Manual Sobre La Cocaina (Obtencion, Purificacion,Sintesis,Reconocimiento y Estabilizacion)

COCAINA

ROBERTO MARTINEZ INGA

COCAINA OBTENCION, PURIFICACION, SINTESIS, RECONOCIMIENTO Y ESTABILIZACION. Curso de Qumica Organica 3 Prof. MSc Nora Herrera.

Martinez , Roberto Dedios, Liliana Buiza, Monica

INTRODUCCION

En el presente trabajo se desarrollará el tema sobre

COCAINA; que como se sabe es un tipo de alcaloide que se encuentra en

las hojas de Erythroxylon coca (arbusto de América meridional). La

cocaína es utilizada como anestésico local, administrada como sedante y

excitante; en dosis fuerte es tóxica; se emplea principalmente como

clorhidrato.

La masticación de las hojas de coca permite resistir algún tiempo a la fatiga

sin tener la necesidad de alimento.

Para una mejor comprensión de lo que es la cocaína en sus

diferentes aspectos hablaremos acerca de los alcaloides.

COCAINA


Los alcaloides son sustancias inorgánicas complejas,

principios activos de muchos vegetales y que gozan de propiedades básicas,

de donde deriva el nombre de alcaloides (parecidos a los álcalis). Pueden

combinarse con los ácidos sin eliminación de agua para la formación de

sales de alcaloides bien definidas (cristalizadas y solubles en agua) .

Generalmente ejercen acción fisiológica en hombres y animales. Actúan en

muy pequeñas cantidades, provocando efectos naturales. Empleados en

terapéutica, debe controlarse su uso con todas las precauciones debidas,

porque son muy tóxicos.

El descubrimiento de los alcaloides es obra de varios célebres farmacéuticos

DEROSNE (1803), extrajo del opio una sustancia cristalizada, la narcotina.

SEGUIN y luego SERTÜRNER.(1803), aislaron otro alcaloide del opio, la

morfina.

Algunos años después dos farmacéuticos franceses: PELLETIER y

CAVENTROU descubrieron la estricnina, la quinina, etc.

En 1835 ya se conocían unos 30 alcaloides.

Los alcaloides se localizan en determinadas regiones de los

vegetales, al estado de sales de ácidos orgánicos; unos en las hojas( coca,

tabaco) , otros en las frutas y semillas (nuez vómica), en la corteza delos

árboles (quina), en las raíces (altea), etc.

COCAINA


En los animales son raros, por ejemplo en la salamandrina, la adrenalina

(base orgánica contenida en el organismo humano).

El origen de los alcaloides no es bien conocida, pero

parecen ser productos de la desasimilación de proteínas, medios de defensa

o sustancias de reserva.

Generalmente los alcaloides están formados por Carbono,

Hidrógeno, Oxígeno y Nitrógeno (por lo tanto son compuestos

nitrogenados). Pudiendo faltar el oxígeno y entonces son líquidos y volátiles

como la nicotina, la cicutina, la esparteína. LIEBIG los considera derivados

del amoníaco (NH3), por sustitución del hidrógeno por un grupo orgánico.

Por última descomposición dan piridina o quinolina. Los alcaloides derivan

de la piridina como los cuerpos aromáticos derivan del benceno; a

excepción de la cafeína.

Los alcaloides pueden dividirse en oxigenados y no

oxigenados: los que no contienen oxígeno son generalmente volátiles, como

nicotina, conicina ocicutina, esparteína; los oxígenados como cocaína,

morfina; son sólidos fijos solubles en alcohol.

Desde el punto de vista químico, se clasifican teniendo en

cuenta la naturaleza del núcleo heterocíclico principal que encierran en su

molécula. Se ha logrado reconocer en la molécula alcohólica grupos

atómicos que le dan cierta individualidad; por ejemplo: el grupo pirídico, el

COCAINA


grupo quinoleico e isoquinoleico, el grupo pirrólico, el grupo del antraceno y

del fenantreno

Grupos :

1). Núcleo pirrol. ( Higrina, Betonicina)

2). Núcleo piridina. (Conina, Pelletierina)

3). Núcleo tropano. (Hiosciamina, Hioscina, Cocaína)

4). Núcleo quinolina. (Quinina, Estricnina)

5). Núcleo isoquinolina. (Papaverina, Narcotina)

6). Núcleo indol. (Hipaforina)

7). Núcleo glioxalina. (Pilocarpina)

8). Núcleo purina. (Cafeína, Teobromina)

9). Núcleo no heterocíclicos. (Damascenina, Hordenina)

10). Desconocidos. (Aconitina, Cevadina).

En donde observamos que la cocaína pertenece al grupo 3 (núcleo

tropano).

A continuación se desarrollará el tema: COCAINA desde

un punto de vista químico analítico; concepto, origen, estructura molecular,

propiedades, así como sus reacciones de identificación, métodos de

obtención (extracción), síntesis, etc.

COCAINA


COCAINA

La cocaína es el alcaloide principal de las hojas de coca, en las cuales

fue hallada por GAEDCKE en 1855 quien le dio el nombre de eritroxilina, la

que posteriormente fue aislada por Niemann de las hojas de Erythroxylon

coca en 1860.

Con el nombre de coca se denominan algunas plantas del género

Erythroxylon, entre las que tenemos básicamente:

• Erythroxylon Coca

• Erythroxylon Novogranatense.

• Erythroxylon Truxillense

Las principales variedades comerciales son: Coca Boliviana o de

Huánuco (E. Coca), Coca Peruana o Trujillana (E. Truxillense), Coca de

Java (E. Truxillense) y Coca de Ceilán (E. Novogranatense).

COMPONENTES

Las hojas de coca contienen aproximadamente 0,5-2% de alcaloides

totales, entre los que tenemos:

a.- Derivados Tropánicos: Cocaína (metil-benzoil ecgonina) constituyendo

el 50-94%; cinamil cocaína (metil-cinamil ecgonina); α y β truxilinas

(estéreo-metil ecgonina de los ácidos α y β truxílicos); tropa cocaína (éster

benzoílico de la pseudotropina)

COCAINA


b.- Derivados de Pirrol: Higrina, β - iurina, cusohigrina. Otras sustancias

encontradas en las hojas son: ácido cocatánico, proteínas, minerales (calcio),

vitaminas, ácidos grasos, aceites esenciales, ceras, salicilato de metilo,

acetona y alcohol metílico.

