bài giảng flavonoid

Định nghĩa, nguồn gốc, câú trúc, phân loại. 2. Tính chất 3. Các phương pháp định tính và định lượng 4. Các phương pháp chiết suất và tổng hợp Flavonoid 5. Tác dụng sinh học và ứng dụng Flavonoid là một nhóm hợp chất tự nhiên lớn thường gặp trong thực vật, phần lớn có màu vàng. Về cấu trúc hoá học, flavonoid có khung cơ bản theo kiểu C6 – C3 C6 (2 vòng benzen A và B nối với nhau qua một mạch 3 carbon) và được chia làm nhiều nhóm khác nhau, ở đây không giới thiệu về cấu tạo của từng nhóm. Hầu hết Flavonoid là các chất phenolic

Nhóm thực hiện

Đặng Thị Luyến Trần Gia Khang Châu Văn Kim Nguyễn Thiện Thảo ThS.GVC Nguyễn Văn Hùng

Giáo viên hướng dẫn

1.2 Nguồn gốc

Cũng giống vitamin C, các flavonoid được khám phá bởi một trong những nhà sinh hóa nổi tiếng nhất của thế

kỷ 20: Albert Szent-Gyorgyi (1893-1986) Ông nhận

giải Nobel năm 1937 với những khám phá quan trọng

về các đặc tính của vitamin C và flavonoid

1.3 Cấu trúc

Flavonoids là một chuổi polyphenolic gồm có 15

nguyên tử cacbon và hai vòng benzen liên kết bởi một đường thẳng có 3 cacbon

Khung ở trên, có thể được mô tả hệ thống như: C6- C3- C6

Cấu trúc hóa học của flavonoids được dựa trên cơ sở là một khung 15C với một CHROMANE vòng thơm B thứ hai ở vị trí 2, 3 hay 4

Flavon (= Flav-2-en-4-on) Flavonol (= 3-Hydroxy-4-oxoflav-2-en)

Flavon rất phổ biến trong thực vật: thông, hoàng

cầm(rễ), mè (lá) cây anh thảo, cây la apirenin và

luteolin

Flavon

Flavon (= Flav-2-en-4-on)

Flavon rất phổ biến trong thực vật: thông, hoàng cầm(rễ), mè (lá) cây anh thảo, cây la apirenin và luteolin

Flavon

Chalcon

Chalcon có chủ yếu ở trong một số cây họ Cúc

- Asteraceac tập trung nhiều nhất ở vỏ cây, gỗ lõi (keo, bạch đàn, dẻ, đậu tương, trinh nữ hoàng cung, dương xỉ…).Không tìm thấy ở động vật

Là nhóm lớn nhất của isoflavonoid, có nhiều giá trị về tác dụng trị bệnh.

Rotenoid

Cấu trúc của nhóm này là C6-C4-C6

Trong thực vật các hợp chất trên thường tồn tại dưới dạng hỗn hợp của các dẫn xuất, với tỷ lệ khác nhau, tùy thuộc nguồn gốc thực vật

Do từng phân nhóm của flavonoid có cấu tạo riêng, chúng vừa có tính chất chung vừa có những khác biệt về tính chất vật lý và hóa học

2 Tính chất

Flavonoid tạo được phức với các ion kim loại mà

chính các ion kim loại này là xúc tác của nhiều phản

ứng oxy hóa

- Hơ tờ giấy có nhỏ dịch chiết trên miệng lọ

ammoniac cho màu vàng sáng

- Acid sunfuaric nhỏ lên các dẫn chất flavon,

flavonol cho màu vàng đậm

- Dung dịch SbCl5/CCl4: màu vàng đậm

không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid

vô cơ thì có màu đỏ

+ Dể bị oxi hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập chất tinh khiết gặp khó khăn

+ Kém bền trong môi trường kiềm

+ Tác dụng với dung dịch FeCl3: cho kết tủa xanh thẫm hoặc xanh nhạt tuỳ theo số lượng nhóm hydroxyl trong phân tử

+ Dễ tan trong nước nóng, rượu, ….tạo dung dịch

không màu, không tan trong các dung môi không phân cực hoặc ít phân cực như benzene hoặc chloroform

+ Dưới tác dụng của H+ hoặc OH-, chalcon có thể

chuyển sang flavanon

+ Khi tạo liên kết glycosid phần đường nối vào vị trí 4’, một số ở 2’

