Alcaloïde - Définition

Extraction des alcaloïdes

Comme les alcaloïdes se trouvent le plus souvent sous forme de sels d’acides minéraux ou organiques et parfois de combinaisons (avec les tanins en particulier), on pulvérise les plantes avec un alcalin. Le mode d'extraction est très variable en fonction de la nature de l'alcaloïde mais on trouve typiquement deux schémas d'extraction : par un solvant apolaire en milieu alcalin ou par un solvant polaire en milieu acide (de Brönsted).

solvant non polaire en milieu alcalin

• la plante sèche est pulvérisée et humectée avec une solution aqueuse alcaline (chaux, soude pour déplacer les bases fortes)
• Extraction avec un solvant organique non polaire
• Le marc est jeté
• La solution organique (alcaloïdes, lipides, pigments..) est conservée
• On concentre soit par un chauffage doux soit on utilise un évaporateur rotatif
• On effectue sur le concentré un épuisement par un acide dilué (généralement on utilise l’acide sulfurique 0.5 N) et on procède à une extraction (liquide – liquide)
• La solution aqueuse acide est alcanisée
• Faire un nouvel épuisement par un solvant organique non miscible (éther, chloroforme, xyléne)
• On obtient une solution organique alcaloïdes qu’il faut alors concentrer en l'évaporant
• On aura alors un résidu d’alcaloïdes bruts

alcool acide

• la plante sèche est pulvérisée en présence d'alcool acide
• faire une lixiviation
• le marc est rejeté
• la solution extractive (alcaloïdes, amines, résines, pigments) est évaporée
• cette solution est reprise par un acide dilué ( la solution aqueuse acide ainsi contient des sels d’alcaloïdes impurs)
• la solution aqueuse acide est alors alcalinisée pour saponifier les sels d'alcaloïdes
• faire par la suite un épuisement par un solvant non miscible (ether, xyléne, chloroforme)
• séparer la solution organique d’alcaloïdes
• évaporer cette solution pour obtenir un résidu d’alcaloïdes bruts

Faire les réactions de précipitations des alcaloïdes pour vérification.

Détection des alcaloïdes

Les alcaloïdes ont la propriété de former des sels et d'être amers.

La caractérisation de la présence d'alcaloïde peut se faire par précipitation à l'aide de :

• Réactif silicotungstique : réactif de Bertrand
• Réactif phosphotungstique : réactif de Scheibler
• Réactif phosphomolybdique : réactif de Try-Sonenschein
• Réactif phosphoantimonique : réactif Schulze
• Iodure de potassium : réactif de Bouchardat
• Tétraiodomercurate de potassium : réactif de Valser-Mayer
• Iodobismuthate de potassium : réactif de Dragendorff
• Iodoplatinate de potassium.
• Acide picrique.
• Tanins.

De nombreuses autres méthodes comme la chromatographie sont également employées pour identifier et doser la molécule.

Classifications

On estime actuellement que plus de 8000 composés naturels ont été identifiés comme alcaloïdes. Tous les ans, une centaine de nouvelles molécules seraient ajoutées par les scientifiques du monde entier. Afin de pouvoir mieux maitriser cette grande liste, trois types de classification des alcaloïdes ont été proposées suivant : 1) leurs activités biologiques et écologiques 2) leurs structures chimiques 3) leurs voies de biosynthèse.

Classification structurale

Ils ont longtemps été catégorisés et nommés en fonction du végétal ou de l'animal dont ils étaient isolés.

À partir du XXI^e siècle, ils sont catégorisés en fonction de leur structure chimique :

• Groupe des Azolidines (pyrrolidines) : Aniracetam, Anisomycin, CX614, Dextromoramide, Diphenyl prolinol, Acide Domoic, Histapyrrodine, Acide Kainic, Methdilazine, Oxaceprol, Prolintane, Pyrrobutamine, hygrine, cuscohygrine.

• Groupe des Azines : pipéridine, conicine, trigonelline, arecaidine, guvacine, pilocarpine, cytisine, nicotine, spartéine, pelletierine.

• Groupe des Tropanes : atropine, hyoscyamine, cocaïne, ecgonine, scopolamine.

