da morfina, mas não publica seus resultados até 1814. Finalmente, em 1805, na Vestfália, um assistente de farmácia, Friedrich Sertürner , reconhece a natureza alcalina do adormecido princípio do ópio. Dez anos depois, ele o chamou de morphium em referência a Morfeu , a divindade dos sonhos na Grécia antiga. Passando despercebidas na época, essas descobertas feitas na França e na Alemanha não foram reconhecidas até 1817, com a prova fornecida por Sertürner de que a morfina reage com o ácido para formar um sal.
A rivalidade franco-alemã continuou a ser frutífera desde que, entre 1817 e 1820, dois farmacêuticos franceses, Pelletier e Caventou , descobriram uma série impressionante de compostos ativos: cafeína , emetina (da ipeca), estricnina (da noz-vômito), quinina e cinchonina (da casca de cinchona).
O termo "alcalóide" foi cunhado em 1819 por um farmacêutico de Halle, Wilhelm Meissner (de) (1792-1853).
A elucidação das estruturas químicas de alcalóides começa em 1870 com a do mais simples, conina por Schiff, e alguns não revelar a sua estrutura no final do XX ° século , durante o qual Maurice-Marie Janot e seus alunos terão isolado, analisou e sintetizou mais de uma centena, estabelecendo, em 1953, a estrutura da corinanteína, um grande passo no progresso da química dos alcalóides.
Alcalóides têm a propriedade de formar sais e ter um sabor amargo .
A caracterização da presença de alcalóide pode ser feita por precipitação usando:
Muitos outros métodos, como cromatografia, também são usados para identificar e testar a molécula.
Como os alcalóides são mais freqüentemente encontrados na forma de sais de ácidos minerais ou orgânicos, e às vezes em sua combinação (incluindo taninos em particular), as plantas são pulverizadas com um álcali. Seu método de extração é muito variável dependendo da natureza do alcalóide, mas existem tipicamente dois esquemas de extração: por um solvente apolar em meio alcalino ou por um solvente polar em meio ácido (de Brönsted).
Finalmente, as reações de precipitação do alcalóide são realizadas para verificação.
Atualmente, estima-se que mais de 8.000 compostos de ocorrência natural foram identificados como alcalóides. Todos os anos, cerca de 100 novas moléculas são adicionadas por cientistas de todo o mundo. Para melhor compreender esta grande lista, três tipos de classificação de alcalóides foram propostos como segue:
Há muito que são categorizados e nomeados de acordo com a planta, fungo ou animal do qual foram isolados.
A partir do XXI th século, eles são categorizados de acordo com sua estrutura química:
Alcalóides podem ser classificados de acordo com seu precursor antes de serem sintetizados em uma via biológica. Três classes principais são então distinguidas dependendo se têm ou não um aminoácido como precursor direto e se contêm ou não um átomo de nitrogênio em um heterociclo.
Derivado de aminoácido | Heterociclo nitrogênio | |
---|---|---|
Alcalóides verdadeiros | sim | sim |
Protoalcalóides | sim | não |
Pseudo-alcalóides | não |
Alcalóides verdadeiros são derivados de aminoácidos e possuem um átomo de nitrogênio em um sistema heterocíclico. São substâncias dotadas de grande atividade biológica, mesmo em baixas doses. Eles aparecem nas plantas, seja na forma livre, seja como um sal ou como N-óxido.
Os protoalcalóides são aminas simples, cujo nitrogênio não está incluído em um heterociclo. Eles também são derivados de aminoácidos.
Os pseudoalcalóides não são derivados de aminoácidos. No entanto, eles podem estar indiretamente ligados à via dos aminoácidos por meio de um de seus precursores ou de um de seus pós-cursores (derivados). Eles também podem resultar de aminação , ou de uma reação de transaminação em uma via conectada com os precursores ou pós-cursores de aminoácidos.
Tadeusz Aniszewski propõe a seguinte classificação, com base nos precursores da via biológica sintética.
Precursor | Grupo de alcalóides | Núcleo característico | Exemplos |
---|---|---|---|
L- ornitina | Alcalóides pirrolidina | Pirrolidina | Cuscohygrine , Hygrine |
Alcalóides tropânicos | Tropane | Atropina , cocaína , hiosciamina , escopolamina | |
Alcalóides pirrolizidínicos | Pirrolizidina |
Acetil-licopsamina , Europina , Homospermidina , Ilamina , Meteloidina , Retronecina |
|
L- lisina | Alcalóides piperidínicos | Piperidina |
Anaferina , Conine , Lobélanine , Lobelina , Pelletierine , piperidina , piperina , Sedamine |
Alcalóides quinolizidina | Quinolizidina | Cytisine , lupinina , Esparteína | |
Alcalóides indolizidínicos | Indolizidina | Castanospermina , Swainsonina | |
L- tirosina | Alcalóides tetrahidroisoquinolínicos simples |
Benzyltetrahidroisoquinolina |
Codeína , Morfina , Norcoclaurina , Papaverina , Tetrandina , Tebaína , Tubocurarina |
L- tirosina ou L- fenilalanina | Alcalóides de feniletilisoquinolina | Alcalóides de Amaryllidaceae | Crinin , Floramultine , Galantamine , Lycorine |
L- triptofano |
Alcalóides indólicos | Indole | - Arundacine , Psilocina , serotonina , Tryptamine , Zolmitriptan - Elaeagnine , Harmine - Ajmalicine , Catharantine , Tabersonine |
Alcalóides quinolina | Quinolina | Cloroquinina , Cinchonidina , Quinina , Quinidina | |
Alcalóides pirroloindólicos | Indole | A- ioimbina , quimonantheína , corinanteidina | |
Alcalóides da cravagem do centeio | Ergoline | Ergotamina , Ergokryptine | |
L- histidina | Alcalóides imidazol | Imidazol | Histamina , Pilocarpina , Pilosina |
Alcalóides de manzamina | Xestomanzamina | Xestomanzamina A e B | |
L- arginina | Alcalóides marinhos | β-carbolina | Saxitoxina , tetrodotoxina |
Ácido antranílico | Alcalóides quinazolínicos | Quinazoline | Peganin |
Alcalóides quinolina | Quinolina |
Acutin , Bucharine , Dictamine , Foliodine , Perforine , Skimmianine |
|
Alcalóides acridônicos | Acridina | Acronicina , Rutacridona | |
Ácido nicotinico | Alcalóides piridínicos |
Piridina Pirrolidina |
Anabasine , Cassinine , Evoline , Nicotine , Wilforine |
Os protoalcalóides são compostos nos quais o átomo de nitrogênio N derivado de um aminoácido não faz parte de um heterociclo.
Precursor | Grupo de alcalóides | Núcleo característico | Exemplos |
---|---|---|---|
L- tirosina |
Alcalóides de feniletilamina |
Feniletilamina |
Adrenalina , Anhalamine , Dopamine , Noradrenaline , Hordenine , Mescaline : |
L- triptofano |
Alcalóides indoloterpênicos | Indole | Ioimbina |
L- ornitina |
Alcalóides pirrolizidínicos | Pirrolizidina |
4-hidroxi-estaquidrina , estaquidrina |
Pseudo-alcalóides são compostos cujo esqueleto de carbono básico não deriva de aminoácidos.
Precursor | Grupo de alcalóides | Núcleo característico | Exemplos |
---|---|---|---|
acetato | Alcalóides piperidínicos | Piperidina | Coniine , Conicein , Pinidine |
Alcalóides sesquiterpênicos | Sesquiterpeno |
Cassinine , Évonine , Maymyrsine , Wilforine |
|
Ácido pirúvico | Alcalóides da efedrina | Fenil C | Catina, catinona, efedrina , norefedrina |
ácido ferúlico | Alcalóides aromáticos | Henyl | Capsaicina |
geraniol | Alcalóides terpênicos | Terpenóides |
Aconina , Aconitina , Metillicaconitina , Actinidina , Atisina , Gentianina |
saponinas | Alcalóides esteróides |
Colestano , Conessine , Jervine, Etioline, pregnenolona , solanidina |
Devido às suas funções fisiológicas ou às suas atividades biológicas específicas, as moléculas alcalóides continuam a ser reagentes biológicos importantes. Eles ainda são de interesse atual na terapia. Se a busca por princípios ativos continua ativamente em relação às plantas medicinais e / ou tóxicas, os alcalóides conhecidos são os produtos básicos da farmácia. Em 1995, representavam em valor na indústria farmacêutica cerca de 1,5 bilhão de francos, a mesma classificação dos hormônios, cifra superada pelas vitaminas com 1,8 bilhão de francos, mas excedendo em valor os antibióticos de 1,2 bilhão de francos.
A nicotina é um inseticida vegetal natural. Seus efeitos são multiplicados se o composto tóxico for adicionado a uma emulsão de óleo vegetal, chamada de óleo branco. O todo é rapidamente biodegradável. A rianodina foi usada como inseticida botânico.