2.1.3 Chalcon

+ Anthocyanidin có tính base đủ mạnh để tạo thành

muối bền với acid vô cơ

+ Chúng tạo dung dịch màu đỏ trong acid và màu xanh

da trời trong môi trường kiềm

+ Ở dạng base tự do, anthocyanidin là chất đồng phân với flavanon

+ Là dẫn xuất của flavon mà nhóm carbonyl bị khử

thành rượu

2.1.4 anthocyanidin, antocyanin

+ Các dẫn xuất flavan-3,4-diol đều không màu, có tính quang hoạt

+ Không màu, nhưng khi tác dụng với dung dịch acid

vô cơ thì có màu đỏ

+ Dể bị oxi hóa và trùng hợp hóa nên việc phân lập

chất tinh khiết gặp khó khăn

+ Anthocyanidin thường tồn tại dưới dạng

glycozit, gọi là anthocyanin

+ Một vài hợp chất kiểu anthocyanidin

O

OH OH

OH HO

OH OH OH

( ) leucorobinetinidin

2.2 Isoflavonoid (isoflavon, isoflavanon, rotenoid)

Isoflavonoids tất cả không có màu sắc Nó đã được tạo thành từ axetat theo cơ chế đóng vòng với

phenylalamine, cinnamate dẫn xuất được sát nhập vào vòng B và C-2,-3, và-4 của dị vòng

3 Các phương pháp định tính và định lượng

3.1 Định tính

+ Các chất thuộc nhóm leuco-anthocyanidin do không

có nối đôi liên hiệp giữa vòng B với nhóm carbonyl

nên không màu

+ Các dẫn xuất anthocyanidin thì màu thay đổi tùy theo

pH của môi trường

Flavonoid là một nhóm hợp chất tự nhiên lớn thường gặp trong thực vật, phần lớn có màu vàng

Có thể dùng các thuốc thử sau:

+ Hơi amoniac : Vết flavonoid cho màu vàng Có thể

quan sát ở ánh sáng thường hoặc dưới đèn tử ngoại

(bước sóng 366nm) trước và sau khi hơ amoniac

+ Thuốc thử Benedic : Hoà tan nóng 173g natri

citrat và 117g natri carbonat trong 700 ml nước, lọc

nếu cần Hoà tan 17,3g đồng II sulfat trong 100 ml

nước Trộn lẫn 2 dung dịch trên, khuấy đều Để

nguội hỗn hợp rồi thêm nước vừa đủ 1000ml

Các flanon và flavonol sẽ cho vết màu vàng trên nền

lơ nhạt với thuốc thử này

+ Sắt III clorid 3% trong ethanol : Tuỳ theo số lượng và

vị trí của nhóm OH phenol mà cho màu lục , xanh hoặc nâu

+ Thuốc thử acid boric – acid oxalic : Gồm 15 ml dung

dịch acid boric 10% và 5ml dung dịch acid oxalic 10% Sau khi phun sấy bản mỏng ở 1200C trong 10 – 15

phút, các flavon và flavonol phát quang màu lục hay

vàng lục

+ Thuốc thử Diazo : Các dẫn chất flavonoid có nhóm

OH ở vị trí 7 có thể kết hợp với muối diazoni tạo thành chất màu azoic màu vàng cam đến đỏ

+ Thuốc thử nhôm clorid: tạo phức màu với flavonoid

Bản mỏng sau khi phun dung dịch AlCl3 1 % trong

methanol được sấy ở 1200C trong 5 phút , quan sát vết ở ánh sáng thường hay dưới đèn tử ngoại, bước sóng

366nm

+ Muối của kim loại khác: như dung dịch nước bão

hoà chì acetat cho màu vàng với flavon, màu cam với flavonol

+ Thuốc thử acid sulfuric 80%: có tác dụng khử nước

chuyển leucoanthocyan thành anthocyan có màu đỏ

+ Thuốc thử NP/PEG : Phun dung dịch

Difenylboryloxyethylamin 1% trong methanol, sau đó phun tiếp dung dịch PEG 4000 5% trong cồn soi dưới đèn UV- 366 nm

3.2 Định lượng

Tuỳ vào từng loại Flavonoid mà ta có phương pháp định lượng cụ thể khác nhau

Phương pháp cân: ứng dụng khi nguyên liệu giàu có

flavon hoặc flavonol và dịch chất ít tạp chất

Đo màu: bằng phản ứng cyanidin, phản ứng kết hợp với muối diazoni, tạo phức màu với AlCl3 , muối titan, chrom …

Phương pháp đo phổ tử ngoại.