De los alcaloides contenidos en las hojas de coca; cocaína, cinamil-

cocaína y α y β truxilinas son los más importantes. Estos se hayan en

diferentes proporciones en las distintas variedades comerciales. Las hojas

de Java son las más ricas en lo que se refiere a alcaloides totales y entre ellos

predomina la cinamil-cocaína; mientras que las hojas de Bolivia y Huánuco

contienen menos alcaloides totales, pero una mayor proporción de cocaína.

ASPECTOS QUIMICOS

La cocaína (C17H21O4N); se define como un alcaloide porque tiene las

características clásicas de éstos: es una base nitrogenada capaz de formar

sales en ácidos orgánicos e inorgánicos, tienen origen vegetal y actividad

farmacológica definida.

Pertenece al grupo de los alcaloides tropánicos, su núcleo

fundamental es el tropano el cual es producto de la condensación de un

anillo de cinco miembros o pirrolidínico y otros de seis miembros o

piperidínico con tres átomos comunes, dos de carbono y uno de nitrógeno.

El nitrógeno que cumple la función de puente contiene un grupo metilo. Del

tropano deriva la ecgoninaque presenta un radical hidroxilo (OH) en el

carbono 3 y un grupo carboxílico (COOH) en posición 2; siendo por tanto

el 3-hidroxi-2-carboxi-tropano.

La ecgonina puede formar ésteres con los alcoholes mediante su

radical carboxi (derivado de ácido metanóico) y con los ácidos por medio

COCAINA


del grupo OH presente en la molécula. El éster doble producto de la

reacción con alcohol metílico y ácido benzoico es la cocaína (figura I).

La unión éster es bastante lábil en presencia de tejidos vegetales o

animales, lo que hace que el contenido de cocaína en las hojas de coca se

vaya perdiendo con el tiempo: la desecación hace más lento el proceso pero

no la suprime la ecgonina contiene 4 átomos de carbono asimétricos o

quirales que generan formas estereoisoméricas, las cuales pueden dividirse

en dos grupos, las que contienen los grupos hidroxilo y carboxilo en el

mismo núcleo molecular (las formas cis), o sobre lados opuestos (las

formas trans)

trans ecgonina cis-ecgonina

La cocaína al igual que la ecgonina contiene cuatro átomos de

carbonos quirales, las cocaínas derivadas de la forma trans, se distinguen

por la letra griega α las cuales son d-cocaína o isococaína y las cocaínas

que tienen configuración cis, son las l-cocaínas; una mezcla de ambos

isómeros en proporciones iguales genera la llamada cocaína racémica que no

tiene actividad óptica .

Loa átomos quirales en la molécula de l-cocaína que es la más

importante y tiene actividad biológica son las presentadas en seguida, los

COCAINA


cuales han sido tomados uno por uno para una mejor visión de su

configuración absoluta, así como de la posición de sus grupos sustituyentes:

Los carbonos quirales que contienen las moléculas de cocaína

compiten entre sí y se contrarresta, por tanto la actividad óptica de la

cocaína así como de todos los alcaloides se ve condicionada por la

presencia del átomo de nitrógeno en su estructura, es decir la cocaína

presenta actividad óptica por el nitrógeno más que por los carbonos quirales

pero tampoco se debe ignorar que estos producen algún efecto, en la

desviación de la luz polarizada por la cocaína.

Tanto la d-cocaína como la l-cocaína han sido sintetizados por

Willstaller a partir de una mezcla de ésteres de ecgonina. De esta mezcla se

separó un τ-ψ -ecgonina la cual fue transformada en sus derivados, uno de

los cuales fue obtenido naturalmente d-ψ -cocaína. De los ésteres de

ecgonina residuales fue preparada una cocaína racémica la que por

cristalización fraccional de sus bitartaratos se obtuvo la l-cocaína.

PROPIEDADES FISICAS Y FARMACOLOGICAS

La l-cocaína es el alcaloide más importante de las hojas de coca, son

prismas monoclínicos, incoloros, con un punto de fusión de 98ºC, cristaliza

a partir de etanol, es muy soluble en cloroformo (CHCl3), soluble en etanol,

éter dietílico, sulfuro de carbono (CS2), benceno, aceite de oliva y

trementina; acetona, ácido acético, petróleo; muy poco soluble en agua fria,

sus soluciones son alcalinas al papel de tornasol; es insoluble en glicerina.

La soluciones de cocaína son levógiras y tiene una [α]D20= -15,83º

(rotación específica en la línea del sodio a 20ºC) en cloroformo. Sublima

COCAINA


con descomposición a temperaturas que estén por encima de su punto de

fusión tiene sabor amargo e insensibiliza transitoriamente los nervios

linguales.

La cocaína posee notables propiedades anestésicas locales, es un

poderoso narcótico, con fuerte acción depresora sobre el SNC (sistema

nervioso central) que puede provocar la muerte por parálisis del centro

respiratorio. La administración repetida de este alcaloide permitió observar

efectos indeseables sobre el músculo cardiáco particularmente su alarmante

estimulación central, la llevó al uso actual como agente alucinante y eufórico

con desarrollo de adicción. Asociada o relacionada químicamente con la

escopolamina y la atropina incrementa su potencia narcótica en medicina,

odontología, etc. se usa en forma de su clorhidrato.

PRODUCTOS DE DESCOMPOSICION DE LA COCAINA

Cuando la cocaína se hierve con agua se produce una hidrólisis

parcial dando como productos benzoil-ecgonina y metanol.

CH3O2C-(C7H10N-CH3)-O2C-C6H5 + H2O → HO2C(C7H10N-CH3)- O2C-C6H5 + CH3OH

l-cocaína benzoil-ecgonina

La hidrólisis ácida de la cocaína se produce cuando ésta se hierve con

agua más ácido clorhídrico o ácido sulfúrico diluido o agua de barita, dando

como productos cantidades equimolares de metanol, ácido benzoico y la

base llamada ecgonina.

