HÓA HỌC ĐẠI CƯƠNG - NỘI DUNG CHƯƠNG TRÌNH (18T), CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN.

Một Số TerpenesO Z-3,7-Dimethyl-octa-1,3,7-triene 1,7,7-Trimethyl-bicyclo[2.2.1]heptan-2-one Camphor Ocimen Ocimen có trong tinh dầu lá húng quế Ocimum basilicum, bp: 81 0 C / 30 mmHg Ca

NỘi DUNG CHƯƠNG TRÌNH (18t)

Bài 1: TERPENES

Terpen là tên được Dumas đặt cho tinh dầu có trong dầu turpentine vào năm 1866 Terpene phân bố rộng rãi trong tự nhiên, thành phần dễ bay hơi trong các loại dầu thực vật Cấu trúc của terpene bao gồm các monomer được gọi là isoprene Isoprenoid là tên gọi khác của terpen

Myrcene được tách từ bayberry oil

Cấu trúc camphor được xác định bởi Bredt vào năm 1893, Pinene bởi Wagner 1894, citral

bởi Tiemann 1895, β-carotene được tách từ carrots vào năm 1837 bởi Wackenrodder và đến năm 1907 cấu trúc chính xác đã được xác định bởi Willstaetter.

Giai đoạn từ 1945, phát minh kỹ thuật sắc ký, phổ, nhiều terpenes đã được xác định

Một Số Terpenes

O

(Z)-3,7-Dimethyl-octa-1,3,7-triene 1,7,7-Trimethyl-bicyclo[2.2.1]heptan-2-one

Camphor Ocimen

Ocimen có trong tinh dầu lá húng quế (Ocimum basilicum), bp: 81 0 C / 30 mmHg

Camphor có trong tinh dầu long não (Cinamomum camphora), mp: 179 0 C

Camphor có trong tinh dầu long não có tính quang hoạt, thu được bằng cất kéo theo hơi nước, camphor thu được bằng tổng hợp từ α pinene là hỗn hợp racemic

Một Số Terpenes

2,6,6-Trimethyl-bicyclo[3.1.1]hept-2-ene 1-Isopropyl-4-methyl-cyclohexa-1,3-diene

β carotene, caroten trong củ carrot có khoảng 15% đồng phân α, khoảng 85% β, 0 – 1% γ

1 Sự Phân Loại Terpenes

Terpenes Isoprene

units

Carbon atoms

Monoterpenes được chia làm 03 loại : acyclic, monocyclic và bicyclic.

Trên 700 cấu trúc đã được xác định.

1.1.1 ACYCLIC MONOTERPENES

Acyclic monoterpenes phổ biến là geraniol , linalol , nerol và citronellol

Acyclic monoterpenes co thể được xem là dẫn chất của 2,6-dimethyloctan.

Geraniol , linalol , nerol và citronellol ở dạng tự do hoặc dạng ester trong nhiều loại tinh dầu hoa hồng , cam , chanh, sả , được sử dụng làm hương liệu trong công nghệ nước hoa.

OH O

ascaridol Cineol-1,8

1.1.3 BICYCLIC MONOTERPENES

Camphor có tính quang hoạt, (+) camphor và (-) camphor có trong tinh dầu long não

( + ) camphor Hydrogen hoá nhóm chức ceton của cam phor thu được borneol

( ) camphor

1.1.3 BICYCLIC MONOTERPENES

H O H

H

O H

1.2 SESQUITERPENES

Sesquiterpenes có 3 đơn vị isopren, là thành phần tinh dầu thơm có trong lá Labiatae, Rutaceae, Myrtaceae và Pinaceae.

OH O

O

OH

O O

Abscisic acid (Hormone thuc vat)

Vitamin A

CH2OH

HOH2C

1.3 DITERPENES

Dạng hoạt động nhất của vitamin E là α-tocopherol (chuỗi phytyl bão hoà).

α-tocopherol, có cấu hình tuyệt đối 2R-(4'R,8'R)-5,7,8-trimethyltocol, tocol là 02 vòng

ngưng tụ

1.3 DITERPENES

α-tocopherol được tách ra từ đầu mầm hạt lúa mì vào năm 1936, tên tocopherol bắt nguồn

từ tiếng Greek phero nghĩa là "to bring" và từ tocos, nghĩa "childbirth”.

Vitamin K được tìm thấy 1929 từ nghiên cứu của H Dam về qúa trình chuyển hoá

cholesterol trong chim, ông nhận thấy những triệu chứng suy giảm mới từ những con chim

có chế độ ăn kiêng chất béo, dễ bị chảy máu, và thời gian đông máu kéo dài.

Vitamin E tác nhân chống oxi hoá.

Năm 1939 nhóm nghiên cứu Doisy đã tách được vitamin K từ dịch chiết hexane.

Năm 1943 giải Nobel y học đã được trao cho 02 tác giả đã khám phá ra vitamin K.

