Bài Giảng Dược Học Quinonoid _ www.bit.ly/taiho123

TS. Nguyễn Viết Kình BM. Dược liệu Tháng 4-2007 MỞ ĐẦU Đại cương về Quinonoid Là 1 nhóm sắc tố tự nhiên, hiện diện chủ yếu trong thực vật & một số vi sinh vật (nấm mốc), hải sinh vật, côn trùng. • Trong cấu trúc có 2 nhóm chức ceton (thường là para). • Có thể ở dạng oxy-hóa hoặc dạng khử O O OH O OH OH dạng oxy-hóa dạng khử OH H H 2 PHÂN LOẠI QUINONOID benzoquinon naphthoquinon (chủ yếu : para-naphthoquinon) phenanthranquinon (ortho và para diceton) alkaloid quinon (ít quan trọng) anthraquinon (1,2 di-OH) anthraquinon và (1,8 di-OH) anthraquinon 3 benzoquinon (ortho) O O O 6 1 2 5 4 3 O O phenanthraquinon O O O anthraquinon O O p-naphthoquinon (para) 4 BENZOQUINON Chủ yếu gặp ở Nấm và côn trùng, 1 số ở thực vật bậc cao. Trong thực vật bậc cao : chú ý các isopren benzoquinon O O MeO Me Me O MeO R9H plastoquinon Me O Rn H các ubiquinon (n = 6 – 10) R = C5H8 (isopren) Ghi chú : có nhiều tài liệu công bố các giá trị n khác nhau 5 BENZOQUINON O O O Me O O benzoquinon Me MeO O Fumigatin OMe O 2-methyl benzoquinon O HO MeO 2,6 dimethoxy benzoquinon O O HO Me MeO Me MeO OH MeO Me O spinulosin O aurantiogliocladin 6 NAPHTHOQUINON Có nguồn gốc thực vật Me O O O Me Me OH O O chimaphilin phthiocol O plumbagin juglon OH Me OH O OMe O O O OH O lapachol C5H8 O Me O eleutherin 7 NAPHTHOQUINON Có nguồn gốc động vật OH O HO OH OH OH HO OH HO O OH Me OH OH echinochrom A O O spinachrom A O Me Me O CH2CH C16H33 vitamin K1 8 PHENANTHRAQUINON Tương đối ít gặp / tự nhiên. Còn được coi là các terpenoid quinon Điển hình : các tanshinon / Đan sâm ( Salvia miltiorrhiza) (khá đặc trưng cho chi Salvia) 16 O O 11 1 18 2 9 10 3 4 19 o-phenanthraquinon 12 5 20 6 8 13 15 14 17 O O 7 khung abietan p-phenanthraquinon 9 ALKALOID QUINON O O Me O N H Me O O pyrayaquinon A N H O pyrayaquinon B O Me HO C5 H8 N H O C5H8 murrayaquinon D 10 ANTHRAQUINON dạng oxy hóa O O anthraquinon O H H anthron OH H OH H H H anthranol dihydroanthranol dạng khử 11 12 MỤC TIÊU HỌC TẬP TRÌNH BÀY ĐƯỢC 1. Đặc điểm cấu trúc của 3 nhóm anthranoid (nhóm phẩm nhuộm, nhuận tẩy và dimer). 2. Các tính chất căn bản của anthranoid 3. Nguyên tắc chiết xuất anthranoid từ dược liệu 4. Các phương pháp định tính, định lượng anthranoid trong dược liệu. 5. Tác dụng sinh học – Công dụng của anthranoid 6. 08 dược liệu chứa anthranoid chính (Cassia, Đại hoàng, Lô hội …) 13 1. ĐỊNH NGHĨA Anthranoid là những glycosid mà phần aglycon là Δ’ của 9,10 diceton-anthracen. (= anthracenoid) peri α 8 peri O α 1 β 7 9 2 β β 6 10 3 β 5 α peri O 4 α peri 14 THUẬT NGỮ ANTHRANOID anthraglycosid (AG) dạng O-/C-glycosid anthraquinon (AQ) dạng aglycon anthraquinon dạng aglycon anthron, anthranol dihydroanthranol AQ oxy hóa AQ khử nhóm 1,8 di-OH AQ : ở C3, C6 thường có nhóm thế CH3, CH3O, CH2OH, CHO, COOH, OH → gọi chung là Oxy Methyl Anthraquinon (OMA) 15 1 dạng oxy-hóa anthraquinon 3 dạng khử anthron anthranol dihydroanthranol AQ ANTHRANOID + ose AG anthraquinon glycosid anthron