HÓA DƯỢC LIỆU1. Đối tượng môn học là nghiên cứu các sản phẩm tự nhiên để dùng làm thuốc or chế phẩm thuốc.Hóa dược liệu: nghiên cứu các tính chất vật lí, hóa học, hóa sinh, sinh học của thuốc và các chất có khả năng làm thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên cũng như tìm kiếm các thuốc mới từ nguồn tự nhiên.
HÓA DƯỢC LIỆU - Đối tượng môn học nghiên cứu sản phẩm tự nhiên để dùng làm thuốc or chế phẩm thuốc - Hóa dược liệu: nghiên cứu tính chất vật lí, hóa học, hóa sinh, sinh học thuốc chất có khả làm thuốc có nguồn gốc từ thiên nhiên tìm kiếm thuốc từ nguồn tự nhiên Vai trò dược liệu việc phát triển thuốc - Dược liệu có vai trò quan trọng phát triển thuốc - Dược liệu nguồn cung cấp đối tượng: thực vật, vi sinh vật, nguồn từ biển … cho trình tìm kiếm phát triển thuốc - Trên giới, theo thống kê nước có công nghiệp phát triển có tới¼ số thuốc có nguồn gốc từ thảo dược ngày sử dụng rộng rãi - Ngoài ra, dược liệu nguồn nguyên liệu cho việc bán tổng hợp số sản phẩm hóa dược Rất nhiều hoạt chất phải qua chiết xuất dược liệu như: quinin, morphin, steroid, ephedrin…Xu hướng quay lại sử dụng sản phẩm thuốc thực phẩm chức có nguồn gốc từ thiên nhiên để phòng điều trị bệnh trở nên thịnh hàng giới vài thập kỉ gần Nguyên tắc định thời kỳ thu hoạch dược liệu - Rễ thân rễ nên thu hoạch vào thời kỳ sinh dưỡng, thường vào thời kỳ thu đông Tuy nhiên có trường hợp đặc biệt rễ bồ công anh cần hái vào mùa chứa nhiều hoạt chất - Vỏ thường thu hoạch vào mùa đông, thời kỳ nhựa hoạt động mạnh - Lá có hoa phải hái vào thời kỳ quang tổng hợp mạnh thường thời kỳ bắt đầu hoa, không nên hái hạt chín - Hoa phải hái lúc trời nắng ráo, trước vào thời kỳ hoa thụ phấn Trừ vài trường hợp nụ hòe, nụ đinh hương - Quả tùy loại, hái già tiểu hồi, sà sàng, có hái trước chín mơ, hồ tiêu Cũng có trường hợp xanh hoạt chất nhiều, chín hoạt chất thấp VD: Hoa hòe hái lúc nụ hàm lượng rutin cao, hoa nở hàm lượng rutin thấp Cây bạc hà, hàm lượng tinh dầu menthol tinh dầu đạt tối đa lúc băt đầu hoa Tinh dầu non chủ yếu menthon Chế biến dược liệu Ổn định dược liệu Mục đích: Dược liệu nguồn gốc thảo mộc thường chứa nhiều enzym như: enzym thủy phân cắt dây nối osid, enzym cắt dây nối ester, enzym đồng phân hóa, enzym oxy hóa, enzym trùng hợp hóa… Đó chất xúc tác hữu phản ứng xảy tế bào thực vật động vật Chúng tác động lên hoạt chất để chuyển thành sản phẩm thứ cấp Phương pháp ổn định để phá hủy enzym Các phương pháp: - Phương pháp phá hủy enzym cồn sôi: Phương pháp cho cồn thuốc ổn định, cách làm sau: cắt nhỏ dược liệu tươi, thả (để cồn tiếp tục sôi) vào cồn 950 đun sôi Lượng cồn dùng thường gấp lần lượng dược liệu Sau cho hết dược liệu, lắp ống sinh hàn đứng giữ cho cồn sôi 30-40 phút Để nguội, gạn lấy cồn Dược liệu đem giã nhỏ chiết kiệt lần hai Như ta có dung dịch cồn cao su bốc cồn chứa hoạt chất tươi - Phương pháp dùng nhiệt ẩm ( cồn or nước) Hơi cồn: Dùng nồi hấp, cho vào cồn 95o, xếp dược liệu vỉ chồng lên Vỉ nằm mặt cồn Vỉ đậy nón kim loại để tránh cồn đọng lại nhỏ dược liệu Đậy nồi, vòi thoát để ngỏ Đun nhanh dẫn cồn xa lửa ống dẫn Sau xả hết không khí, đóng vòi lại, làm tăng áp suất giữ vài phút 1,25 atmosphe