Ví dụ:

a Flavon hoặc flavonol

 Phương pháp phân tích HPLC (sắc kí lỏng cao

áp) Với pha động là dung dịch acetonitrile và acid

H3PO4 1% (phương pháp chuẩn trong phân tích)

 Phương pháp Prussian Blue:

+ Hỗn hợp thuốc thử là FeCl3 và K3Fe(CN)6 bị khử bởi các hợp chất phenol và tạo thành phức ferric (III)

hexacyanoferrate (II) có màu xanh

+ Để yên dung dịch trong 15 phút, sau đó đem đo độ

hấp thu A

 Phương pháp Diazotized

+ Dựa vào khả năng phản ứng ghép đôi với hợp chất

diazo trong môi trường acid tạo thành hợp chất có màu vàng đặc trưng

+ Lắc đều, để yên dung dịch trong 1 giờ, sau đó đem đo

độ hấp thu

 Phương pháp Vanillin – HCl: tạo thành hợp chất

có màu đỏ

4 Các phương pháp chiết suất và tổng hợp

Flavonoid

4.1 Chiết suất

Nguyên liệu được chiết với methanol, bốc hơi

methanol trong chân không hay trên nồi cách thuỷ tới cạn Hoà tan cặn trong nước rồi chiết lại bằng ethyl

acetat Bốc hơi dịch chiết ethyl acetat trên cách thuỷ tới cạn Hoà tan cặn trong methanol để chấm sắc ký hoặc

có thể dùng dịch chiết methanol ban đầu làm dung dịch chấm sắc ký

VD: Với các chất anthocyanin thường kém bền vững

nhất là các acyl anthocyanin được acyl hóa với các acid aliphatic do đó người ta thường chiết bằng methanol có mặt của các acid yếu như acid acetic, acid citric,…

Không có một phương pháp chung nào để chiết suất các flavonoid vì chúng rất khác nhau về độ tan trong nước và trong các dung môi hữu cơ

- Các dẫn chất flavon, flavonol có nhóm -OH tự do ở vị trí thứ 7 tan được trong dung dịch kiềm loãng, dựa vào

đó để chiết

- Để chiết các dẫn chất ở dạng glycoside, người ta phải loại các chất thân dầu bằng ether dầu hỏa sau đó chiết bằng nước nóng hoặc methanol hoặc ethanol hay hỗn hợp cloruafom và ethanol

- Dịch chiết đem làm đậm đặc dưới chân không ở

nhiệt độ thấp (40-70 độ C)

Chất hấp phụ

 Dung môi

 Đối với lớp mỏng silicagel G

+ Tách các Aglycol : Toluen – ethyl formiat – acid

formic (5:4:1)

+ Tách flavon: Benzen – aceton (4:1), (9:1) ;

Benzen – ethyl acetat (3:1)

Ethyl acetat – Methanol (4:1)

+ Tách các flavonol:

Ethyl acetat – methanol (8:2) Benzen – pyridin – acid formic (36:9:5)

+ Tách các flavonoid glycosid :

 Ethyl acetat – acid formic – nước (8:1:1) ;

 Butanol – ethyl acetat- dimethyl formamid – nước

(10:6:3:2)

 Ethyl acetat – methanol – nước (10:2:1), (100:16:14)

Toluen – ethyl acetat – aceton – acid formic (15:2:2:1)

 Cloroform – methanol (9:1)

 Ethyl acetat – acid formic - acid acetic khan—

nước(100:11:11:27)

 Đối với lớp mỏng bột polyamid

Methanol – nước (8:1); (4:1)

Ethanol – nước (3:2), (4:1)

Ethyl acetat – methylethylceton – acid formic – nước (5:3:1:1)

4.2 Tổng hợp

5 Tác dụng sinh học và ứng dụng

5.1 Tác dụng sinh học

- Khi đưa các chất chống oxy hóa như flanovoid vào

cơ thể để bảo vệ tế bào thì có thể ngăn ngừa các nguy

cơ xơ vữa động mạch, tai biến mạch, lão hóa,…Vì khả năng chống ôxy hóa của flavonoid còn mạnh hơn các

o o

Me Oxycarbonyl

- Tác dụng chống độc của flavonoid làm giảm thương tổn gan, bảo vệ được chức năng gan