glycosid anthranol glycosid dihydroanthranol glycosid 16 2. VỊ TRÍ PHÂN LOẠI (C6 – C3) Phenyl-propanoid, Coumarin (C6 – C3)2 Lignan (C6 – C3)n Lignin (C6–C3–C6) Flavonoid (eu-F và iso-F) (C6–C3–C6)2 Bi-Flavonoid (C6–C3–C6)n Tannin ngưng tụ 17 2. VỊ TRÍ PHÂN LOẠI C6 Benzoquinon C6 – C1 Phenolic acid (C6 – C1)2 Anthraquinon, Stilben C6 – C1 – C6 Xanthon C6 – C2 Phenyl acetic acid, acetophenol C6 – C4 Naphthoquinon O • O • • O O Xanthon Anthraquinon • • Stilben 18 7 8 6 5 OH O OH O 1 9 2 10 3 O 4 O 1 1 8 OH OH 2 O O nhóm nhuận tẩy nhóm phẩm nhuộm 19 3. PHÂN LOẠI ANTHRAQUINON 3.1. nhóm phẩm nhuộm 8 O OR OR 1 3.2. nhóm nhuận tẩy 2 OR O 8 OR 1 2 O O sinh tổng hợp : sinh tổng hợp : con đường acid shikimic con đường polyacetat O OH OH OH O O O alizarin istizin OH 20 3.1. NHÓM PHẨM NHUỘM 8 O OR 1 2 OR O 2 nhóm –OH (hoặc –OR) kế cận (C1 và C2) → nhóm 1,2 dihydroxy anthraquinon (nhóm 1,2) màu vàng tươi, vàng cam, đỏ cam đến tía. thường gặp / họ Rubiaceae; trong côn trùng. 21 3.1. NHÓM PHẨM NHUỘM O OH O OH O O glc xyl O O purpurin* alizarin* O OH OH OH HOOC O OH acid ruberythric OH OH OH O Me glucose HO OH O boletol OH OH OH O COOH acid carminic 22 NHÓM NHUỘM MÀU TỔNG HỢP OH O NH R OH O NH R green dyes Ph S O S Ph O yellow dyes (R = C2H4OH) 23 3.2. NHÓM NHUẬN TẨY OR 8 O OR 1 3 O R 2 nhóm –OH (hoặc –OR) ở C1 và C8 (α, peri) → nhóm 1,8 dihydroxy anthraquinon (nhóm 1,8) màu vàng nhạt → vàng cam, đỏ cam. gặp / họ Fabaceae, Polygonaceae, Asphodelaceae ở C : R = CH , OCH , CH OH, CHO, COOH (OMA) 24 3.2. NHÓM NHUẬN TẨY OH O OH OH 3 O R O RO OH Me O Istizin H Chrysophanol CH3 H → Chrysophanol Aloe emodin CH2OH HO → Emodin Rhein COOH MeO → Physcion 25 3.3. NHÓM DIMER diemodin anthron OH O Glc OH O O OH OH Me OH COOH Me OH COOH OH O OH hypericin Glc O O OH OH HO Me COOH OH sennosid A và B O O OH rheidin A dạng khử của (emodin + rhein) - thường : 2 ph.tử anthron → dianthron, dehydro-dianthron. - vài trường hợp là dianthraquinon. 26 4. SỰ TẠO THÀNH GLYCOSID OH O O OH 3 3 O Rha OH OH CH2OH Me O glucose C-glycosid O-glycosid O OH O Glc Xyl OH O OH 3 CH2O O O-glycosid Glc Rha glycosid hỗn tạp 27 ĐƯỜNG (OSES) Phần ose trong AG thì đơn giản. - Loại ose hay gặp : Glc, Rha, Xyl - Ít khi gặp 2 mạch đường (gắn vào 2 nơi) - Ít khi gặp 1 mạch 3 đường (gắn vào 1 nơi) - Thường : 1 mạch (gồm 1 hoặc 2 đường) AQ – glc – glc. AQ – glc – xyl. 28 5. TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.1. Lý tính chung (chủ yếu của các OMA) cả 2 dạng : - dễ tan trong dd. kiềm, ROH - tan được / nước nóng, bền nhiệt - kém tan / dd. NaHSO3 (≠ naphthoquinon) aglycon : - dễ tan / dmhcơ kém phân cực - khó tan / acid. - thăng hoa được glycosid : - khó tan / dmhcơ kém phân cực. - không thăng hoa được. 29 5. TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.2. Tính acid -OH α tính acid yếu hơn OH HO O O HO OH OH -OH β tính acid mạnh hơn chỉ có –OH α : chỉ tan / kiềm mạnh có –OH β : tan được / kiềm yếu có –COOH : tan được / kiềm rất yếu (bi)carbonat, ammoniac 30 5. TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.3. Thử nghiệm vi thăng hoa có thể làm trực tiếp với bột dược liệu chứa AQ tự do tinh thể AQ bột dược liệu R 31 5. TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.4. Phản ứng Bornträeger mẫu thử NaOH hay KOH màu đỏ (1,8 di-OH) loãng xanh tím (1,2 di-OH) (naphthoquinon cũng cho màu đỏ) - trong ống nghiệm, bình lắng Thực hiện - trên bản mỏng, lame - trên mô thực vật . . . 32 THỰC HiỆN PHẢN ỨNG BORNTRAGER trên lam kính (sau khi vi thăng hoa) đỏ bông kiềm AQ AQ bông kiềm chuyển sang màu đỏ : 1,8 di-OH AQ 33 dịch chiết kiềm loãng, nóng (1% - 5%) để nguội, acid hóa lắc với benzen lớp benzen lắc với kiềm loãng lớp kiềm lớp benzen lớp kiềm → đỏ, lớp benzen mất màu AQ lớp kiềm → vàng, huỳnh quang lục màu đỏ +H2O2 dẫn chất khử 34 XÁC ĐỊNH ACID CHRYSOPHANIC dịch AQ / benzen NH4OH x n lần bỏ dịch NH4OH (AQ acid mạnh) dịch benzen (vàng) lắc với (AQ acid yếu) NaOH 5% lớp kiềm : đỏ OH O 1 8 có acid chrysophanic (tính acid yếu, không tan / NH4OH) OH 3 Me O 35 5. TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.5. Phản ứng với Mg acetat / EtOH, MeOH AQ có OH α Mg acetat ROH đỏ cam (1,6 và 1,8 di-OH) tím (1,2 di-OH) đỏ tía (1,4 di-OH) (đều bathochromic !) Mg R β 6 O 8 α O O O α 1 4 R 2 β - cơ chế : tạo chelat - ứng dụng : định lượng / UV-vis Mg 36 5. TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.6. Phản ứng với Pyridin / MeOH (1 : 1) Δ’ oxy hóa → vàng cam Δ’ khử → tím violet orange → phân biệt dạng oxy hóa // dạng khử. (làm thuốc thử hiện màu / SKLM). 37 5.7. SKLM (bản silica gel) Để khảo sát toàn bộ các anthranoid trong dược liệu: - chiết bằng MeOH, EtOH (hay ROH + H2O) - lấy dịch chiết ROH chấm lên bản mỏng Để khảo sát các aglycon mới sinh + có sẵn: - chiết (+ th.phân + oxy hóa) với H2SO4 25% + H2O2 - lắc với CHCl3, lấy dịch CHCl3 chấm lên bản mỏng Để khảo sát các aglycon tự do (có sẵn): - chiết bằng MeOH, EtOH (hay ROH + H2O), cô - lắc với CHCl3, lấy dịch CHCl3 chấm lên bản mỏng 38 DUNG MÔI SKLM ANTHRANOID đối với anthraglycosid : đối với anthraquinon : EtOAc – MeOH – H2O Bz – CHCl3 (1:1) EtOAc – PrOH – H2O Bz – EtOAc CHCl3 – MeOH Bz – EtOAc – AcOH Bz – EtOAc – HCOOH Bz – EtOH – AcOH 39 HIỆN MÀU VẾT TRÊN SKLM a. dưới ánh sáng thường b. dưới UV 254 / 365 nm c. sau khi xử lý với thuốc thử - hơi ammoniac - KOH / ROH - Pyridin / MeOH - Mg acetat / ROH 40 365 + 254 365 254 41 Vị trí tương đối của các OMA trên bản Si-gel Chrysophanol Rf cao 1,8 di-OH, 3-Me Physcion 1,8 di-OH, 3-Me, 6-OMe Emodin 1,8,6 tri-OH, 3-Me Aloe emodin 1,8 di-OH, 3-CH2OH Rhein 1,8 di-OH, 3-COOH Acid emodic Rf thấp tính phân cực : 1,8,6 tri-OH, 3-COOH COOH > CH2OH > CH3 42 5.7. Quang phổ IR Do 2 nhóm carbonyl  băng này mạnh, khá đặc trưng 1630 cm–1 (chelat) 1670 cm–1 (tự do) nhiều trường hợp : tạo doublet. Do các nhóm -OH  OH .... O .... HO - OH β → 3400 cm–1 (thường yếu) - OH α → thường rất yếu, khó thấy OH .... O ....HO OH - C–O (carbinol) cho băng rõ rệt ở vùng 1100 cm −1  Do vòng thơm : cho băng khá rõ ở