1.3 DITERPENES

Vitamin E có trong rau xà lách, hạt ngũ cốc, dầu thực vật, gan bò, lòng đỏ trứng,

Vitamin K có trong củ linh lăng, bắp cải, rau má, cà chua, lòng đỏ trứng, sữa, thịt bò,

Vitamin E tác nhân chống oxi hoá, bảo vệ các chất dễ bị oxi hoá như vitamin A, acid béo không no, Thiếu vitamin A sẽ gây ảnh hưởng đến sụ sinh sản.

Vitamin A, D, E, K là những nhóm vitamin tan trong dầu, lipid.

Chú ý việc dùng vitamin trước hoặc sau bữa ăn.

Vitamin K cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp prothrombin, yếu tố làm đông máu.

1.3 DITERPENES

1.4 SESTERPENES

Sesterpenes được tách từ vỏ của côn trùng và từ nấm.

1.5 TRITERPENES

Triterpenoids (30 C) tạo ra nhóm lớn các hợp chất tự nhiên steroids, sterols.

Squalene là chất trung gian sinh học của tất cả các triterpenoids.

Dầu gan cá mập

1.6 TETRATERPENES

Carotenoids (40 C) là các chất màu vàng hoặc vàng cam trong động thực vật, tan trong dầu

Caroten thường đươc chiết từ củ carrot chủ yếu là đồng phân beta (85%)

1.6 TETRATERPENES

Rodopsin khi hấp thu ánh sáng, cis-retinal sẽ chuyển thành trans-retinal ở dạng phức gọi

là lumi-rodopsin không bền và tách thành trans-retinal và opsin.

Vitamin A (retinol) có nhiều trong dầu cá, lòng đỏ trứng, carrot, đu đủ, bí đỏ, rau ngót,

β-caroten là chất previtamin A chiếm tỷ lệ cao trong tự nhiên, dưới tác dụng enzym

carotenase có trong gan beta caroten được chuyển hoá thành 02 phân tử vitamin A.

Nhờ enzym thích hợp retinol dehydrogenase nhóm rượu được chuyển thành aldehyde toàn trans retinal, aldehyde này đồng phân hoá thành 11-cis-retinal.

11-cis-Retinal kết hợp ở dạng phức với protein opsin tạo nên sắc tố nhạy cảm với ánh sáng (có trong tế bào hình que của mắt người và động vật có vú) gọi là rodopsin

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Steroids là một nhóm hợp chất có cấu trúc tương tự nhau có trong động, thực vật

Các steroid như sterol, vitamin D, acid mật , hormon sinh dục , hormon tuyến thượng thận

O H

9 10

11

12

13 14 15 16 17

18 19

20

21

22 23

24 25

26

27

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Các vòng cyclohexan trong khung steroid có cấu dạng ghế

Vòng A/B, B/C, C/D đều trans thì cho dãy cholestan , nếu A/B cis thì cho dãy coprostan

Các nhóm methyl ở vị trí 10 và 13 luôn ở trên mặt phẳng vòng, đường đậm nét

Dãy cholestan hydrogen ở số 5 dưới mặt phẳng, đường rời nét, cấu hình 5α

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Steroids là loại lipid có nhiều chức năng trong đời sống, là dẫn chất từ squalene bằng phản ứng đóng vòng, dehydrogen hoá, phản ứng thế.

Cholesterol là steroid có số lượng lớn nhất, là chất trung gian của tất cả các steroids trong động vật

Người trưởng thành có trung bình khoảng hơn 200 g cholesterol chứa trong các mô cơ thể, lượng lớn trong não và tủy sống

Cholesterol là thành phần bồi đắp thành mạch máu, cản trở sự lưu thông của máu trong hệ tuần hoàn

Cholesterol ở dạng tự do nhóm alcohol hoặc được ester hoá bởi các acid béo khác nhau

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Cholesterol là lipid hầu như không tan trong nước, nên phải được nhũ tương hoá để có thể

di chuyển trong máu, nhờ vào chức năng của lipoproteins có thể nhũ tương hoá và phân bố lipid khắp cơ thể.

HDL đóng vai trò chuyển cholesterol từ tế bào vào gan để được oxi hoá thành acid mật, chất đóng vai trò quan trọng trong qúa trình tiêu hoá và bài tiết cholesterol khỏi cơ thể Vì thế, nếu lượng HDL cao liên quan đến “good” cholesterol.

LDL mang cholesterol đến tế bào qua đó tạo sự ngưng đọng cholesterol ở thành mạch Nếu lượng LDL cao liên quan đến “bad” cholesterol và là nguyên nhân của bệnh tim mạch, xơ vữa mạch máu Lượng LDL tăng cao ở những người hút thuốc, ăn chế độ ăn nhiều mỡ.

