Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

1

CuprinsTerpenoide ................................................................................................................................. 2

I. Monoterpenoide aciclice ..................................................................................................... 2II. Monoterpenoide ciclice ..................................................................................................... 2

II.1. Monoterpenoide monociclice ..................................................................................... 2II.2. Alcooli i cetone din grupa terpenoidelor monociclice .............................................. 2II.3. Monoterpenoide biciclice ........................................................................................... 2

III. Diterpenoide ..................................................................................................................... 6III.1 Fitol ............................................................................................................................ 6III.2. Vitamina E (-tocoferol) .......................................................................................... 6III.3. Vitamina K (naftofitochinon) .................................................................................. 7

Alcaloizi ..................................................................................................................................... 81. Higrina ............................................................................................................................... 82. Coniina ............................................................................................................................... 83. Nicotina .............................................................................................................................. 84. Atropina ............................................................................................................................. 95. Scopolamina ....................................................................................................................... 96. Cocaina ............................................................................................................................ 107. Chinina i cinconina ......................................................................................................... 118. Morfina i codeina ........................................................................................................... 119. Papaverina ........................................................................................................................ 12

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

2

TerpenoideTerpenoidele se mpart n:

I.Monoterpenoideaciclice

II.MonoterpenoidecicliceII.1.Monoterpenoidemonociclice

II.2.Alcooliicetonedingrupaterpenoidelormonociclice

II.3.MonoterpenoidebicicliceCorespund formulei moleculare C10H18 i ele cuprind apte grupe de compui reprezentate prin urmtoarele hidrocarburi saturate.

Grupa pinanului

Principalii reprezentai sunt i -pinenul. Ei se gsesc n uleiurile de terebentin, primul ntr-un procent de 65-90%, al doilea n procent de 5-20%. Se mai gsesc de asemenea n uleiul de busuioc i coriandru.

Structura i -pinenului a fost stabilit prin reacii de degradare oxidativ. Printr-o astfel de reacie -pinenul se transform n acid norpinic:

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

3

-pinenul trece ntr-o ceton biciclic denumit nopinona:

Proprieti: i -pinenul au puncte de fierbere diferite i de aceea pot fi separai prin distilare

fracionat sub presiune redus, utiliznd coloane eficiente. Prin nclzire blnd -pinenul trece n -pinen. La temperaturi mai ridicate -pinenul se

transform n ocimen, iar -pinenul n mircen (vezi monoterpenoide aciclice, preparare mircen i ocimen).

Prin nclzirea -pinenului cu H2SO4 (dil.) acesta se transform n 1,8-terpin (vezi

terpinul, metode industriale de obinere).

Prin tratare cu HCl uscat, -pinenul se transform n clorur de bornil denumit i

camfor artificial (datorit mirosului asemntor cu al camforului).

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

4

Grupa bornanului

Camfor este o ceton biciclic i ea constituie principalul reprezentant al clasei.

Metode de preparare:

Metoda Komppa se realizeaz dup urmtoarea secven de reacii:

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

5

Printr-o reacie Diels-Alder folosind ca reactani trimetilciclopentadiena i acetatul de vinil.

CH3

OCOCH3

acetat debornil

H2O- CH3COOH

2 [H]

CH3OH

borneol camfor

CH3O

-2 [H]

Proprieti: Este un compus cristalin, uor sublimabil, solubil n solveni organici. Are constant crioscopic mare, motiv pentru care camforul se folosete ca dizolvant

pentru determinarea greutilor moleculare a compuilor organici (metoda Rast). Camforul se comport ca o ceton: formeaz oxime, semicarbazone, fenilhidrazone, etc. Gruparea CH2 vecin cu gruparea C=O poate reaciona cu Br2 i Cl2 cu formare de

halogenocamfori.

Sub aciunea HNO3(conc.) camforul sufer o degradare oxidativ i trece n acid camforic.

Cu nitritul de amil, n prezen de etoxid de sodiu formeaz iniial izonitrozocamfor. Prin

hidroliza acestuia se obine o diceton denumit camfor-chinon.

