Aislamiento y purificación de alcaloides

¿De dónde viene la medicina?

¿Alguna vez se ha detenido a considerar todos los medicamentos que hay en el mercado hoy para la amplia gama de enfermedades y dolencias que padecemos? ¿Infecciones de los senos? Hay una droga para eso. ¿Sufres de diabetes? Afortunadamente, también hay medicamentos para eso. Pero, ¿de dónde vinieron esas drogas? Si bien es cierto que muchos de los medicamentos recetados son fabricados por químicos orgánicos sintéticos en el laboratorio, lo que quizás no se dé cuenta es que muchas de las arquitecturas moleculares que usamos hoy en día en el entorno clínico se derivaron o se inspiraron en moléculas que se encuentran en la naturaleza. .

Resulta que la naturaleza es extremadamente buena en el uso de maquinaria biológica para construir compuestos que no solo son estructuralmente complejos sino también muy útiles para los humanos para aplicaciones medicinales. Hoy vamos a hablar sobre una clase específica de compuestos que se encuentran en la naturaleza conocidos como alcaloides. Nuestros puntos focales principales estarán en cómo se aíslan y purifican de sus fuentes naturales. ¡Empecemos!

¿Qué es un alcaloide?

Comencemos hablando brevemente sobre cómo se definen los alcaloides. Un alcaloide es simplemente un compuesto derivado de fuentes naturales, como plantas o bacterias, que contiene un átomo de nitrógeno básico. Un átomo de nitrógeno básico significa que el nitrógeno en sí contiene un par de electrones que pueden usarse para reaccionar con algún tipo de ácido.

Es posible que ya esté familiarizado con un alcaloide muy popular sin saberlo. El compuesto conocido como morfina es un alcaloide muy importante que se aisló de las semillas de amapola de las plantas de adormidera en 1804 y es conocido por sus propiedades analgésicas. También ha recibido mucha prensa negativa debido a su naturaleza altamente adictiva. Sin embargo, observe ese par solitario de electrones en el átomo de nitrógeno, que es lo que lo convierte en un alcaloide.

La morfina es un ejemplo de alcaloide con un átomo de nitrógeno básico.

Aislamiento de alcaloides

Suponga que sabe a ciencia cierta que una muestra de esponja marina que recogió mientras buceaba en Fiji contiene alcaloides que son activos contra las células cancerosas. El trabajo que tiene frente a usted ahora es extraer y aislar los alcaloides de entre los otros miles de compuestos orgánicos presentes en la muestra de esponja. Para poner las cosas en perspectiva, sería como intentar encontrar una aguja diminuta entre millones de pedazos de paja en un granero. Afortunadamente, hay algunos pasos que podemos seguir y que facilitarán un poco las cosas.

Paso 1

Lo primero que debemos hacer es tomar nuestra muestra de esponja y triturarla hasta obtener un polvo muy fino. La razón por la que esto es necesario es que cuanto más finas sean las partículas, mayor será el área de la superficie y mejor será la extracción.

Paso 2

Lo siguiente que debemos hacer es deshacernos de todas las grasas, terpenos y otros aceites de la muestra, porque no estamos realmente interesados ​​en ese tipo de compuestos. Esto se puede hacer fácilmente extrayéndolos del polvo con hexanos o éter de petróleo.

Los disolventes como los hexanos y el éter de petróleo funcionan mejor porque son muy buenos para solvatar compuestos no polares como grasas, aceites y terpenos por igual. Estos se pueden descartar, ya que no los necesitamos.

Paso 3

A continuación, necesitamos extraer los alcaloides que quedan con un disolvente. El metanol o el etanol tienden a ser los mejores disolventes para extraer alcaloides. El disolvente de metanol o etanol extraerá todos los alcaloides del material de esponja crudo. Esta extracción debe realizarse varias veces para asegurarse de que todos los alcaloides queden aislados. Luego se puede usar un instrumento llamado evaporador rotatorio para evaporar el solvente. En este punto, tenemos nuestra mezcla de alcaloides cruda (las fuentes naturales rara vez contienen solo un alcaloide).

Purificación de alcaloides

Ahora que tenemos nuestra mezcla cruda de alcaloides, necesitamos separar y purificar cada alcaloide individual entre sí. Esto se logra más comúnmente mediante el uso de una técnica de separación analítica llamada cromatografía líquida de alto rendimiento (HPLC) . La HPLC es una forma excelente de fraccionar la mezcla repetidamente hasta que solo queden alcaloides individuales puros.

La HPLC es una técnica analítica que permite la separación de alcaloides individuales de una mezcla.

La idea detrás de la HPLC es que una mezcla de compuestos se pasa sobre un soporte sólido (llamado fase estacionaria) con una mezcla de solventes (llamada fase móvil) a presiones muy altas. Los diferentes compuestos en la mezcla interactuarán de manera diferente (adsorberán o adherirán a una superficie, de manera diferente) con la fase estacionaria y, por lo tanto, eluirán o eliminarán del soporte sólido a diferentes velocidades. Un detector muestra los compuestos que se desprenden en diferentes momentos y, por lo tanto, nos permite obtener alcaloides puros individuales.

Una vez que tenemos los alcaloides puros, podemos probarlos en un ensayo de cáncer para determinar cuál es el ingrediente activo en la mezcla responsable de la actividad que observamos.

Resumen de la lección

En esta lección, aprendimos que un alcaloide es simplemente un compuesto derivado de fuentes naturales, como plantas o bacterias, que contiene un átomo de nitrógeno básico. Vimos que un ejemplo de alcaloide es la morfina , que se aisló de las semillas de amapola de las plantas de adormidera en 1804 y ha recibido mucha atención por sus propiedades analgésicas.

Podemos seguir estos pasos básicos para aislar alcaloides de una fuente natural, como una planta o una esponja de mar:

• Paso 1: triture el material vegetal en un polvo fino para aumentar el área de superficie, lo que hace que la extracción sea más eficiente.
• Paso 2: elimine todos los aceites, grasas y terpenos mediante extracción con hexanos o éter de petróleo.
• Paso 3: extraer los alcaloides de la muestra con metanol o etanol, luego eliminar el disolvente con un rotavapor .

La etapa final es la separación y purificación de la mezcla de alcaloides resultante mediante una técnica analítica llamada cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) . La HPLC implica pasar una mezcla de compuestos sobre un soporte sólido utilizando una mezcla de disolventes y permitir que los compuestos se separen entre sí basándose en sus diferentes interacciones con el soporte sólido.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador