Bài giảng Dược liệu chứa Alcaloid

Nội dung text: Bài giảng Dược liệu chứa Alcaloid

1. DƯỢC LIỆU CHỨA ALCALOID
2. NỘI DUNG ◼ ĐỊNH NGHĨA ◼ CẤU TRÚC HÓA HỌC – PHÂN LOẠI ◼ TÍNH CHẤT LÝ – HÓA ◼ PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT ◼ PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM ◼ DƯỢC LIỆU CHỨA ALCALOID
3. KHÁI NIỆM VỀ ALCALOID Sertuner (Đức, 1783-1841) 1806, chiết từ Thuốc phiện 1 chất có tính kiềm và gây ngủ mạnh, đặt tên là Morphin. 1810, Gomes, vỏ cây Canhkina, tên là Cinchonino 1817, Caventou và Pelletier (Pháp) tách emetin từ ipeca và 1818, tách strychnin và brucin từ hạt mã tiền. 1819, Meissner đề nghị xếp các chất có tính kiềm lấy từ thực vật thành một nhóm riêng, có tên là alcaloid. Định nghĩa: alcaloid là những hợp chất hữu cơ, có chứa nitơ, có phản ứng kiềm và lấy ra từ thực vật.
4. DANH PHÁP ◼ Các alcaloid thường có cấu tạo phức tạp nên không gọi theo danh pháp và gọi theo tên riêng. ◼ Tên của alcaloid luôn có đuôi in và xuất phát từ: ◼ Tên chi hoặc tên loài cây + in (ví dụ: Papaverin từ Papaver somniferum; Palmatin từ Jatrorrhiza palmata; Cocain từ Erythroxylum coca). ◼ Dựa vào tác dụng sinh học của alcaloid: Emetin do từ εμετοs = gây nôn; Morphin từ morpheus = gây ngủ. ◼ Có thể từ tên người + in: Pelletirin từ Pelletier; Nicotin từ J. Nicot. ◼ Những alcaloid phụ tìm ra sau, thêm tiếp đầu ngữ, hoặc biến đổi vĩ ngữ chính: ví dụ như in thành idin, -anin, -alin).
5. PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN ◼ Alcaloid phổ biến trong thực vật, 6000 alcaloid từ 5000 loài, hầu hết ở thực vật bậc cao (15-10% tổng số loài cây). ◼ Họ Trúc đào 800 alcaloid, Họ Thuốc phiện 400 alcaloid, Họ Cam chanh gần 400 alcaloid, Họ Đậu 350 alcaloid Họ hành, họ Cà, họ Tiết dê, họ Cà phê, họ Mã tiền, họ Hoàng dương, họ Cúc, họ Thầu dầu ◼ Họ Rannunculaceae, Berberidaceae, Papaveraceae, Buxaceae, Cactaceae có tới 50% loài chứa alcaloid. ◼ Ở Nấm có alcaloid trong nấm cựa khoả mạch, ◼ Ở động vật, alcaloid nhóm samandarin/tuyến da của loài kỳ nhông; bufotenin từ nhựa cóc.
6. PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN ◼ Trong cây, alcaloid thường tập trung ở một số bộ phận nhất định. Ví dụ như alcaloid ở ◼ hạt Mã tiền, cà phê, tỏi độc; ở ◼ quả như Ớt, hồ tiêu, thuốc phiện; ở ◼ lá như Belladon, coca, thuốc lá, chè; ở ◼ hoa như Cà độc dược; ở ◼ thân như Ma hoàng; ở ◼ vỏ thân như Canhkina, mức hoa trắng, hoàng bá; ở ◼ rễ như ba gạc, lựu; ở ◼ củ như Ô đầu, bình vôi, Bách bộ.
7. PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN ◼ Rất ít khi trong cây chỉ có 1 alcaloid duy nhất mà là một hỗn hợp alcaloid, trong đó alcaloid nào hàm lượng cao gọi là alcaloid chính, còn alcaloid khác có hàm lượng thấp hơn gọi là alcaloid phụ. ◼ Những alcaloid của cùng một cây thường có cấu tạo tương tự nhau, chúng có chung một nhân cơ bản. Ví dụ như các chất tropin, hyoscyamin, atropin trong lá Belladon đều có trong họ Cà; Isopelletierin và Methylisopelletierin có trong vỏ rễ lựu có chung nhân piperidin.
8. PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN ◼ Các alcaloid ở trong cùng một họ thực vật thường có cấu tạo rất gần nhau. Ví dụ như alcaloid trong các cây họ Cà như Atropa belladonna L., Hyoscyamus niger L., Datura metel L., Datura stramonium L., Datura tatula L. đều có chung nhân tropan. ◼ Có khi trong cùng 1 họ nhưng cấu trúc hóa học lại rất khác nhau. Ví dụ một số cây trong họ cà phê như cây càfé có cafein (nhân purin), cây canhkina (nhân quinolin). ◼ Có alcaloid gặp ở nhiều họ khác nhau như Berberin có trong cây Hoàng liên (họ Hoàng liên), có trong cây Hoàng bá (họ Cam chanh), có trong cây vàng đắng (họ Tiết dê) và có trong các loài Berberis spp. (họ Berberidaceae).
9. PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN ◼ Hàm lượng alcaloid trong cây rất thấp. Một dược liệu chứa từ 1 – 3% alcaloid đã được coi là khá cao. ◼ Trừ một vài trường hợp đặc biệt như alcaloid trong vỏ cây Canhkina (6 – 10%), alcaloid trong nhựa thuốc phiện (20 – 30%). ◼ Trong cây alcaloid ít khi tồn tại dạng tự do (dạng alcaloid base) mà ở dạng muối của các acid hữu cơ như citrat, tactat, malat, oxalat, acetat (đôi khi của acid vô cơ) tan trong dịch tế bào. ◼ Một số alcaloid kết hợp với tanin, hoặc kết hợp với acid đặc biêt của cây đó ví dụ acid meconic trong thuốc phiện, acid tropic trong một số cây họ Cà, acid aconitic trong cây Ô đầu.
10. Cinchona spp. Rubiaceae R1 N R2 MeO N Alcaloid nhân quinolin Quinine Quinidine R1 H OH R2 OH H Antimalarial Antifibrillant
11. Papaver somniferum, Papavaceae Alcaloid nhân isoquinolin RO O H NCH3 HO Morphine Codeine R H CH3 Antalgic Antalgic, antitussive
12. Catharanthus roseus (L). G.Don f. Apocynaceae OH N N N H H H COOC 3 OH MeO N OCOCH3 R H COOCH3 Nhân indol R Vinblastine CH3 Leukaemia, testicular, kidney, bladder, ovarian cancers, Hodgkin’disease Vincristine CHO Acute lymphoblastic leukaemia Vinorelbine = 5’-noranhydrovinblastine Lung and breast cancer
13. SỰ TẠO THÀNH ALCALOID TRONG CÂY – ACID AMIN ◼ Dược liệu chứa alcaloid không có nhân dị vòng (Ma hoàng, Ớt, Tỏi độc, Ích mẫu) ◼ Dược liệu chứa alcaloid có nhân pyridin và piperidin (Hồ tiêu, Lựu, Cau, Lobeli, Thuốc lá) ◼ Dược liệu chứa alcaloid có nhân tropan (Benladon, Cà độc dược, Coca). ◼ Dược liệu chứa alcaloid có nhân quinolin (Canhkina). ◼ Dược liệu chứa alcaloid nhân isoquinolin (Ipeca, Thuốc phiện, Bình vôi, Hoàng liên, Vàng đắng, Vông nem, Sen). ◼ Dược liệu chứa alcaloid có nhân Indol (mã tiền, Lá ngón, Cựa khỏa mạch, Ba gạc, Dừa cạn) ◼ Dược liệu chứa alcaloid nhân purin (Chè, Cà phê). ◼ Dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc steroid (Mực hoa trắng, Cà lá xẻ). ◼ Dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc diterpen (Ô đầu)
14. Quinolizidin Lysin N H2N H2N COOH Tropan N Omithin H2N H2N COOH COOH Isoquinolin Tyrosin N NH2 HO H H2C C COOH Indol NH2 Tryptophan N H N H
15. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ALCALOID 1. Lý tính Thể chất - Thể rắn, công thức cấu tạo có C, H, N và O như Morphin (C17H19NO3), Codein (C18H21NO3), Strychnin, quinin - Thể lỏng, CTCT không có oxi như Coniin (C8H17N), Nicotin (C10H14N2), spartein (C15H26N2) tuy nhiên có 1 vài alcaloid không có oxi vẫn ở thể rắn như sempecvirin (C19H16N2) Mùi vị - Không mùi, có vị đắng một số ít có vị cay (piperin) Màu sắc - Không màu, trừ một số có màu vàng như Berberin, palmatin Độ tan - Alcaloid base không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ như MeOH, EtOH, Ether, CHCl3, - Alcaloid dạng muối tan trong nước và không tan trong dung môi hữu cơ Năng suất quay cực - Phần lớn alcaloid có khả năng quay cực vì có C bất đối. Một số alcaloid là hỗn hợp đồng phân tả tuyền và hữu tuyền (racemic). - Có 2 dạng đồng phân D và L thì alcaloid dạng L có tác dụng sinh học mạnh hơn dạng D.
16. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ALCALOID 2. Hóa tính ◼ Tính base yếu (ngoại lệ có chất có tính base mạnh – Nicotin; không có phản ứng kiềm – Theobromin, ricinin, colchicin; phản ứng acid yếu – arecaidin, guvacin). ◼ Do tính base yếu nên có thể giải phóng alcaloid ra khỏi muối bằng kiềm trung bình và kiềm mạnh (NH4OH, NaOH, Na2CO3 ). ◼ Tác dụng với acid cho muối tương ứng. ◼ Alcaloid kết hợp với kim loại nặng tạo phức ◼ Alcaloid cho phản ứng với TT gọi là TT chung, được chia làm 2 loại: TT tạo tủa và TT tạo màu.
17. TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ALCALOID 2. Hóa tính - Thuốc thử tạo tủa - TT Mayer (K2HgI4): tủa màu trắng - TT Bouchardat (Iodo-Iodid): tủa màu nâu - TT Dragendorff (KBiI4): tủa vàng cam đến đỏ. Phản ứng tạo tủa rất nhạy. - TT tạo màu - Acid sulfuric đậm đặc - Acid nitơric đậm đặc - Acid sulfonitric (TT Edrdmann)
18. CHIẾT XUẤT, TINH CHẾ VÀ PHÂN LẬP ◼ Nguyên tắc chiết xuất: dựa vào tính chất của alcaloid - tính base yếu - tồn tại trong cây ở dạng muối ◼ 2 phương pháp chính 1. Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ trong môi trường kiềm 2. Chiết bằng dung dịch acid loãng trong cồn hoặc nước
19. Dược liệu (alcaloid muối acid hữu cơ) 1. Thấm ẩm dược liệu bằng kiềm (NH4OH, NaOH, Na2CO3 ) 2. Chiết bằng dung môi hữu cơ không fân cực (CHCl3, ether, hỗn hợp CHCl3 và ether). Chiết bằng bình Soxhlet, Kumagava. Dịch chiết DMHC (alcaloid base) Chiết với dung dịch acid loãng (2 – 5%) như HCl, H2SO4, CH COOH Dịch chiết acid 3 (alcaloid muối) 1. Kiềm hóa bằng kiềm pH = 9 – 10 2. Chiết bằng dung môi hữu cơ không phân cực Dịch chiết DMHC (alcaloid base) ALCALOID THÔ Dung môi thu hồi Cất thu hồi dung môi (alcaloid base)
20. Dược liệu (alcaloid muối acid hữu cơ) 1. Chiết bằng acid loãng pha trong nước hoặc cồn 2. Lọc dịch chiết và cất thu hồi dung môi cồn Dịch chiết acid (alcaloid muối) 1. Rửa dịch chiết bằng ether để loại tạp 2. Kiềm hóa pH = 9 – 10 3. Chiết bằng DMHC không phân cực Dịch chiết DMHC (alcaloid base) ALCALOID THÔ Dung môi thu hồi Cất thu hồi dung môi (alcaloid base)
21. TINH CHẾ VÀ PHÂN LẬP ◼ Phương pháp trao đổi ion ◼ Phương pháp sắc ký cột ◼ Phương pháp sắc ký điều chế
22. ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG ◼ Định tính: dựa vào 2 loại thuốc thử chung của alcaloid, TT tạo tủa và TT tạo màu. ◼ Định lượng: - Phương pháp cân - Phương pháp trung hòa - Phương pháp so màu (ví dụ định lượng alcaloid vỏ canhkina bằng TT Reinecker tạo tủa màu, hòa tan tủa trong aceton).
23. CẤU TẠO HÓA HỌC VÀ PHÂN LOẠI ◼ Alcaloid không có nhân dị vòng ◼ Alcaloid có nhân dị vòng (12 nhóm) ◼ Alcaloid có nhân sterol ◼ Alcaloid có cấu trúc terpen