C17H21O4N + H2O H2SO4→ C9H10O3N + C7H6O2 + CH3OH

COCAINA


A continuación se describirán algunos productos derivados de la

descomposición de la cocaína ya sea por hidrólisis o por otras reacciones

de descomposición:

* Benzoil-ecgonina.- C16H19O4N o C8H13N(O.C7 H5O).COOH

Esta base puede prepararse por la acción de anhídrido benzoico o

cloruro de benzoilo sobre ecgonina, también es un producto de la acción de

ácidos, agua y calor sobre cocaína.

La benzoil ecgonina cristaliza con 4 moléculas de agua, en forma de

prismas triméricos parecidos al del oxalato de amonio, el cual funde en

rangos de temperatura variables de 87º - 140ºC. Su rotación específica es -

63,3º. Es parcialmente soluble en agua fría , pero fácilmente soluble en agua

caliente, alcohol, álcalis diluidos y ácidos; es casi insoluble en éter .Cuando

se calienta con álcalis o ácido clorhídrico a 100ºC, en un tubo sellado, esta

base se descompone en ácido benzoico y ecgonina.

* Ecgonina :C9H15O3N

La ecgonina contiene 4 carbonos asimétricos. La l-ecgonina es

obtenida junto con el ácido benzoico y el alcohol metílico por el

calentamiento de la cocaína con ácido clorhídrico concentrado a 100º en

tubos sellados. También cuando la cocaína o su clorhidrato es calentado

con 20 partes de agua y 10 de barita en tubos sellados, es descompuesto de

acuerdo a la ecuación :

C17H21O4N + 2H2O → C7H6O2 + C9H15NO3 + CH3OH

Los productos actuales son alcohol metílico, benzoato de bario y un

compuesto de benzoato de bario con ecgonina ( 2 Ba( C9H14O3 )2 + Ba

COCAINA


(Obz)2 + X H2O ) los cuales son agujas prismáticas, muy solubles en agua

y alcohol, pero sólo parcialmente soluble en éter. Este compuesto es una

fuente conveniente de ecgonina.

* Cocaetielina o Homococaína

Son semejantes a la cocaína, dado que fisiológicamente son

similares en sus efectos, pero es débil y menos tóxico y no parece ser

midriático.

* d-ecgonina

Einhor y Marquardt, prepararon este compuesto por la acción de

solución de KOH sobre ecgonina. También se puede formar cuando la

cocaína es hidrolizada por álcalis.

EXTRACCION DE LA COCAINA

* Las hojas de coca se someten a ciertas operaciones con el

objeto de obtener la cocaína en bruto; las hojas pulverizadas se

humedecen con solución de carbonato sódico y se tratan con

aceite mineral (petróleo). Las bases que se han disuelto de éste

se separan del mismo con agua que contenga ácido sulfúrico, y

la solución sulfúrica se precipita después con carbonato

sódico. La cocaína en bruto obtenida de éste modo, que

además de cocaína contiene la mayor parte de las bases

restantes, se aprovecha en Europa sobre todo en Alemania para

obtener cocaína pura y las sales de este alcaloide,

particularmente el clorhidrato

COCAINA


La cocaína libre se obtiene pura del clorhidrato en solución

acuosa descomponiéndolo mediante el amoníaco, lejía de sosa

o el carbonato sódico.

* Los productos derivados (subproductos) en el extracto

puro de coca de Sud- América son extraídos por oxidación de

una solución del extracto en 3% de ácido sulfúrico con

solución de permanganato saturado . Después de la filtración la

base es liberada y cristalizada del éter. La l-ecgonina formada

por hidrólisis de los èsteres en extracción preliminar, podría ser

convertido en l - cocaína por esterificación (CH3OH) y

benzoilación ( ácido benzoico) de la éster metil ecgonina. Un

proceso ha sido desarrollado donde la cinnamilcocaína y la

truxilina son convertidos a éster metil l- ecgonina en el cual es

vuelto a ser convertido por benzoilación a l-cocaína.

Como mencionamos , la cocaína pura se obtiene ya sea a

partir de las hojas , de las bases impuras o de los clorhidratos impuros. El

proceso se basa en el hecho de que la cocaína, la cinamil-cocaína y la α-

truxilina son derivados muy estrechamente ligados de la ecgonina , y que

ésta se produce hidrolizando los alcaloides con ácido clorhídrico hirviendo.

El clorhidrato de ecgonina se purifica y convierte en la base

libre. Esta se benzoíla por interacción de anhídrido benzoico y se purifica

con benzoilecgonina . Esta se metila con yoduro de metilo y metoxilato

sódico en solución de alcohol metílico, para dar metilbenzoilecgonina o

cocaína, que se convierte en clorhidrato y se purifica por recristalización.

COCAINA


2C9H15O3N+ (C6H5CO)2O → 2C9H14O3N.COC6H5 + H2O

Ecgonina Anhídrido Benzoilecgonina

Benzoico

C9H14O3N.COC6H5 + CH3I → C9H13O3N(CH3).COC6H5 + HI

Benzoilecgonina Yoduro de Cocaína

metilo

Para la preparación de la pasta de cocaína, los fabricantes se

basan en las propiedades fisicoquímicas del alcaloide, especialmente la

diferencia de solubilidad según se trate del alcaloide o de sus sales.

El clorhidrato es alrededor de mil veces más soluble en

agua que la base. Lo contrario ocurre con los solventes orgánicos. Por lo

tanto el procedimiento será: alcalinización de la hoja, secado, extracción con

solvente orgánico, precipitación con ácido fuerte, disolución del residuo en

agua y precipitación última con álcalis. Así se elimina la gran cantidad de

componentes químicos existentes en la hoja de coca y se obtienen sólo los

alcaloides, y éstos en forma básica; de allí su nombre “pasta básica de

cocaína”. Este no es el único método de aislamiento de la cocaína hay

muchos otros que utilizan alcoholes como solventes. Con las hojas de coca

en Asia se prefería extraer los alcaloides, hidrolizarlos hasta ecgonina y a

partir de ésta resintetizar la cocaína con alcohol metílico y ácido o anhídrido

benzoico.