- Flavonoid thể hiện tác dụng chống co thắt những tổ chức cơ nhẵn (túi mật, ống dẫn mật, phế quản và một

số tổ chức khác)

- Trên bộ máy tiết niệu, nhiều flavonoid thuộc nhóm flavon, flavanon, flavonol thể hiện tác dụng thông tiểu

rõ rệt

- Tác dụng chống loét của flavanon và

chalcon-glycoside của rễ cam thảo được ứng dụng để chữa

đau dạ dày

- Flavonoid làm bền thành mạch, giảm sức thẩm thấu

các hồng cầu qua thành mạch ứng dụng trong chữa trị

các rối loạn chức năng tĩnh mạch, giãn hay suy yếu tĩnh

mạch, trĩ, rối loạn tuần hoàn võng mạc

5.2 Ứng dụng

- Chất flavonoid từ lá cây chay

giúp bảo quản mô thận, ức chế

phản ứng thải ghép thận; yếu tố

bảo vệ thận ghép, hạn chế tổn

thương tế bào thận do thiếu máu

Cây Chay (Artocarpus tonkinensis A chev)

Họ Dâu tằm -MORACEAE

- Flavonoid được chiết từ lá cây bạch quả (Ginkgo

biloba-thuộc họ Ginkgoaceae) chứa các chất dẫn chất của Kaempferol, quercetin có tác dụng cải thiện được tuần hoàn, đặc biệt là tuần hoàn não, làm tăng trí nhớ, có tác

dụng tính cực trong chữa bệnh Alzheimer, cải thiện

chứng liệt dương

Lá cây bạch quả (Ginkgo biloba ) Thuộc họ Ginkgoaceae

- Thí nghiệm flavonoid chiết xuất từ hoa kim ngân

cũng có tác dụng làm giảm các chỉ số cholesterol toàn phần, triglycerid và LDLC (hại cho tim) đồng thời làm tăng HDLC (lợi cho tim mạch) trong huyết tương

chuột cống trắng uống cholesterol thực nghiệm

Tên khoa học Lonicera Japonica Thunb

Họ cơm cháy (caprifliaceae)

- Các flavonoid còn có tác dụng chống độc, làm giảm thương tổn gan, bảo vệ chức năng gan

như cynarin, acid cafeic, chlorogenic có trong cây actisô (cynara scolymus L )

- Báo The Times of India dẫn lời các nhà khoa học cho biết, Chính hợp chất flavonoid có

trong củ hành với đặc tính chống ôxy hóa đã

giúp tiêu diệt các phân tử gốc tự do Củ hành

có tác dụng ngừa ung thư(đặc biệt là ung thư

dạ dày), huyết áp cao và bệnh tim, giúp giảm cholesterol và ngăn ngừa chứng xơ vữa động

-Trong nụ hoa hòe có chứa flavonoid: rutin (rutosid) cao nhất Tác dụng của rutin (một loại vitamin P) làm giảm tính thấm của mao mạch, củng cố sức bền thành mạch, hạn chế hiện tượng suy giảm tĩnh mạch ở người cao tuổi

Tên khoa học: Sophora Japonica L

Họ cánh bướm (Papilionaceae)

- Cây thanh hao hoa vàng chứa các hợp chất flavonoid gồm quercetagetin, methylether, tetramethylether và các coumarin, các dẫn chất polyacetylen

Tên khoa học là Artemisia annua LThuộc họ cúc Asteraceae

- Rất nhiều loại hoa chứa các flavonoid, polyphenol

(như hoa và đài hoa cây bụt dấm) có tính chống ôxy

hoá, làm giảm rối loạn lipid máu, nguy cơ bệnh tim

-Nghiên cứu cho thấy các chất có trong chocolate được gọi

là flavonoid có thể giúp mạch máu hoạt động trôi chảy hơn

và có thể giảm nguy cơ bệnh tim

-Hesperidin và naringin là hai chất flavonoid

có trong bưởi giúp bảo vệ tính đàn hồi của

mạch máu, ngừa xơ cứng động mạch, gián

tiếp chống cao huyết áp và tai biến mạch máu

não

- Một nghiên cứu mới của Mỹ được đăng

trên tạp chí Journal of Agricultural and

Food Chemistry khẳng định rằng các chất

flavonoid trong chanh có tính năng ngăn

ngừa các bệnh thoái hóa của não

-Ngoài ra, flavoloid còn có trong một số loại như: cam quýt, vỏ và hạt nho, đậu nành …

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Theo các địa chỉ Website sau: