GIỚI THIỆU CHUNG về FLAVONOID

Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên GIỚI THIỆU CHUNG VỀ FLAVONOID I- KHÁI NIỆM CHUNG VỀ FLAVONOID: 1-Đònh nghóa: Flavonoid là những chất màu thực vật, có cấu trúc cơ bản kiểu C 6 – C 3 – C 6 , trong đó mỗi C 6 là một vòng benzen gắn với C 3 . Cấu trúc có thể là vòng kín hoặc hở. Tại các vòng có đính một hoặc nhiều nhóm hydroxy tự do hoặc đã thay thế một phần, vì vậy về bản chất chúng là các polyphenol có tính axit. Các polyphenol có thể phản ứng lẫn nhau qua các nhóm hydroxy để tạo thành các phân tử phức tạp hơn hoặc có thể liên kết với các hợp chất khác trong cây như các oza (dạng glycozit), hoặc protein. 2-Phân bố trong tự nhiên Flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phân bổ rộng nhất trong thiên nhiên, ước tính đã có khoảng 2000 flavonoid đã biết rõ cấu trúc (Harbone, 1975). Nói chung, flavonoid không có ở các tảo và nấm. Flavonoid đặc trưng cho các thực vật bậc cao, song song với axit hydroxinamic và lignin trong cây. Nó có mặt trong hầu hết bộ phận của cây: hoa quả, lá, rễ, gỗ, … và khu trú ở các tế bào. Nó tham gia vào sự tạo màu sắc của cây, nhất là hoa. Đó chính là một trong những chức năng sinh lý quan trọng của flavonoid đối với cây cỏ. II- PHÂN LOẠI FLAVONOID: 1-Flavon: Flavon có cấu trúc chung 2 vòng benzen A và B. Vòng B gắn vào vòng C (pyran) qua dây nối ở C 2 : Flavon thường gặp nhất là Apigenin và Luteolin. -1- O O 1 2 3 4 5 6 7 8 5'6' 4' 3'2' O O A C B 1 2 3 4 5 6 7 8 5'6' 4' 3'2' Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên Đã biết khoảng 130 hợp chất flavon (Mabry, 1975) ở dạng tự do cũng như glycozit. 2-Flavanon: Khác với flavon ở chỗ flavanon thiếu dây nối đôi ở C 2 và C 3 . Tất cả flavanon phát hiện cho đến nay đều có nhóm OH ở vòng A hoặc vòng B. Trong tự nhiên chúng thường có bên cạnh flavon tương ứng, có nhiều trong các họ Resaceae, Rutaceae, Leguminosae, Asteraceae. Ba chất tiêu biểu là Naringin, Prunnin và Hesperidin. 3-Flavonol: Khác với flavon ở chỗ có thêm nhóm OH ở C 3 . -2- O O 2 3 O OO OH OH Gl Rh O OO OH Gl O OO OH OCH 3 GlRh Naringin Prunnin Hesperidin OH O O OH 3 O OHO OH OH O OHO OH OH Apigenin Luteolin OH Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên Flavonol rất phổ biến trong tự nhiên. Ba chất quan trọng nhất thường gặp là Kaempferol, Quecxetin và Mirixetin. Đặc biệt có nhiều trong thực vật hạt kín. Thống kê trên 1000 loài thuộc thực vật hạt kín thì thấy 48% loài có Kaempferol và 26% có Quecxetin. Mirixetin chiếm 10% trong tổng số loài có Flavonol. 4-Dihydroflavonol: Cấu trúc cơ bản giống flavonol nhưng không có nối đôi C 2 – C 3 . Còn gọi là 3-hydroxyflavanon hoặc flavanonol. Chất phổ biến và đơn giản nhất là 7-hydroxydihydroflavonol: Thường gặp chúng ở các họ Leguminaceae, Rutaceae, Anacarbiaceae, Moraceae, Ericaceae. 5-Chalcon: -3- O OHO OH OH O OHO OH OH Kaempferol Quecxetin OH OH O OHO OH OH Mirixetin OH OH OH OH O O OH 3 O OHO OH 7-hydroxydihydroflavonol OH Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên Là flavonoid vòng mở, 2 nhân thơm kết hợp nhau qua 1 dãy 3 cacbon α, β không bão hòa. Trong tự nhiên, chalcon đều có nhóm OH ở vòng A hoặc B là chất tạo ra màu vàng tươi của nhiều loại hoa. Ngoài ra còn có ở trong gỗ một số loài như Acacia … Chất chalcon phổ biến nhất là Butein. 