Để nguội, mở nồi lấy dược liệu làm khô Phương pháp cho ta dược liệu có màu sắc đẹp, thành phần hóa học giống dược liệu tươi Hơi nước: Cách tiến hành thay cồn nước giữ nhiệt độ 105-1100C vài phút Phương pháp hay dùng phận dày, cứng rễ, vỏ, gỗ, hạt có nhược điểm: tinh bột biến thành hồ, protein bị đông lại, sau làm khô, dược liệu có trạng thái sừng làm cho việc chiết xuất hoạt chất không thuận lợi - Phương pháp nhiệt khô Phương pháp sử dụng từ lâu để chế biến chè xanh cách để phá huỷ enzym, ngược lại muốn chế chè đen enzym hoạt động Ở quy mô công nghiệp người ta ổn định cách thổi luồng gió nóng 80-1100 có nâng nhiệt độ lên 3000 thời gian ngắn qua dược liệu Phương pháp không hoàn hảo môi trường khô enzym khó bị phân hủy, làm nóng nhanh nên tạo xung quanh dược liệu lớp mỏng khô bao phía làm cho việc làm khô bị khó khăn, vài chất dược liệu bị biến đổi protein bị vón, tinh dầu bị bay hơi, đường bị chuyển thành caramen Tuy nhiên có trường hợp người ta để enzym tồn hoạt động để tăng hàm lượng hoạt chất mong muốn, Làm khô dược liệu Mục đích: - Để bảo quản dược liệu khỏi bị nhiễm mốc, vi khuẩn, bị tác động enzym hạn chế biến đổi hóa học xảy dược liệu bị thủy phân, oxy hóa, đồng phân hóa, trùng hiệp hóa… - Dược liệu khô dễ xay nghiền vận chuyển thuận lợi Các phương pháp: - Phơi: Phơi ánh nắng mặt trời phơi râm Phơi ánh nắng mặt trời: Thông thường dược liệu trải liếp đặt cao khỏi mặt đất vừa để tránh lẫn đất cát vừa để thoáng khí mặt lớp dược liệu Trong trình phơi thường xuyên xới đảo Thời gian phơi kéo dài từ vài đến vài ngày tùy theo lượng nước chứa dược liệu tùy theo thời tiết Cách phơi đơn giản tốn có số nhược điểm như: bị động thời tiết, nhiễm bụi, thu hút ruồi nhặng dược liệu có đường, số hoạt chất dược liệu bị biến đổi tia tử ngoại Phơi râm: Dược liệu trải mỏng liếp buộc thành bó nhỏ treo vắt theo kiểu chữ X sợi dây thép Việc làm khô tiến hành lều chung quanh vách Phơi râm thường áp dụng với dược liệu hoa để bảo vệ màu sắc dược liệu chứa tinh dầu - Sấy : Sấy biện pháp tốn có lợi chỗ không bị động thời tiết, rút ngắn thời gian làm khô, bảo vệ số dược liệu khỏi bị biến đổi tia UV làm khô nhanh nên làm giảm tác động enzym Khác với phơi, sấy phải thực buồng kín có lỗ thông Nhiệt độ lò cung cấp nhiệt điều chỉnh để nhiệt độ sấy thay đổi từ 30-800 Lúc khởi đầu không nên để nhiệt độ cao tạo lớp mỏng khô bao dược liệu làm ngăn cản bốc nước nước bên Điều kiện thông (thường dùng quạt hút) phải theo dõi để vừa đủ để hết không khí bão hòa nước khỏi buồng sấy Đối với loại củ, rễ thân rễ thường thái mỏng đập dập để dễ khô - Làm khô tủ sấy áp suất giảm Dược liệu đặt vào tủ sấy có cửa đóng thật kín, có nhiệt độ để theo dõi nhiệt độ đồng hồ đo áp suất Tủ nối với máy hút chân không Nhờ sấy điều kiện áp suất giảm nên thời gian sấy nhanh sấy nhiệt độ thấp (25400C) Phương pháp thực với khối lượng dược liệu lớn, thường dùng để làm khô số cao thuốc để sấy số dược liệu quý mà hoạt chất dễ bị hỏng nhiệt độ - Đông khô Đây phương pháp làm khô cách cho tinh thể nước đá thăng hoa Muốn vậy, trước hết nguyên liệu làm lạnh thật nhanh nhiệt độ thấp (-800C) để nước chứa bên nguyên liệu kết tinh nhanh dạng tinh thể nhỏ Nguyên liệu giữ nhiệt độ thấp trình đông khô đặt buồng thật kín có nối với máy hút chân không Nước thể rắn nguyên liệu bị thăng hoa điều kiện áp suất giảm (10-5mmHg) Với phương pháp đông khô, nguyên liệu làm khô tuyệt đối, hoạt chất không bay bảo vệ nguyên vẹn, enzym bị ức chế hoạt động trở lại điều kiện bình thường, cấu trúc mô không bị biến đổi Phương pháp đông khô dùng để làm khô số dược liệu quý nọc rắn, sữa ong chúa phòng thí nghiệm để nghiên cứu dược liệu chứa hoạt chất dễ bị biến đổi Chọn lựa, đóng gói bảo quản dược liệu Chọn lựa: Phải chọn lựa lại trước đóng gói để đảm bảo dược liệu đạt tiêu chuẩn quy định Một số quy định thường đề cần loại bỏ: Tạp chất bao gồm tạp chất hữu (rơm rạ, vật lạ khác…) vô (đất, cát…) Các phận khác phận quy định dùng (lá bị lẫn với cành, rễ lẫn với thân…) Màu sắc, mùi vị Tỉ lệ vụn nát Nhiễm mốc mọt Đóng gói: Mục đích việc đóng gói để bảo vệ dược liệu mặt thời gian vận chuyển hay bảo quản Yêu cầu đóng gói: + Đúng tiêu chuẩn loại bao bì, kích thước, khối lượng, hình dáng + Phải có nhãn ghi rõ: Tên dược liệu, khối lượng nguyên, khối lượng bì, nơi sản xuất, số kiểm soát + Nếu đóng gói nhỏ dùng nhãn phải ghi công dụng, cách dùng, liều dùng, hạn dùng Bảo quản: Nhằm giữ hình thức phẩm chất dược liệu để không bị giảm sút (nếu bảo quản không tốt dược liệu dễ bị nhiễm nấm mốc, sâu mọt, biến đổi màu sắc mùi vị) Muốn bảo vệ dược liệu tốt phải xây dựng kho chứa quy cách Kho thường xây dựng nguyên liệu chống cháy Kho phải mát, thoáng gió, khô Giữa giá phải có lối lại Các dược liệu phải xếp đặt theo khu vực để dễ tìm, dễ kiểm soát Các dược liệu độc cà độc dược, ô đầu, mã tiền… dược liệu có tinh dầu hồi, đinh hương, quế, bạc hà… phải để riêng Định kỳ phải theo dõi nấm mốc, sâu bọ Khi dược liệu bị nấm mốc phải xử lý rửa, lau nước lau cồn phơi sấy lại, nhiễm nặng loại bỏ Nếu dược liệu bọ sâu mọt phương pháp đơn giản sấy 650C Có thể sử dụng xạ γ Co80 chiếu từ 0,25KGy đến 1KGy Dược liệu với số liệu dễ sâu mọt thường đựng hộp thùng sắt kín nhỏ xuống đáy thùng vài giọt chloroform Nêu phương pháp đánh giá dược liệu nói rõ nội dung phương pháp gì? 1) Cảm quan: Phương pháp cảm quan nghĩa dùng giác quan để đánh nhìn bên hình dáng, kích thước, màu sắc; vài dược liệu cần phải bẻ để quan sát bên Mùi đặc điểm nhiều dược liệu chứa tinh dầu, nhựa Vị cam thảo, cỏ ngọt; chua dược liệu chứa acid hữu cơ; đắng dược liệu chứa alkaloid, glycosid; cay ớt, gừng… 2) Sử dụng kính hiển vi: Phương pháp đánh giá dựa vào kính hiển vi bao gồm soi vi phẩu soi bột Đây phương pháp hay dùng để kiểm nghiệm dược liệu Trong vài trường hợp phương pháp lại có ưu phương pháp hóa học Ví dụ để phân biệt loại tinh bột người ta dựa vào phương pháp hóa học mà phải nhờ vào kính hiển vi Dùng kính hiển vi không để xác định giả mạo mà ước lượng tỷ lệ chất giả mạo vào số lượng đặc điểm mẫu kiểm nghiệm so sánh với mẫu đối chứng 3) Phương pháp hóa học: Phần lớn dược liệu có thành phần hoạt chất xác định Các hoạt chất cho phản ứng màu đặc trưng, người ta dựa vào để định tính định lượng Đôi người ta lại dựa vào thành phần hóa học hoạt chất lại đặc trưng cho dược liệu để đánh giá 4) Phương pháp vật lý: Trong nhiều