Tradicionalmente en Sudamérica el ácido más empleado es

el ácido sulfúrico y el solvente orgánico, querosene. Como álcalis,

carbonatos para las hojas y soda para neutralizar el ácido sulfúrico.

El método tradicionalmente usado en el Perú es el que se

deriva del propuesto por Bignon (1885), quien lo adaptó del que se

empleaba en Francia para el aislamiento de la quinina; usando como primer

COCAINA


disolvente el agua acidulada y luego precipitan el alcaloide con álcali, con el

resultado de arrastrar una cantidad considerable de materias colorantes,

gomas y resinas que son sustancias de desecho.

SINTESIS DE LA COCAINA

La primera síntesis de l-cocaína fue de rendimiento pobre,

por calentar benzoil-l-ecgonina y yoduro de metilo con sodio metilado.

Luego la cocaína natural fue sintetizada directamente desde l-ecgonina con

80% de rendimiento, por calentamiento a una mezcla de l-ecgonina,

anhídrido benzoico, y yoduro de metilo a 100ºC. La conversión cuantitativa

de l-ecgonina a l-cocaína ha sido realizado en una manera fija. La l-ecgonina

fue esterifcada con metanol y el metil-éster benzoilado con cloruro de

benzoil o también la l-ecgonina es benzoilada primero y luego esterificada

con metanol. La l-cocaína es por lo tanto benzoilmetilecgonina. :

O

N

H

CH3

COCH3

O

O

COCAINA


El etil éster de benzoil-l-ecgonina es cocethylina o metil cocaína:

Cinamil-l-ecgonina ha sido obtenido por acilación de l-

ecgonina con anhídrido cinámico. Esterificación de éste derivado cinamil

con metanol dá cinamilcocaína. Luego fueron establecidas sus propiedades

físicas. Este compuesto fue subsecuentemente aislado desde las hojas de

coca de Java y desde Erythroxylum monogynum Roxb; reporte: la

cinamilcocaína está libre de midriático y propiedades anestésicas.

Dos derivados de acilos más de ester metil l-ecgonina ha sido aislado desde

hojas de coca de Java y coca peruana. La mezcla de estos dos ha sido

conocido primero como cocamina que está presente con un 6% en estas

hojas. La hidrólisis de cocamina dio metanol , l-ecgonina y una mezcla

separable de α y β - ácidos truxílicos. Cocamina es una mezcla de α y β

derivados truxilados de éster metil l-ecgonina.

La separación de cocamina en puro α y β truxilina no ha sido dada, pero los

alcaloides puros han sido obtenidos por síntesis. β-truxil-l-ecgonina,

preparado por calentamiento de solución bencénica de anhídrido β-truxílico

con l-ecgonina, fue esterificado con metanol. La hidrólisis de éstos dos

alcaloides podría ser representado como:

C38H46O8N2 + 4 H2O → C18H16O4 + 2 CH3OH + 2 C9H15O3N

α o β α o β l-ecgonina

truxilina ácido truxílico

COCAINA


La recuperación de l-cocaína desde extractos crudos han sido

incrementados por hidrólisis de las truxilinas y cinamilcocaína en ácido

sulfúrico metanólico y benzoilación de resultado ester metil l-ecgonina.

Métodos similares han sido aplicados a d-pseudoecgonina

en la síntesis de d-pseudococaína. Este isómero es formado para un grado

limitado se aislamiento de l-cocaína.

α- cocaína, resulta desde la metanólisis y benzoilación de

α-ecgonina, está libre de propiedades anestésicas.

* La l-cocaína (derivado de la forma cis de ecgonina) y d-

ψ -cocaína (forma trans) han sido sintetizados. Por la condensación del

dicarboxilato acetona de metil potasio con metilamina y succindialdehido y la

subsecuente reducción se obtiene una mixtura de ésteres de ecgonina. De

esta mixtura fue separada una τ-ψ -ecgonina, la cual fue resuelta en sus

constituyentes, uno de los cuales fue naturalmente sucediendo d-ψ -cocaína.

Del residuo de los ésteres de ecgonina una cocaína racémica fue separada, lo

cual, por cristalización fraccional de los bitartratos dieron la ocurrencia

natural de la l-cocaína.

COCAINA


Estructura 3D mas estable de la Cocaina realizada con el ChemSkecht.

La cocaína es mayormente preparado de las hojas de coca

de Java, pero algunos alcaloides crudos son hechos en Sud-América de

hojas peruanas que son exportadas para su posterior purificación. Puede ser

extraída de la planta por digestión con carbonato de sodio y la extracción

completa con espíritu de petróleo. Los alcaloides pasan al solvente desde

donde son removidos agitando con un breve exceso de ácido clorhídrico

diluido. La solución de hidrocloruro es concentrado y si las hojas son ricas

en cocaína como las hojas peruanas la porción mayor del hidrocloruro se

cristaliza en este punto y podría ser purificado por recristalización. El líquido

madre podría ser tratada luego como la hoja de Java. La hoja de Java

contiene poca cocaína, el mezclado de hidrocloruros contiene mayormente

cinamil-cocaína.

Los alcaloides son por lo tanto hidrolizados

completamente a ecgonina por ebullición con HCl (d) . Con chorro de agua

el ácido truxílico cae (precipitado), el líquido es filtrado y concentrado. El

COCAINA


hidrocloruro de ecgonina, el cual, cristaliza fuera, es lavado con alcohol. Al

tratamiento con Na2CO3 sale libre la base, la cual es extraída con alcohol

(diluido). Después de la evaporación del solvente, la ecgonina es benzoilada

por digestión con anhídrido benzoico y ácido benzoico ; por extracción con

éter , el residuo es lavado con agua para remover ecgonina. La

benzoilecgonina después de metilada por tratamiento con yoduro de metilo y

sodio en metil alcohol, produce cocaína. Esto es purificado por

recristalizaciópn y convertido en el hidrocloruro.

C9H13O3N(CH3).C9H7O → C9H15O3N + C9H8O2 + CH3OH

Cinamilcocaína Ecgonina Ac. Cinámico

Cocaína cruda es manufacturada en Sud-América para

exportarlo al mercado europeo en lugar de hojas de coca. Esto es una

sustancia pulvurenta blanca o blanco-amarillento comprimido en pasta fina,

esto podría contener o no sustancias pulvurentas rocosas, carbonato de

sodio y sales de cal, pero también una sustancia cerosa y trazas de petróleo.

La cocaína cruda podría contener desde 80 a 90% de alcaloide , pero la

proporción de cocaína cristalizable presente varía considerablemente, en

algunos casos no excede la mitad del total del alcaloide presente.

El análisis de una muestra de cocaína cruda presentada por

E. R. Squibb muestra lo siguiente:

Humedad : 3,25%

Residuo insoluble en éter : 5,25%

Impureza soluble en éter : 0,50%

Alcaloide puro : 89,94%

Pérdida : 1,06%

COCAINA


Un método conveniente para la purificación de la cocaína es

recristalizarla varias veces con un alcohol fuerte y cuando un cierto grado de

pureza ha sido obtenida, precipitar la base de esta solución en 10 partes de

alcohol fuerte por la adición de 5 volúmenes de agua.

Paul y Cowley indican que la solubilidad de la muestra de

cocaína en espíritu de petróleo no puede ser confiable como una prueba de

su pureza desde cinamilcocaína .

De Rosemont ha señalado que la cocaína cruda contiene

cerca de 10 a 13 % de Na2CO3 y NaHCO3 en adición con cloruros y

sulfatos. Luego de un estudio de 12 diferentes métodos para obtener

cocaína pura De Rosemont recomienda la siguiente como la mejor: La

cocaína cruda es disuelta en agua caliente conteniendo la mitad de su peso

de β-naftaleno-ácido sulfónico, y la solución es filtrada mientras se calienta.

En frío, esto deposita un cuerpo aceitoso-resinoso, el cual rápido llega a

convertirse en una masa semi-cristalina. Luego es añadido carbonato de

amonio, la solución es oscura, la solución de amonio produce un precipitado

blanco. Esto es extraído con éter y los cristales de cocaína pura salen de la

solución etérea. El β-naftaleno-ácido sulfónico podrá ser reconvertido por

concentración al líquido madre y precipitación con HCl. Un adicional de 5 a

10 % puede ser obtenido desde el residuo por hidrólisis a ecgonina y

conversión en cocaína. Precipitación del hidrocloruro por adición de éter a

una solución del hidrocloruro y alcohol no hace efecto en la purificación de

cocaína; desde los hidrocloruros de las bases amorfas y benzoilecgonina

son precipitados bajo las mismas condiciones.

Paul señala que es un error el ensayo de purificación de

todo el hidrocloruro de cocaína. El alcaloide libre es mucho más suceptible

de purificación y podría ser obtenido en buenos cristales en casos de éter y

COCAINA


alcohol respectivamente. A partir de la cocaína pura el hidrocloruro puede

ser rápidamente preparado, como la solución neutral puede ser evaporada a

sequedad sin descomposición. La cocaína cristaliza desde una solución

alcohólica fuerte en prismas monoclínicos incoloros, disolviendo en 98º, y

sublimando, con descomposición parcial a altas temperaturas; es muy

ligeramente soluble en agua (pero es descompuesta por agua caliente con

formación de productos solubles), se disuelva rápidamente en alcohol, éter,

cloroformo, benceno, tetracloruro de carbono, espíritu de petróleo, y aceites

volátiles y fijos. La cocaína es rápidamente removida desde su solución por

adición de amonio y agitando con éter u otro solvente inmiscible. La

extracción con éter es rápida y completa. Una solución saturada de cocaína

tiene una fuerte reacción alcalina (PH = 9.3), la base libre podría ser tratada

con rojo de metilo, el ph tendrá el punto final aproximado de 5.0. Una

solución acuosa de cocaína, si no es cuidadosamente preparado y aislado

desde aire o preservado por un antiséptico, rápidamente se descompone con

formación de partículas vegetales. La velocidad de hidrólisis de la cocaína

en solución depende de la concentración del ión hidrógeno, la hidrólisis hace

un mínimo entre ph 2 y 7 e incrementándose rápidamente con incremento de

la alcalinidad. Soluciones de cocaína, por lo tanto, no debería ser

esterilizado por calor. La hidrólisis se produce suavemente a temperaturas

ordinarias y esto se incrementa por guardarlo en vasos de vidrio alcalino

PRUEBAS CUALITATIVAS

COCAINA


En esta sección del trabajo se desarrollarán algunas reacciones de

identificación para la cocaína, pero no debemos olvidar que como éste

último es un alcaloide, está rígido al análisis general de los alcaloides, es

decir, existen pruebas de precipitación y de coloración.

PRECIPITACION

1.- Reactivo de Wagner.-(Yodo en Yoduro de Potasio[K+I-3])

Es un reactivo general para los alcaloides, pues produce precipitado

con casi todos ellos, los precipitados se forman más fácilmente en

soluciones ligeramente aciduladas con H2SO4. La cantidad del reactivo debe

ser mínima ya que el color de la solución es amarillenta, dificultando así la

observación del precipitado. La precipitación con este reactivo es tan

general y ocurre incluso en soluciones diluidas que una reacción negativa es

casi una prueba concluyente de la ausencia del alcaloide; sin embargo la

formación de precipitado no es una prueba concluyente de la presencia de

alcaloide.

Los precipitados desde soluciones acuosas son usualmente amorfos;

este reactivo con el clorhidrato de cocaína da un precipitado rosado con una

proporción de clorhidrato de cocaína en agua de 1:7500, en soluciones más

concentradas el precipitado tiene una coloración amarronada.

2.- Acido Tánico.-

Precipita la gran mayoría de los alcaloides vegetales, los precipitados

son generalmente solubles en ácido sulfúrico diluido o solución de

amoniaco. El ácido tánico con el clorhidrato de cocaína produce un

COCAINA


enturbiamiento en soluciones neutras que contiene una proporción de

1:25000 y un precipitado claro con el doble de proporción.

3. Acido Pícrico [C6H2(NO2)3OH]

El ácido pícrico es conocido como el reactivo de Hager; este es un

reactivo pobre para la cocaína, produce un precipitado amorfo los cuales se

cristalizan con dificultad y muy lentamente; es recomendable que se utilice el

ácido pícrico en solución saturada fría y acuosa.

4.- Reactivo de Sonnenschein.-

Este reactivo es el ácido fosfomolibdico, es uno de los más usados

como reactivo general para los alcaloides y algunas veces usado para su

aislamiento.

Produce una turbidez débil en soluciones de 1:50000 y un precipitado

claro con 1:12500.

Generalmente da precipitados amorfos y con casi todos los alcaloides

y dado que la mayoría de los precipitados son insolubles una reacción

negativo resulta en muchos casos una prueba positiva de la ausencia de

alcaloides; pero algunos interferentes como sales de amonio y otras

sustancias no alcaloides también son precipitados por el reactivo.

Los fosfomolibdatos son descompuestos por amoniaco en algunos

casos con la producción de un precipitado blanco del alcaloide liberado, los

cuales pueden ser usualmente disueltos por agitación por un solvente

adecuado.

Cuando el alcaloide es fácilmente oxidable al tratamiento de los

fosfomolibdatos con amonio es consecuente con la formación de una

coloración azul o verde, indicando el ácido molíbdico reducido, esto ocurre

en los casos de berberina, atropina, codeína, morfina, etc.

COCAINA


5.- Reactivo de Scheibler.-

Da un precipitado blanco gelatinoso solubles en amoniaco, este

reactivo es usado de manera similar al reactivo de Sonnenschein y dan

similares reacciones con los alcaloides. Este reactivo precipita 1:200000 de

solución de estricnina y 1:100000 de solución de quinina.

6.- Cloruro de Platino.- (PtCl4)

Es un reactivo útil para muchos alcaloides con los clorhidratos, de los

cuales es combinado para formar los cloruros de platino.

En algunos casos, estas sales dobles tienen B.H2PtCl6 (B=Base) y en

otros casos B2.H2PtCl6.

Los cloruros de platino de los alcaloides varían en el color de amarillo

pálido a naranja, rojo y marrón rojizo. Ellos son fácilmente solubles en agua

y por tanto son usualmente formados como precipitados con la adición de

PtCl4 a una solución de alcaloides acidificada con HCl. Así, el PtCl4 con el

clorhidrato de cocaína produce en una disolución de 1: 400 y por encima a

una dilución de 1:4000 un precipitado amarillo consistente en forma de

agujas plumosas; en soluciones de 1:600 muchos de los cristales se asemejan

a los chinches para las alfombras, consistiendo de un prisma corto bien

formado.

La forma de los cristales de los cristales distingue a la cocaína de los

otros alcaloides asociados a la hoja de coca.

Las características de los cloruros de platino pueden ser usados para

la identificación de cocaína en soluciones por inyección. Los puntos de

fusión de los alcaloides: cloruro de platino son frecuentemente

característicos.

COCAINA


7.- Cloruro Aúrico.- (AuCl3)

La formación de los cloruros de oro sobre la adición de la solución de

cloruro aúrico es la reacción más sensible para cocaína. Dan precipitados

amarillos de alcaloides de cloruro de oro con solución de HCl.

Generalmente son representados por la fórmula B.HCl.AuCl3 ( B=Base).

Se forma primero un precipitado amorfo el cual rápidamente llega a

cristalizarse al igual que en disoluciones de 1:20000, se forman pocos

cristales. El AuCl3 tiene la ventaja que las sales de amonio no son

precipitados, pero estos precipitados son algo inestables ya que cambia

rápidamente de color a marrón rojizo, en el cual, el líquido sobrenadante

ocasionalmente adquiere un intenso color rojo, esto especialmente si la

solución de alcaloides impura.

8.- Permanganato de Potasio.- (KMnO4)

Da reacciones características para ciertos alcaloides, con la cocaína

da un permanganato comparativamente estable los cuales forman un

precipitado en láminas rectangulares de color rojo-violeta, estos precipitados

son de formas características vistas en el microscopio. Una agitación

vigorosa puede ser seguido para que empiece la formación de cristales.

Según Seiter , se usa 1cc de solución de alcaloide con una gota de

H2SO4 al 25% y 1cc de solución saturada de KMnO4.

Todos los alcaloides y cocainas son oxidados con excepción del α

yβ eucanina y tropocaína; estos dos últimos dan masas irregulares o agujas

violeta-rojizo.

Mankin, realizó la prueba de la siguiente manera: la cocaína es disuelta

en una media solución saturada de alumbre y una gota de solución es

COCAINA


colocada sobre el portaobjetos, sobre el cual una gota de solución saturada

de KMnO4 ha sido añadida y se observa en el microscopio previamente

secada la solución con un absorbente. Esta prueba con novocaina,

amilocaina (stobaina), no dan cristales.

P.A.E. Richards establece que esta prueba da excelentes resultados y

que la concentración de la cocaína en la solución de alumbre no debe ser

menor que una parte en 10000. El comportamiento con KMnO4 sirve para

detectar una mezcla de metil-cinamil-ecgonina y ciertamente otras impurezas

en el clorhidrato de cocaína; la presencia de éstos, causa una inmediata

reducción de los permanganatos en frío, así se observará una precipitación

marrón de MnO2 (óxido de Manganeso).

9.- Deniges.-

Recomienda la formación de perclorato de cocaína como una prueba

para la microdetección de cocaína; se realiza tomando volúmenes iguales de

la solución de cocaína y a una disolución de 1:20 de solución de perclorato

de sodio, son añadidos y mezclados; se forma un precipitado, el cual llega a

cristlizarse sobre la agitación y fricción con una vagueta. Una solución se

1:1000 da un precipitado despreciable. La aparición de estos cristales es

característica.

10.- Si el clorhidrato de cocaína se calienta durante 5 minutos a unos 100ºC,

0,1gr de la muestra con un 1cc de ácido sulfúrico concentrado y se añade

con cuidado 2cc de agua se percibe el olor a benzoato de metino,

depositándose al enfriarse gran abundancia de cristales (ácido benzoico), los

cuales vuelven a desaparecer cuando se añade 2cc de alcohol.

COCAINA


11.- Como repetidas veces se ha encontrado en el comercio clorhidrato de

cocaína falsificado con ácido bórico, hay que practicar siempre la prueba

del residuo de la incineración, la cual al incinerar debe dejar a lo sumo 0,1%

de residuo.

La prueba se efectúa de la siguiente manera: Se incinera en primer

lugar 0,1% aproximadamente en la lámina de platino, si queda un residuo se

repite cuantitativamente el ensayo con una cantidad mayor. El ácido bórico

se reconoce fácilmente disolviendo el residuo en ácido clorhídrico diluido y

ensayando la solución con el papel de cúrcuma; al desecarlo, el papel toma

color rojo y al humedecerlo con amoniaco líquido azul oscuro. De este

modo puede comprobarse también directamente si el clorhidrato de cocaína

contiene ácido bórico.

COLORACION

1.- Cloruro de Paladio.- (PdCl4)

Cuando se mezclan unas gotas de una solución de cocaína con 2 o

3cc de agua de cloro y se añade unas gotas de cloruro de paladio al 5% se

produce un hermoso precipitado rojo.

2.- Método de Scott.-

Este método se realiza haciendo reaccionar la sustancia problema con

tiocianato de cobalto diluido en agua y glicerina en relación 1:1 dando una

coloración azul e que desaparece con ácido clorhídrico y reaparece al pasar

a fase clorofórmica.

SALES DE COCAINA

COCAINA


1.- Clorhidrato de Cocaína.- (C17H21O4N.HCl)

Esta sal se obtiene fácilmente por la neutralización de soluciones

alcohólicas de cocaína libre con ácido clorhídrico alcohólico. La sal puede

purificarse por recristalización sucesiva en alcohol. También puede

precipitarse de la solución alcohólica por medio de éter.

El clorhidrato de cocaína cristaliza en forma de cristales prismáticos

incoloros o láminas blancas y brillantes, su punto de fusión es 183ºC el cual

varia de acuerdo al método de determinación pudiendo pasar los 200ºC pero

no debe ser inferior a 182ºC. La rotación específica de esta sal (en una

solución acuosa al 2%) es -71,95º y en alcohol acuoso es [α] D= -67,5º. La

sal comercial es anhidra. El clorhidrato de cocaína no es hidrogroscópica,

pero es soluble en agua, es poco soluble en alcohol absoluto, cloroformo y

acetona, insoluble en éter, éter de petróleo y en aceites volátiles.

La solución acuosa no altera el papel de tornasol, tiene sabor amargo

y produce en la lengua una insensibilidad pasajera.

La cocaína se utiliza en medicina en forma de su clorhidrato, el cual,

es difícil de esterilizar y fácilmente produce hábito, esto obligó a

investigaciones posteriores para obtener otros anestésicos locales mejores.

El clorhidrato de cocaína se

acuosas de benzoato se conserva mejor que las de clorhidrato, y no produce

dolor al inyectarlo subcutáneamente, entonces puede usarse como sustituto

de clorhidrato, pero sin embargo el benzoato no se usa en la práctica.

2.- Bromhidrato de Cocaína.- (C17H21NO4.HBr.2H2O)

COCAINA


Se obtiene al igual que el clorhidrato, a partir de la cocaína y el ácido

bromhídrico, cristaliza rápidamente de su solución acuosa en forma de

prismas transparentes y estables.

Esta sal es semejante al clorhidrato, pero algo menos soluble que éste

en los diferentes solventes.

3.- Benzoato de Cocaína.- (C17H21NO4.C7H6O2)

Se obtiene calentando con agua o en solución alcohólica, la cantidad

de ácido benzoico y cocaína libre necesaria y luego se deja evaporar la

solución.

Son cristales incoloros, solubles en 15 partes de agua. Parece que las

soluciones

4.- Citrato de Cocaína.- [(C17H21NO4)2. C6H8O7)]

Para obtenerlo se disuelve cocaína libre y ácido cítrico en la menor

cantidad posible de agua y se evapora la solución.

Son cristales incoloros, fácilmente solubles en agua, tiene una

proporción de cocaína de aproximadamente 75.9%. El citrato se usa en

odontología, a la dosis de 0,003-0,06gr. para inyecciones hipodérmicas.

5.- Nitrato de Cocaína.- (C17H21NO4.HNO3.2H2O)

Cristales incoloros e inodoros, fácilmente soluble en agua o alcohol.

La solución acuosa es neutra al papel de tornasol. Esta sal tiene un punto de

fusión de 58º- 63ºC.

6.- Salicilato de Cocaína.- (C17H21NO4.C7H6O3)

Se observa como masas cristalinas, delicuescentes y blancas, muy

solubles en agua o alcohol.

COCAINA


BASES ASOCIADAS A LA COCAINA

En la hoja de coca no sólo se encuentra cocaína como

único alcaloide, pues en esta existe una gran variedad de alcaloides

diferentes ; los más representativos son los alcaloides con grupo tropánico

y pirrolidínicos que a continuación se describen.:

d-ψ - cocaína, iso-cocaína.- C17H21NO4

Liebermann y Giesel, obtuvieron esta base de las hojas de coca, pero

es probablemente producido por la acción de alcali sobre la l-cocaína

presente. La d- cocaína puede ser preparada sintéticamente de la d-ecgonina

o puede ser separada de la d.l.ψ - cocaína por medio del ácido

bromoalcanforsulfónico en solución de ethyl acetato. Esto difiere

considerablemente de la l-cocaína natural.