vùng 3000, 1570 cm−1 43 O O anthraquinon 3400 1670 44 OH O OH O Istizin 3400 1630 45 O OH OH O alizarin 3400 46 O OH OH O OH Purpurin 3400 47 OH O OH HO Me O Emodin 3400 48 Aloin OH O OH glucose 3400 CH2OH 49 5.8. Phổ UV của anthraquinon 50 PHỔ UV-Vis CỦA OMA hRf Hợp chất các cực đại hấp thu (EtOH, nm) 76 Chrysophanol 225 258 279 288 432 75 Physcione 226 255 267 288 440 52 Emodin 223 254 267 290 440 36 Aloe emodin 225 258 279 287 430 24 Rhein 230 260 − − 432 18 acid emodic 227 252 274 290 444 hRf trong hệ Bz – EA – AcOH (75 : 24 : 01) 51 6. CHIẾT XUẤT ANTHRANOID 6.1. Cơ sở lý luận 6.2. Chiết các dạng khử 6.3. Chiết dạng Oxy-hóa 6.4. Chiết glycosid (AG) 6.5. Chiết aglycon (AQ) - AQ có sẵn trong dược liệu - AQ mới sinh từ glycosid 52 6.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN Dược liệu chưa xử lý chứa nhiều dạng khử kích ứng tiêu hóa Dược liệu đã xử lý đối tượng chủ yếu chứa nhiều dạng oxy hóa glycosid aglycon xuống ruột già → AQ bị ruột non hấp thu xuất hiện tác dụng không còn tác dụng 53 6.2. CHIẾT XUẤT DẠNG KHỬ Mang ý nghĩa khoa học (sinh ph’ nguyên, sinh Σ) Ít mang tính ứng dụng thực tế Kỹ thuật : khó (vì sản phẩm kém bền) Có thể chiết xuất, theo điều kiện: - tránh ánh sáng (nhất là nắng) - thực hiện trong khí quyển N2, CO2 lỏng - tránh dùng dung môi ở nhiệt độ cao - tránh để mẫu tiếp xúc lâu với silica gel 54 6.3. CHIẾT XUẤT DẠNG OXY HÓA Có ý nghĩa thực tế hơn Dạng Oxy hóa dễ chiết hơn dạng khử. Dạng AQ dễ chiết hơn dạng AG. nhưng tác dụng nhuận tẩy của AQ > Aloin / Lô hội)  Thực tế ít sử dụng. 75 9. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA OMA 9.1. Của nhóm 1,2 di-OH AQ Chủ yếu : chất nhuộm màu. Các chất thông dụng : alizarin *, purpurin *, acid carminic, đỏ carmin acid kermesic, acid laccaic A, B, C, D. acid ruberythric một số : Kháng khối u (antitumor) Damnacanthal, nor-damnacanthal trong Morinda. 76 9. TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA OMA 9.2. của nhóm 1,8 di-OH AQ dạng AG (chủ yếu là các β-glucosid) - không bị chuyển hóa tại ruột non. - tại ruột già : bị thủy phân → AQ (dạng oxy-hóa) - tiếp tục bị khử → anthron, anthranol (có hoạt tính) - làm tăng nhu động cơ trơn → nhuận tẩy dạng AQ : bị hấp thu ở ruột non → không nhuận tẩy. 77 e m i 0 3 : d e d ad ! n mi O O TÁC DỤNG DƯỢC LỰC CỦA OMA AQ gây kích ứng ! AQ bị hấp thu ! mất tính nhuận tẩy AG → AQ → → dạng khử NHUẬN TẨY 9. TÁC DỤNG CỦA OMA ↑ nhu động cơ trơn (ruột, bàng quang, tử cung . . .) tác dụng chậm (uống : sau 6 – 10 h) : nhuận xổ tẩy phụ trợ điều trị sỏi thận (liều trung bình !) bài tiết qua phân, nước tiểu, sữa, mồ hôi (nhuộm màu) tránh dùng lâu dài (lệ thuộc thuốc, giảm Kali-huyết) không dùng cho phụ nữ có thai, cho con bú . . . không dùng liều cao đối với người có sỏi (gan mật, niệu) thận trọng : người già, trẻ nhỏ, bệnh trĩ một số có tác dụng kháng nấm da (hắc lào), thông mật một số có tác dụng điều hòa / kích thích miễn dịch (aK) 80 PHÂN BỐ TRONG TỰ NHIÊN a. Trong côn trùng, thực vật bậc thấp : Ít b. Trong thực vật bậc cao : chiếm đại đa số b1. Lớp 1 lá mầm : Asphodelaceae (chi Aloe) b2. Lớp 2 lá mầm : khá hẹp, chủ yếu ở : - Rubiaceae (Rubia, Morinda, Cinchona) - Fabaceae (chi Cassia) - Polygonaceae (chi Rheum, Rumex) - Rhamnaceae (chi Rhamnus) . . . 