• Groupe des Quinoléines : Acridine, Acide bicinchoninique, Broxyquinoline, Chlorquinaldol, Cinchophen, Clioquinol, Dequalinium, Dihydroquinine, Dihydroquinidine, Hydroxychloroquine, 8-Hydroxyquinoline, Iodoquinol, Acide Kynurenique, Mefloquine, Nitroxoline, Oxycinchophen, Primaquine, Quinine, Quinidine, TSQ, Topotecan, Acide Xanthurenic, Strychnine, Brucine, Veratrine, Cevadine, Echinopsine
  • Aminoquinolines : Chloroquine, Hydroxychloroquine, Primaquine
  • 8-Aminoquinolines : Primaquine, Tafenoquine, Rhodoquine, Pamaquine

• Groupe des Isoquinolines : dimethisoquine, quinapril, quinapirilat, debrisoquine, 2,2'Hexadecamethylenediisoquinolinium dichloride, N-laurylisoquinolinium bromide, narcéine, hydrastine, berbérine
  • Les alcaloïdes de l'opium :
    • Naturels : Morphine, Codéine, Thébaïne, Papavérine, Narcotine, Noscapine
    • Semi-synthetiques : Hydromorphone, Hydrocodone, héroïne,
    • Synthétiques : Fentanyl, Pethidine, Methadone, Propoxyphène

• Groupe des Phényléthylamines (ce ne sont pas des alcaloïdes au sens propre, même si régulièrement classés comme tels) : MDMA, méthamphétamine, mescaline, éphédrine

• Groupe des Indoles :
  • Tryptamines : DMT, NMT (monométhyltryptamine), psilocybine, sérotonine
  • Ergolines : Les alcaloïdes de l'ergot de seigle (ergine, ergotamine, acide lysergique, etc.), LSD
  • Bêta-carbolines : harmine, yohimbine, réserpine, émétine

• Groupe des Purines :
  • Xanthines : caféine, théobromine, théophylline

• Groupe des Terpénoïdes :
  • Les alcaloïdes de l'aconit napel : aconitine
  • Solanidine, Solasodine, Batrachotoxine, Delphinine
  • Stéroïdes : solanine, samandarin

• Groupe des Bétaïnes (composés d'ammonium quaternaire, ce ne sont pas des alcaloïdes au sens propre, même si régulièrement classés comme tels) : muscarine, choline, neurine.

• Groupes des Pyrazoles

Classification biogénétique

Les alcaloïdes peuvent être classés en fonction du précurseur par lequel ils passent lors de leur synthèse dans une voie biologique. On distingue d'abord trois grandes classessuivant qu'ils possèdent ou non un acide aminé comme précurseur direct et qu'ils comportent ou non un azote dans un hétérocycle.

	Dérivé d'acide aminé	Hétérocycle azoté
Alcaloïdes vrais	oui	oui
Proto-alcaloïdes	oui	non
Pseudo-alcaloïdes	non

Les alcaloïdes vrais dérivent d'acides aminés et comportent un atome d'azote dans un système hétérocyclique. Ce sont des substances douées d'une grande activité biologique même à faibles doses. Ils apparaissent dans les plantes soit sous forme libre soit sous forme d'un sel soit comme N-oxide.

Les proto-alcaloïdes sont des amines simples dont l'azote n'est pas inclus dans un hétérocycle. Ils dérivent aussi d'acides aminés.

Les pseudo-alcaloïdes ne sont pas dérivés d'acides aminés. Ils peuvent cependant être indirectement liés à la voie des acides aminés par l'intermédiaire d'un de leurs précurseurs ou d'un de leurs postcurseurs (dérivés). Ils peuvent aussi résulter d'amination ou de réaction de transamination dans une voie connectée avec les précurseurs ou les postcurseurs d'acides aminés.

Tadeusz Aniszewski propose la classification suivante, basée sur les précurseurs dans la voie biologique de synthèse.