6-Dihydrochalcon: Là Chalcon mất dây nối đôi α, β. Loại này tương đối có ít trong tự nhiên. Thường gặp trong họ Rosaceae, Ericaceae, Fagaceae, Leguminosea, Saluceae. Chất tiêu biểu là Phloridzin (trong quả táo). 7-Auron: Về cấu trúc cơ bản là một hệ thống 2 benzylliden cumaron. Là loại flavonoid tạo màu vàng cho một số hoa. Ngoài ra còn có trong gỗ và lá. Chất tiêu biểu là sulfuretin (có trong nhiều loại hoa). 8-Antoxyanidin: Về cấu trúc, nhóm này khác các flavonoid khác ở chỗ không có nhóm cacbonyl ở C 4 và luôn luôn có các nhóm oza gắn vào OH. Các oza phổ biến là -4- O 2' 6' 5' 4' 3' 56 4 32 α β A B O HO OH OH OH Butein O 2' 6' 5' 4' 3' 56 4 32 α β Phloridzin OGl HO OH Sulfuretin O 2' 4 4 5 6 7 5'6' 4' 3'2' OH O CH OH HO Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên glucoza, galactoza, arabinoza, fructoza. Sau khi thủy phân chúng cho các antoxyanin tương ứng. Có ba nhóm antoxyanin là pelargonidin màu vàng cam hoặc hồng, xyanidin màu hồng xỉn và Delfinidin màu đỏ hoặc tím. 9-Leucoantoxyanidin: Là 3,4-diol flavan không màu, khi gặp axit biến thành antoxyanidin có màu hồng hoặc đỏ. Rất phổ biến trong cây, nhất là ở vỏ cây và gỗ. 10-Isoflavon: Là nhóm isoflavonoid phổ biến nhất và có nhiều giá trò về tác dụng chữa bệnh. Ví dụ: Daidzein trong cát căn (Pueraria thomsoni), hoặc Formonometin có trong cam thảo (glycyrrhiza glabra). 11-Rotenoid: -5- OHO OH Pelargonidin OH + OH OHO OH Delfinidin OH + OH OH OH OHO OH Xyanidin OH + OH OH OH OHO OH OH 3,4-diol flavan OH OH O OHO OH Daidzein O OHO OH Formonometin OH OCH 3 Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên Nhóm hợp chất này có cấu trúc cơ bản của hệ thống couman – croman 4 vòng là dẫn xuất của isoflavanon… Đã biết khoảng 15 chất rotenoid, trong đó quan trọng nhất là Rotenon trong các loài Derris, Erythrina, Millettia (Mabry 1975). Tác dụng quan trọng của nhóm hợp chất này là diệt sâu bọ, do hạn chế khả năng thu nhận oxy của sâu bọ. 12-Neoflavonoid: Thuật ngữ Neoflavonoid dùng để chỉ một nhóm hợp chất có khung cơ bản 4-aril croman. Chất đầu tiên phân lập là calophylolid chiết từ hạt cây mù u calophyllum inophyllum và một số loài calophyllum khác, họ Guttiferae (Ormancey Potier 1951). 13-Biflavonoid: Harbone (1967) xem các biflavonoid như các dime của Apigenin. Có 6 nhóm biflavonoid sắp xếp dựa theo kiểu liên kết trong cấu trúc. Ví dụ nhóm Biflavon và Flavanonyl – flavon được gọi là nhóm Agathisflavon. -6- O O O OCH 3 OCH 3 O CH 2 C CH 3 Rotenon O 1 2 3 4 5 6 7 8 2' 3' 4' 5' 6' Caloplylolid OH 3 CO O O O 4-aril croman Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên III- HOẠT TÍNH SINH HỌC: 1-Vai trò của Flavonoid trong cây: a- Các phản ứng sinh hóa: Các nhóm phenol của flavonoid có vai trò trong sự hòa tan các chất vì di chuyển dễ dàng qua các màng sinh lý. Một số flavonoid có tác dụng như một chất chống oxy hóa, bảo vệ axit ascobic, một thành phần quan trọng trong tế bào thực vật. Một số có tác dụng ức chế các enzim và các chất độc của cây. b-Vai trò ức chế và kích thích sinh trưởng: Nhiều công trình nghiên cứu về tác dụng ức chế và kích thích sinh trưởng cây của flavonoid. Nhóm chức hydroxy có vai trò quyết đònh về tác dụng này. Ví dụ: trong cây ổi, các flavonoid có nhóm OH ở vò trí 4’ làm tăng cường hoạt tính của enzim trong khi các flavonoid có OH ở 3’ và 4’ lại có tính ức chế. Flavonoid còn tham gia vào sự hô hấp quang hợp. c-Vai trò tạo màu sắc: Flavonoid đóng vai trò tạo màu sắc hấp dẫn cho cây, góp phần thúc đẩy sự sinh tồn của cây và phát triển hoa, quả. Sâu bọ, nhờ hệ thống thò giác đặc biệt, chúng rất nhạy cảm đối với màu sắc của cây cỏ. Thực nghiệm cho thấy các loài ong thích màu xanh và màu vàng, các loài bướm thích màu hồng và màu trắng, các loài ruồi thích màu trắng, còn các loài chim sâu lại thích màu đỏ (Harbone 1975). Trong việc tạo màu, các flavon, flavonol, auron, chalcon cho màu vàng trong khi các antoxyanin cho các màu hồng, đỏ, tím hoặc xanh thẫm. d-Vai trò một chất bảo vệ cây: Một số flavonoid không màu trong lá đóng vai trò một chất bảo vệ cây, ngăn trở đối với các động vật ăn cỏ. Vò đắng và khó chòu của flavonoid làm cho động vật khi ăn phải mất cảm giác ngon và không thích ăn các loại cây cỏ này. Quecxetin với nồng độ rất thấp đã có cảm giác mất ngon, nhưng với liều 0,2% sẽ gây ức chế sự bài tiết nước bọt. 2-Vai trò của flavonoid trong y học: -7- O OHO OH OH Agathisflavon O OHO OH OH Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên Powers (1964) đã nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn của 24 loại flavonoid trên 10 chủng vi khuẩn. Hầu hết flavonoid đều ức chế hô hấp và sự tái sinh sản ở nồng độ 1 –2 µmol trong môi trường có glucoza. Với 24 chất thử không có chất nào không có tác dụng dưới 9 trong số 10 vi khuẩn thử. Trong chương trình sàng lọc chất tác dụng với khối u đã phát hiện một số flavonoid có tác dụng đối với một số dạng ung thư. Eupatin và Eupatoretin (Kupchan 1969), Centaureidin (Kupchan và Banerschmidt 1971) đều có tác dụng vừa đối với carcinoma của ung thư vòm họng. Một tác dụng quan trọng của flavonoid là nâng cao tính bền của thành mạch máu. Năm 1936 Rusznyak và Szent – Gyorgyi cấp mẫu thuốc vitamin C chiết từ quả chanh cho thầy thuốc để dùng cho bệnh nhân bò chảy máu thành mạch. Bệnh nhân khỏi bệnh. Về sau lại cấp một mẫu khác tinh khiết hơn cho một bệnh nhân khác nhưng bệnh nhân này không khỏi bệnh. Xem lại mẫu thuốc trước thì thấy còn chứa nhiều tạp chất flavon của quả chanh. Tác dụng này có liên quan đến cấu trúc của flavonoid. Thực nghiệm cho thấy các flavonoid có nhóm OH tự do ở vò trí 3’, 4’ có tác dụng tốt đối với sự nâng cao tính bền vững của thành mạch. Rutin là chất tiêu biểu về tác dụng này. * Tác dụng estrogen: Hiện tượng sẩy thai của cừu ở Úc là một vấn đề lớn đã được nghiên cứu ở nước này. Nguyên nhân gây ra hiện tượng này là cừu ăn một loài cây (Trifolium subterraneum) có một chất isoflavon là genistein với hàm lượng 0,7% trong lá (Brabdury và White 1951). Trên thực nghiệm, chất này có tác dụng estrogen trên chuột nhắt. -8- O O OH OCH 3 Eupatin OH OH H 3 CO H 3 CO O O OCH 3 OCH 3 OH OH H 3 CO H 3 CO Eupatoretin O O OH OCH 3 H 3 CO HO OH OCH 3 Centaureidin Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên Bikoff và cộng sự (1957) cũng đã lấy được từ Trifolium repens một chất có tác dụng estrogen mạnh gấp từ 30 – 100 lần so với isoflavon của T.subterraneum. Whalley cho rằng tác dụng của estrogen của những chất trên có thể hiểu được do có sự giống nhau về cấu trúc hóa học giữa chúng với chất estrogen tổng hợp Dietylstiboestrol. Pretorius (1958) đã nghiên cứu tác dụng estrogen của một số hợp chất flavonoid, cho thấy các glucozit quecxetin và kaempferol 3-ramnogalacto-7 ramnozit đều có tác dụng estrogen. Tác dụng 50mg các chất này tương đương với tác dụng của 0,034g dietylstilboestrol. Ngoài các tác dụng trên, flavonoid cón có những tác dụng khác như: chống dò ứng, chống co giật, giảm đau, dãn mạch, dãn phế quản, lợi mật và tác dụng diệt nấm (Szirmai, Stauffer 1968). -9- O OHO OH Genistein OH OH OH HO Dietylstiboestrol Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên Chương 2: CHIẾT XUẤT DƯC LIỆU I- NGUYÊN LIỆU: Ta phải có dược liệu tốt, hàm lượng hoạt chất cao. Do đó phải nghiên cứu, phân tích để xác đònh đúng thời điểm thu hái dược liệu, phải có cách chế biến và bảo quản thích hợp cho từng loại dược liệu, nếu điều kiện cho phép nên dùng nguyên liệu tươi. Khi thu hái nguyên liệu cần chú ý loại bỏ các dược liệu sâu bệnh, dược liệu có mang các thực vật ký sinh. II- ỔN ĐỊNH DƯC LIỆU : Thông thường sự hoạt động của men xảy ra sau khi nguyên liệu bò cắt khỏi thân cây, do đó vấn đề xử lý nguyên liệu ngay sau khi thu hái nhằm ngăn chặn sự hoạt động của men là hết sức cần thiết để đảm bảo được cấu trúc ban đầu của hợp chất trong cây và nâng cao hiệu suất chiết. Bản chất của men là những protein không tan trong cồn, tan trong nước, bò tủa bởi một số muối vô cơ có nồng độ cao. Men hoạt động ở nhiệt độ thích hợp từ 20-45 0 C và bò phá hủy ở nhiệt độ >60 0 C. Dựa vào các tính chất của men, người ta có thể ổn đònh dược liệu bằng một số phương pháp sau : 1. Ổn đònh bằng phương pháp nhiệt khô : Sấy dược liệu ở nhiệt độ từ 60-80 0 C cho đến khô ở nhiệt độ này men sẽ bò phân hủy. 2. Ổn đònh bằng phương pháp nhiệt ẩm : - Ổn đònh bằng hơi nước : -10- [...]... phương pháp ứng dụng nhiều trong sản xuất lớn IV- CHIẾT XUẤT FLAVONOID TỪ DƯC LIỆU: Độ hòa tan của flavonoit tuỳ thuộc vào số nhóm hydroxyl và các nhóm thế của chúng Số nhóm này cũng như vò trí của chúng rất khác nhau giữa các flavonoid vì vậy khó mà xây dựng một quy trình chung về chiết xuất flavonoid Tuy nhiên, có thể đưa ra một số nguyên tắc chung như sau: - Flavonoit ở hầu hết các bộ phận của cây:... Dòch chiết được thử flavonoid bằng cách nhỏ lên giấy lọc rồi hơ amoniac Thường thì eter dầu hỏa có khả năng loại các tạp chất nói trên tốt mà không hòa tan flavonoid Một tạp chất cần loại khác là tanin Tanin có khả năng hòa tan tốt trong dung môi giống như flavonoid, tuy nhiên tủa tanin với protein không tan trong etyl acetat 2- Đònh lượng: Cân chính