81 CÁC DƯỢC LiỆU ĐÁNG CHÚ Ý Họ Fabaceae Họ Polygonaceae 1. Phan tả diệp 5. Đại hoàng 2. Thảo quyết minh 6. Hà thủ ô đỏ 3. Muồng trâu Họ Liliaceae 4. Lô hội Họ Rubiaceae 7. Ba kích 8. Nhàu 82 TÀI LiỆU THAM KHẢO CHÍNH A. Bài giảng Dược liệu I (1998), pp. 215 – 258. B. DĐVN, III (2002) p 310 (Ba kích), p 353 (Đại hoàng), p 369 (Hà thủ ô), p 401 (Lô hội), p 420 (Muồng trâu), p 470 (Thảo quyết minh) 83 WEBSITES THÔNG DỤNG 1. Hình ảnh Google (Images) > “tên khoa học của cây” Google (Internet) > “Yamasaki Collection” 2. Thông tin Google (Internet) > “Từ khóa” http://www.PubMed.com > “Từ khóa” http://www.sciencedirect.com 3. eBooks http://www.books.google.com 84 GHI CHÚ Trong 08 dược liệu cần tham khảo, giáo viên chỉ giới thiệu 01 dược liệu làm mẫu (Đại hoàng). Lớp sẽ phân công 07 nhóm tự soạn 07 dược liệu còn lại, theo 1 dàn bài chung. Sau khi soạn, nhân bản và trao đổi trong lớp để mỗi sinh viên có đủ bộ bài soạn gồm 08 dược liệu này. 85 MỜI CÁC BẠN LÀM PHIẾU GÓP Ý CHO GIÁO VIÊN (đánh dấu X vào ô được chọn) Nội dung góp ý 1. Giờ giấc lên lớp 2. Nội dung bài giảng 3. Tốc độ giảng 4. Cách truyền đạt 5. Hình thức bài giảng 6. Nhiệt tình với sinh viên cần thay đổi nhiều (C) chấp nhận được (B) em rất thích (A) [...]... anthranol dihydroanthranol dạng khử 11 12 MỤC TIÊU HỌC TẬP TRÌNH BÀY ĐƯỢC 1 Đặc điểm cấu trúc của 3 nhóm anthranoid (nhóm phẩm nhuộm, nhuận tẩy và dimer) 2 Các tính chất căn bản của anthranoid 3 Nguyên tắc chiết xuất anthranoid từ dược liệu 4 Các phương pháp định tính, định lượng anthranoid trong dược liệu 5 Tác dụng sinh học – Công dụng của anthranoid 6 08 dược liệu chứa anthranoid chính (Cassia, Đại... mạnh có –OH β : tan được / kiềm yếu có –COOH : tan được / kiềm rất yếu (bi)carbonat, ammoniac 30 5 TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.3 Thử nghiệm vi thăng hoa có thể làm trực tiếp với bột dược liệu chứa AQ tự do tinh thể AQ bột dược liệu R 31 5 TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.4 Phản ứng Bornträeger mẫu thử NaOH hay KOH màu đỏ (1,8 di-OH) loãng xanh tím (1,2 di-OH) (naphthoquinon cũng cho màu đỏ) - trong ống ... Thường : mạch (gồm đường) AQ – glc – glc AQ – glc – xyl 28 TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.1 Lý tính chung (chủ yếu OMA) dạng : - dễ tan dd kiềm, ROH - tan / nước nóng, bền nhiệt - tan / dd NaHSO3... ammoniac 30 TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.3 Thử nghiệm vi thăng hoa làm trực tiếp với bột dược liệu chứa AQ tự tinh thể AQ bột dược liệu R 31 TÍNH CHẤT – ĐỊNH TÍNH (OMA) 5.4 Phản ứng Bornträeger mẫu... AQ : C3, C6 thường có nhóm CH3, CH3O, CH2OH, CHO, COOH, OH → gọi chung Oxy Methyl Anthraquinon (OMA) 15 dạng oxy-hóa anthraquinon dạng khử anthron anthranol dihydroanthranol AQ ANTHRANOID + ose