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

O H

3

4 5 6

7 8

9 10

11

12

13 14 15 16 17

18 19

20

21

22 23

24 25

26

27

1 2

3

7 8

9 10

11

12

13 14 15 16 17

18 19

20

21

22 23

24 25

26

27

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

O H

3

4 5 6

7 8

9 10

11

12

13 14 15 16 17

18

20

21

22 23

24 25

26

27

1 2

3

4 5 6

7 8

9 10

11

12

13 14 15 16 17

18 19

20

21

22 23

24 25

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Vitamin D 3 có vai trò trong qúa trình hấp thu Ca 2+ ở ruột non, nếu hàm lượng vitamin D 3 giảm sẽ kéo theo tình trạng suy giảm Ca 2+ trong cơ thể ảnh hưởng đến sự phát triển xương ( bệnh Rickets ).

Thực chất bệnh Rickets do môi trường thiếu ánh sáng Cá tích lũy vitamin D 3 bằng qúa trình khác, dầu gan cá là nguồn giàu vitamin D 3

O H

1 2

3

7 8

9 10

11

12

13 14 15 16 17

18 19

20

21

22 23

24 25

26

27

Ergosterol from yeast, tạo vitamin D 2

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Phần chủ yếu cholesterol trong cơ thể được sử dụng để tạo các acid mật Sự oxi hoá trong gan đã chuyển phần chuỗi hydrocarbon C 8 H 17 và thêm nhiều nhóm OH trên khung steroid Acid Cholic là acid mật phổ biến nhất.

Acid mật có trong túi mật, acid mật thường ở dưới dạng amid của acid cholic, acid

allocholic với glycin (H 2 N-CH 2 -COOH) hoặc với taurin (H 2 N-CH 2 -CH 2 -SO 3 H)

Muối mật đóng vai trò quan trọng trong qúa trình tiêu hoá mỡ.

Acid mật dưới dạng muối kiềm có chức năng nhũ hoá để chất béo thấm được vào ruột

Có khoảng 20 acid mật tự nhiên và một số acid mật tổng hợp

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

O H

3 4

5

8

9 10

11

12

13 14 15 16 17

18 19

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Các mineralocorticoid có tác dụng tăng thải K + , H + tái hấp thu Na + và giữ nước Các

glucocorticoid có tác dụng tren chuyển hoá glucid, protid, lipid.

Vỏ ngoài tuyến thượng thận là nguồn tạo ra phần lớn corticosteroids Giống acid mật,

corticosteroids cũng được tạo ra từ cholesterol bằng sự oxy hoá, với sự cắt đứt chuỗi alkyl trên vòng D

Corticosteroids cho thấy tác động sinh lý học, một trong nhữg chức năng quan trọng là duy trì cân bằng dịch điện giải trong cơ thể Corticosteroids cũng đóng vai trò điều hoà chuyển hoá của carbohydrates.

Cortisol là chất phổ biến của corticosteroids, trong khi cortisone là chất được biết đến

nhiều nhất Cortisone thông thường được chỉ định như là thuốc kháng viêm, đặc biệt trong chỉ định điều trị viêm khớp.

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

3

4

5 6

7 8

9 10

11 12

13 14 15 16

18

19

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10

11 12

13 14 15

16

18 19

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

3

4

5 6

7 8

9 10

11 12

13 14 15 16

18

19

1 2

3 4

5 6

7 8

9 10

11 12

13 14 15

16

18 19

mineralocorticoid glucocorticoid

Mineralocorticoid có C 18 là nhóm CHO thì là cấu trúc aldosterol

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Hormone là chất dẫn truyền hoá học của cơ thể, được tiết ra từ các tuyến nội tiết và điều hoà các qúa trình sinh học Tuyến nội tiết sinh dục nam và nữ tiết ra một số hormone đóng vai trò trong việc phát triển giới tính và sinh sản.

Testosterone là androgen chính, hormone giới tính nam , thúc đẩy phát triển cơ bắp, giọng nói nam, phát triển cơ thể, tóc và các đặc tính giới tính khác.

Estradiol là hormone giới tính nữ, hoặc estrogen Estradiol là chất điều hoà chu kỳ kinh nguyệt và quá trình sinh sản Estradiol là hormone chịu trách nhiệm cho sự phát triển các đặc tính giới tính thứ hai của nữ.

Testosterol và Estradiol có trong cơ thể với hàm lượng rất nhỏ.

Để thu được 0,01 g Estradiol để nghiên cứu, 4 tấn buồng trứng lợn nái đã được chiết

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

H

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

Chất tổng hợp Norethindrone có nhiều ưu điểm hơn Progesterone và được dùng bằng

đường uống để ngăn sự rụng trứng Bằng sự gây ra sự ngưng thụ tinh tạm thời Các cấu trúc tổng hợp tương tự Progesterone tạo ra các loại thuốc ngừa thai bằng đường uống

Bài 2: STEROID VÀ CHOLESTEROL

OH

N H

N

Stanozolol

Ben Johnson đã chiến thắng trong môn điền kinh chạy 100 m tại thế vận hội Olympic

1988 Trong nước tiểu của anh ấy đã bị phát hiện có chất Stanozolol