Larso-cocaína es rápidamente soluble en éter, alcohol, benceno, o

espíritu de petróleo. El clorhidrato es más dificilmente soluble que el

clorhidrato de cocaína natural. Funde a 205ºC y tiene un [α]D =+4,8º en

agua. El cloruro aúrico, BHAuCl4, cristaliza en alcohol diluido con pf=148º.

Los nitratos B.HNO3, es fácilmente soluble en agua y es precipitado en

cristales al añadir HNO3 a soluciones de las sales de la base. Este

comportamiento de la d-cocaína natural, se ha encontrado semejanza entre la

d-cocaína y la cocaína ordinaria en sus efectos de acción fisiológica excepto

que como anestésico local la d-cocína comienza más rápidamente y

desaparece en corto tiempo.

COCAINA


l-cinamil-cocaína.- C19H23NO4

Esta base fue obtenida sintéticamente por Liebermann, pasando HCl

(g) en una solución de cinamil-cocaína (preparada por calentamienta de la

ecgonina con anhídrido cinámico y agua). Esto fue aislada de las hojas de

coca de Java el cual es el principal constituyente.

Es levorotatorio [α]D =-4,7º en cloroformo, casi insoluble en agua,

pero rápidamente soluble en alcohol, éter, etc. Cuando se hierve con ácido

clorhídrico se descompono rápidamente y cuantitativamente en ácido

cinamínico, ecgonina y alcohol metílico.

Los cloroplatinos B2H2PtCl6 son amorfos.

. Truxilina C38H46O8N2

Hesse en 1887 preparó un alcaloide amorfo de las hojas de truxillo

coca, el cual fue llamado cocamina.

Liebermann fraccionó este producto en dos bases isoméricas, los

cuales los llamó α y β - truxillinas. Estos han sido preparados

sintéticamente.

• α - truxillinas o γ-isatropil-cocaína: Esta base funde a 80ºC.

Soluble en alcohol, éter, insoluble en agua, sus soluciones son

levorotatorios. Cuando se calienta con HCl, la base es hidrolizada

con la formación de l-ecgonina, alcohol metílico y γ-ácido

isatrópico (α-ácido truxillico).

COCAINA


• β-truxillinas o δ-isatropil-cocaína: Es levorotatorio [α]D =-29,3º.

La separación de las α truxillinas fue realizado por soluciones

repetidas en HCl y reprecipitación con soda. Cuando se hidroliza

con HCl se produce ácido β-truxillinico (γ-ácido isatrópico o β-

ácido truxínico).

. Tropacocaína.- C15H19O2N

-La tropocaina se encuentra tanto en las hojas de coca de Java como

de Perú.

-La tropocaina cristaliza en agujas y funde a 49º, es ópticamente

inactiva; esto difiere de las otras bases de la coca en no producir alcohol

metilico en la hidrólisis, ya que cuando se calienta con HCl, en un sistema de

reflujo por algunas horas se descompone completamente en ácido benzoico

y pseudotropina .

Generalmente se le prepara por síntesis como producto de la

descarboxilacion de la cocaína, es un anestésico local fuerte y actúa mas

rápidamente que la cocaína con una toxicidad de la mitad que de su

precursora, pero su acción es mas fugaz.

Higrina :

Este grupo de alcaloides se encuentran como alcaloides amorfos en

la hoja de coca. Contienen los siguientes miembros:

-Higrina :

- β-Hygrina : C14H24ON2

- Cuscohigrina : C13H24ON

Todas estas no tienen acción fisiológica.

COCAINA


SUSTITUTOS DE LA COCAINA

La acción de la cocaína depende esencialmente de su grupo

amino-alquil éster ; un grupo importante de anestésicos locales contienen

grupos alquil ester de formula general

R3

R-CO.O.[CR1R2]xN

R4

El grupo acilo es generalmente benzoil en la cocáina , cinamoil en la cinamil-

cocáina, los grupos aminos pueden ser secundarios o terciarios y pueden

encontrarse separados de los grupos acilos por una cadena dedos o más

átomos de carbono.

A continuación se muestra a la cocaína y algunos de los compuestos

sustitutos.

Parte

ácido benzoico

Parte

amino-alquílica

Cocaína C6H5CO2 CHCH2CHNCH3 C6H9O2

Futocaína p- NH2C6H4CO2 CH - CH-CH2N(CH3)2

| |

CH3 CH3

Procaína (Novocaína) p- NH2C6H4CO2 CH2 - CH2N(C2H5) 2

Mitycaína C6H5CO2 CH2 - CH2 -CH2N(CH2)4

|

HC(CH3

COCAINA


Pantocaína p- C4H9NH C6H4CO2 CH2 - CH2 -N(CH3)2

Nupercaína 2- C4H9OC9H5N-4-C(O)NM CH2 - CH2 -N(C2H5)2

Diotano C6H5NHCO2 CH - CH2 -N(CH2)5

|

CH2OC(O)N14C6H5

Así numerosos anestésicos locales han sido preparados como

sustitutos para la

cocaína. Muchos anestésicos locales son compuestos que contienen por lo

menos un grupo amino y un grupo hidroxil. El último puede ser esterificado

por un ácido, usualmente por ácido benzoico o ácido amino benzoico, de tal

manera que las propiedades anestésicas pueden ser exhibidas de los

sustitutos el más conocido es la novocaína.

Los anestésicos locales sintéticos no cumplen estrictamente los requisitos de

los alcaloides; pero muestran un comportamiento similar frente a los

reactivos de identificación de alcaloides.

Novocaína.-

También llamada clorhidrato de procaína, es el clorhidrato de

dietilamino-etil-p-aminobenzoato NH2C6H4CO.O.CH2N-(C2H5) 2.HCl, son

cristales incoloros, en forma de agujas muy soluble en agua , es ligeramente

soluble en cloroformo y casi insoluble en éter. Se prepara por método de

esterificación.

COCAINA


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NOMES DO CHEMICAL ABSTRACTS

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Vol 12 Nº 2

Sociedad Brasileira deQuímica

Editores Joao u Comasseto

Documents

Manual Sobre La Cocaina (Obtencion, Purificacion,Sintesis,Reconocimiento y Estabilizacion)