xác 10g bột dược liệu chứa flavonoid đã xác đònh... OH phenol, chúng tan được trong kiềm Lợi dụng tính chất này có thể chiết chúng bằng dung dòch kiềm loãng, nước vôi Sau đó axit hóa dòch chiết để kết tủa flavonoid hoặc tách ra bằng dung môi hữu cơ ở môi trường axit V- ĐỊNH LƯNG FLAVONOID TOÀN PHẦN: Flavonoid toàn phần có thể đònh lượng theo phương pháp cân, bao gồm 2 bước như sau: -13- Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên - - - - 1- Loại tạp... dung môi Chiết tiếp bằng cồn cho đến khi hết flavonoid Cất thu hồi dung môi đến khi còn dòch chiết nước Để nguội, nhỏ dung dòch gelatin 1% vào đến khi không còn tủa trắng xuất hiện thêm Lắc hỗn hợp dòch chiết và tủa với etyl acetat đến khi hết flavonoid Sấy cặn ở 1050C đến khi khối lượng không thay đổi Đònh lượng 3 lần, lấy kết quả trung bình Hàm lượng flavonoid tổng trong nguyên liệu được tính theo... hạt, sáp.Trường hợp chiết lớp sáp bên ngoài lá thì dùng dung môi rửa lấy sáp các bộ phận khác nói chung là sấy khô, tán bột Cần chú ý các enzym có thể thuỷ phân glycozit Vì vậy nếu muốn chiết dạng glycozit thì ổn đònh dược liệu trước khi sấy bằng cách nhúng dược liệu tươi vào cồn hoặc nước đun sôi - Nói chung các glycozit có độ phân cực mạnh hơn các aglycon tương ứng Đối với aglycon thì isoflavon, flavanon,... các hoạt chất trong tế bào sẽ hòa tan vào dung môi khi đó sẽ xuất hiện quá trình thẩm thấu giữa dòch chiết trong thành tế bào với dung môi bên ngoài Quá trình thẩm thấu này kết thúc khi có sự cân bằng về nồng độ hoạt động giữa dung dòch bên trong và ngoài thành tế bào Như vậy sự chiết sẽ xảy ra hai quá trình: - Quá trình hòa tan - Quá trình thẩm thấu Hai quá trình này được thực hiện liên tục đến khi... chiết 1- Chiết bằng phương pháp ngâm: • Mazeration : Dược liệu được ngâm với dung môi trong bình chiết ở nhiệt độ phòng, thỉnh thoảng lắc đều, thời gian ngâm từ 4-10 ngày, trong thời gian này cân bằng về nồng độ hoạt chất giữa bên trong và bên ngoài thành tế bào được thiết lập và quá trình thẩm thấu sẽ kết thúc Sau khi ngâm, dòch chiết được lấy ra, ép bã dược liệu, dòch ép bã và dòch chiết được tập... flavon và flavonol có nhiều nhóm OH, các biflavon, auron, chalcon và glycozit đều là chất phân cực mạnh Có thể chiết chúng bằng cồn, nước riêng hay hỗn hợp của chúng Dung môi có thể áp dụng cho hầu hết flavonoid là dung dòch cồn 80% hoặc 60% Chiết bằng nước nóng áp dụng tốt đối với các polyglycozit ( như trường hợp chiết rutin từ hoa hoè) và các antoxyanin Đối với antoxyanin, nên thêm 1 lượng nhỏ HCl . Tiểu luận môn Hóa học các hợp chất thiên nhiên GIỚI THIỆU CHUNG VỀ FLAVONOID I- KHÁI NIỆM CHUNG VỀ FLAVONOID: 1-Đònh nghóa: Flavonoid là những chất màu thực vật, có cấu trúc cơ bản. trong tự nhiên Flavonoid là một trong những nhóm hợp chất phân bổ rộng nhất trong thiên nhiên, ước tính đã có khoảng 2000 flavonoid đã biết rõ cấu trúc (Harbone, 1975). Nói chung, flavonoid không. công trình nghiên cứu về tác dụng ức chế và kích thích sinh trưởng cây của flavonoid. Nhóm chức hydroxy có vai trò quyết đònh về tác dụng này. Ví dụ: trong cây ổi, các flavonoid có nhóm OH ở