Prin reducere se transform n 2 alcooli stereoizomeri: (+) borneol (I); (-) borneol (II).

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

6

Camforul se utilizeaz pentru prepararea de medicamente, pentru sinteza celuloidului i

ca plastifiant la obinerea nitratului de celuloz.

III.DiterpenoideIII.1FitolEste principalul diterpenoid care se gsete n plante i care iniial a fost izolat prin hidroliza clorofilei. Conine o singur dubl legtur a crei poziie a fost stabilit prin ozonoliz. n urma acestei oxidri fitolul este scindat n aldehid glicolic i o ceton saturat.

Fitolul este un alcool cu consisten uleioas, sensibil la aciunea luminii.

III.2.VitaminaE(tocoferol)Se gsete n cantitate mare n embrionul de gru i n cantitate mai mic n toate plantele verzi.

Sinteza industrial folosete reacia dintre trimetilhidrochinon i fitol n cataliz acid.

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

7

Vitamina E intervine n metabolismul creatininei din muchi i n metabolismul hidrailor de carbon, favoriznd depunerea glicogenului n esuturi. Lipsa vitaminei E din organism produce degenerri musculare i sterilitate la ambele sexe. Se recomand n afeciuni dermatice (psoriazis, acnee), n distrofii musculare, circulaie periferic deficitar i ameliorarea dinamicii sexuale.

III.3.VitaminaK(naftofitochinon)n cantitate mic se gsete n toate plantele verzi. Industrial se obine prin tratarea 2-metilnaftohidrochinonei cu fitolul n prezen de acid oxalic. Intermediarul obinut este oxidat n prezen de Ag2O.

CH3CHCH3

(CH2)3CHCH3

(CH2)3CHCH3

(CH2)3CCH3

CHCH2HO

fitol

- H2O+

OH

OH

CH3

2-metilnaftohidrochinona

H

Se prezint sub forma unui ulei galben foarte dens, sensibil la aciunea luminii. Se recomand n afeciuni hepato-biliare, supradozare cu anticoagulante (exemplu trombostop), n tratarea hemoragiilor diverse. Lipsa vitaminei K din organism provoac tulburri n coagulul sngelui.

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

8

Alcaloizi

1.HigrinaEste un alcaloid care se gsete n frunzele de coca. Industrial se obine pornindu-se de la N-metilpirolidon i acid acetondicarboxilic n cataliz acid.

n cantitate mic i la intervale de timp, higrina este un stimulent al muchiului cardiac.

2.ConiinaAcest alcaloid se gsete n cucut. Din punct de vedere chimic este un derivat al piperidinei. Sintetic se obine folosind ca produs iniial -picolina i aldehida acetic.

Este un lichid incolor, nemiscibil cu apa, miscibil cu solvenii organici. Are toxicitate pronunat care se manifest prin paralizarea nervilor motori i a muchilor. n doz mare provoac moartea fulgertoare prin paralizia centrilor respiratori.

3.NicotinaSe gsete n frunzele i rdcinile diferitelor specii de tutun. n stare pur se prezint sub forma unui lichid incolor, miscibil cu apa la diferite temperaturi i, la rece, cu toi solvenii organici. Sintetic se obine prin condensarea nicotinatului de metil cu N-metilpirolidona n prezena etoxidului de sodiu.

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

9

n doze mici este un excitant al nervilor centrali i periferici dar n doz mai mare devine un toxic general. Provoac contracia vaselor sanguine provocnd hipertensiune arterial. Doza letal pentru un om este de 40 mg. Din fumul rezultat din tutun se depun pe trahee i n plmni gudroane n care s-au identificat hidrocarburi cancerigene. n timp, organismul se obinuiete cu acest narcotic slab (provoac dependen).

4.AtropinaEste un alcaloid care se gsete n mtrgun (atropa beladona). Metoda de obinere industrial folosete reacia dintre aldehida succinic, metilamina i esterul acetondicarboxilic.

Este o substan cristalin, incolor, solubil n ap i n solveni organici. Se utilizeaz mult n oftalmologie datorit proprietii sale de a dilata pupila ochiului. Dozele care depesc prescripia medical sunt periculoase, ntruct apare un efect toxic asupra sistemului nervos central (SNC), paralizndu-l.

5.ScopolaminaAre structur asemntoare cu a atropinei. i lipsesc doi atomi de hidrogen i apare n plus un atom de oxigen legat sub forma unor puni eterice. Prin hidroliz n prezen de NH3 scopolamina se scindeaz n acid tropic i scopin.

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

10

Scopolamina se folosete n medicin drept calmant i narcotic slab.

6.CocainaEste un alcaloid care se extrage dintr-un arbust care crete n America de Sud (eutroxilonum coca). Industrial se obine pornind de la acid citric conform secvenei de reacii:

CO CH2CH2 COOCH3KOOC

CO CH2CH2 COOCH3KOOC

electroliza-2 K-2 CO2

CO CH2H2C COOCH3

CO CH2H2C COOCH3

H2N CH3C

CH2HCCOOCH3

CCH2

HCCOOCH3

N CH3 Na- CH3OH

esterul aciduluiN-metil-2,5-pirol-diacetic

Este un produs cristalin, incolor, insolubil n ap, solubil n alcool, eter i cloroform. n cantiti mici este un stimulent pentru organism, dar n cantitate mare un narcotic puternic. Organismul se obinuiete uor cu cocaina i de aceea alcaloidul este folosit ca stupefiant (cocainomanie). Folosit ritmic provoac moarte prin paralizia SNC. n medicin se folosete ca anestezic (produce paralizia pe durat determinat a nervilor periferici).

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

11

7.ChininaicinconinaSunt alcaloizi care se gsesc n coaja arborelui de chinin. Structura chimic conine dou pri distincte:

- Un nucleu chinolinic.

- Un nucleu biciclic nearomatic denumit chinuclidinic.

Ambii compui au structur asemntoare. Cinconina se deosebete de chinin prin faptul c i lipsete gruparea metoxi din poziia 6 a nucleului chinolinic.

Chinina este o substan incolor, insolubil n ap, solubil n alcool. Cinconina este un produs cristalin, insolubil n ap, solubil n alcool i acizi. Chinina are gust amar i se folosete ca medicament antimalaric (tonic amar) i antiseptic. Datorit proprietilor ei vasodilatatoare se folosete frecvent n ginecologie. Cinconina are proprieti similare cu ale chininei, dar mult mai slabe.

8.MorfinaicodeinaSunt alcaloizi din opiu (smna din capsulele de mac). Au structur asemntoare. Morfina este o amin teriar metilat la atomul de azot, care conine i dou grupe hidroxil; codeina este esterul metilic al morfinei la gruparea OH fenolic.

n cantiti moderate, morfina este un analgezic (suprim durerile) cu aciune asupra SNC. n cantitate mare ns devine narcotic. Abuzul de morfin duneaz organismului care se obinuiete repede cu acest stupefiant (morfinism). Codeina nu are proprieti narcotice, iar efectul analgezic este slab.

Curs 13 Ch. Heterociclurilor Terpenoide, Alcaloizi

12

9.PapaverinaEste un alcaloid tot din opiu, iar din punct de vedere chimic este un derivat izochinolinic.

Industrial se obine pornindu-se de la veratrol.

H2- H2O

CH3COCl/ AlCl3H3CO

H3CO - HClveratrol acetoveratrona

H3CO

H3CO

CCH3

O

NO OH

izonitrozoacetoveratrona

H3CO

H3CO

CCH

O

NOH

Este un produs cristalin, solubil n ap i solveni organici. Este folosit ca medicament antispastic care acioneaz nespecific, direct asupra nervilor netezi (spre deosebire de atropin, care acioneaz similar, dar prin intermediul sistemului nervos parasimpatic).