ALCALOIDES VRAIS

Précurseur	Groupe d'alcaloïdes	Noyau caractéristique	Exemples
L-ornithine	Alcaloïdes pyrrolidiniques	Pyrrolidine	Cuscohygrine, Hygrine
	Alcaloïdes tropaniques	Tropane	Atropine, Cocaïne, Hyoscyamine, Scopolamine
	Alcaloïdes pyrrolizidiniques	Pyrrolizidine	Acétyl-lycopsamine, Europine, Homospermidine, Ilamine, Mételoidine, Rétronécine
L-lysine	Alcaloïdes pipéridiniques	Pipéridine	Anaférine, conine , Lobélanine, Lobéline, Pelletiérine,Pipéridine, Pipérine, Sédamine
	Alcaloïdes quinolizidiniques	Quinolizidine	Cytisine, Lupinine, Spartéine
	Alcaloïdes indolizidiniques	Indolizidine	Castanospermine, Swansonine
L-tyrosine	Alcaloïdes phényléthylaminés	Phényléthylamine	Adrénaline, Anhalamine, Dopamine, Noradrénaline
	Alcaloïdes tétrahydroisoquinoliniques simples	Benzyltétrahydroisoquinoline	Codéine, Morphine, Norcoclaurine, Papavérine, Tétrandine, Thébaïne, Tubocurarine
L-tyrosine ou L-phénylalanine	Alcaloïdes phényléthylisoquinoliniques	Alcaloïdes des Amaryllidacées	Crinine, Floramultine, Galantamine, Lycorine
L-tryptophane	Alcaloïdes indoliques	Indole	- Arundacine, Psilocine, Sérotonine, Tryptamine, Zolmitriptan - Elaeagnine, Harmine - Ajmalicine, Catharantine, Tabersonine
	Alcaloïdes quinoléiniques	Quinoléine	Chloroquinine, Cinchonidine, Quinine, Quinidine
	Alcaloïdes pyrroloindoliques	Indole	A-yohimbine, Chimonanthéine, Corynanthéidine
	Alcaloïdes de l'ergot de seigle	Ergoline	Ergotamine, Ergocryptine
L-histidine	Alcaloïdes imidazoliques	Imidazole	Histamine, Pilocarpine, Pilosine
	Alcaloïdes manzaminiques	Xestomanzamine	Xestomanzamine A et B
L-arginine	Alcaloïdes marins	β-carboline	Saxitoxine, Tétrodotoxine
Acide anthranilique	Alcaloïdes quinazoliniques	Quinazoline	Péganine
	Alcaloïdes quinoléiniques	Quinoléine	Acutine, Bucharine, Dictamine, Foliodine, Perforine, Skimmianine
	Alcaloïdes acridoniques	Acridine	Acronycine, Rutacridone
Acide nicotinique	Alcaloïdes pyridiniques	Pyridine Pyrrolidine	Anabasine, Cassinine, Evoline, Nicotine, Wilforine

Les proto-alcaloïdes sont des composés dans lesquels l'atome d'azote N dérivé d'un acide aminé ne fait pas partie d'un hétérocycle.

PROTO-ALCALOIDES

Précurseur	Groupe d'alcaloïdes	Noyau caractéristique	Exemples
L-tyrosine	Alcaloïdes phényléthylaminés	Phényléthylamine	hordenine, mescaline :
L-tryptophane	Alcaloïdes indoloterpéniques	Indole	yohimbine
L-ornithine	Alcaloïdes pyrrolizidiniques	Pyrrolizidine	4-hydroxy-stachydrine, stachydrine

Les pseudo-alcaloïdes sont des composés dont le squelette carboné de base ne dérive pas d'acide aminé.

PSEUDO-ALCALOIDES

Précurseur	Groupe d'alcaloïdes	Noyau caractéristique	Exemples
acétate	Alcaloïdes pipéridiniques	pipéridine	coniine, conicéine, pinidine
	Alcaloïdes sesquiterpéniques	sesquiterpène	cassinine, évonine, maymyrsine, wilforine
acide pyruvique	Alcaloïdes de l'Ephédra	phényle C	cathine, cathinone, éphédrine, noréphédrine
acide férulique	Alcaloïdes aromatiques	phényle	capsaicine
géraniol	Alcaloïdes terpéniques	terpénoïdes	aconine, aconitine, méthyllycaconitine, actinidine, atisine, gentianine
saponines	Alcaloïdes stéroïdiques		cholestane, conessine, jervine, etioline, pregnenolone, soladinine