trường hợp phát bị pha lẫn hay giả mạo cách soi mặt cắt dược liệu hay bột dược liệu ánh đèn phân tích tử ngoại Có trước soi người ta nhỏ thêm bột dược liệu vài loại thuốc thử (kiềm, acid…) Việc ứng dụng số vật lý để đánh giá thường hay tiến hành tinh dầu, dầu béo hoạt chất: Độ hòa tan: (thường biểu thị sau: 1g tan …ml nước, …ml cồn ethylic, glycerin…) Tỷ trọng: (đặc biệt tinh dầu dầu béo), ví dụ: tỷ trọng tinh dầu bạc hà 200C: 0,890-0,922 Tỷ trọng mật ong 200C không 1,38 Góc quay cực riêng: Đối với chất lỏng tinh dầu, dầu béo [α]D25=α/l.d Đối với hoạt chất rắn [α]D25= α.100/l.c α: Góc quay cực đo l: bề dày lớp chất tính decimet d: tỷ trọng chất c: nồng độ phần trăm chất dung dịch Đo góc quay cực tỉ trọng nhiệt độ, ví dụ 250C Chỉ số khúc xạ: (Đặc biệt tinh dầu dầu béo) Ví dụ: số khúc xạ tinh dầu hương nhu trắng 200C: 1,510 – 1,528 Nhiệt độ đông đặc: (Đối với tinh dầu dầu béo) ví dụ: nhiệt độ đông đặc tinh dầu hồi phải +150C Nhiệt độ nóng chảy: (Đối với sáp ong hoạt chất alcaloid, glycosid…) ví dụ nhiệt độ nóng chảy sáp ong vàng: 62-660C 5) Thử tinh khiết Xác định độ ẩm: Dược liệu thường quy định giới hạn độ ẩm định Song song với việc định lượng hoạt chất cần phải xác định độ ẩm để qui hàm lượng so với dược liệu khô tuyệt đối Có thể xác định độ ẩm cách sau đây: - Sấy tủ sấy áp suất bình thường - Sấy tủ sấy áp suất giảm (có máy hút chân không) - Làm khô bình hút ẩm với chất hút nước mạnh acid sulfuric đậm đặc, phosphorpentoxid áp suất giảm (có máy hút chân không) Đối với dược liệu chứa tinh dầu xác định độ ẩm phương pháp cất lôi đẳng phí Định lượng tro Tro toàn phần: Tro toàn phần khối lượng cấn lại sau nung cháy hoàn toàn dược liệu Tro không tan acid hydrochloric Tro sulfat 6) Phương pháp sắc ký: Đây phương pháp hữu hiệu áp dụng để định tính, định lượng chiết tách thành phần hóa học dược liệu Các phương pháp: sắc ký cột, sắc ký giấy, sắc ký lớp mỏng sắc ký khí Sắc ký cột: Đây phương pháp sắc ký phổ biến nhất, đơn giản nhất, chất hấp phụ pha tĩnh gồm loại silica gel (có kích thước hạt khác nhau) pha thường pha đảo YMC, ODS, Dianion,pha đọng dung môi hệ dung môi Sắc ký cột bao gồm sắc ký cột cổ điển sắc ký cột đại hay gọi sắc ký lỏng hiệu cao hay sắc ký lỏng cao áp Sắc ký giấy: Sắc ký giấy chủ yếu thuộc sắc ký phân bố Pha tĩnh thấm tờ giấy cellulos, pha động chất lỏng Sắc ký lớp mỏng: Sắc ký lớp mỏng (SKLM) thường sử dụng để kiểm tra định hướng cho sắc ký cột SKLM tiến hành mỏng tráng sẵn silica gel đế nhôm hay đế thuỷ tinh Ngoài ra, SKLM dùng để điều chế thu chất trực tiếp Sắc ký lớp mỏng chủ yếu sắc ký hấp phụ nhiên sắc ký phân bố kết hợp hai tùy thuộc vào bột để tạo lớp mỏng dung môi sử dụng Sắc ký khí: Đây loại sắc ký phân bố Ở tướng tĩnh chất lỏng bao hạt nhỏ gọi chất mang: kiegelguhr, gạch chịu lửa diatomit Pha động khí trơ Việc chọn khí phụ thuộc vào detector Các khí thường dùng hydrogen, nitrogen, helium argon Tùy theo chất tượng sắc ký người ta chia sắc ký hấp phụ, sắc ký phân bố, sắc ký trao đổi ion, sắc ký gel Đối với chất béo, số hóa học đặc biệt quan trọng? Các phổ UV, IR, NMR MS cho thông tin cấu trúc phân tử? - Phổ tử ngoại khả kiến (UV): xác định nhóm chất, hay để so sánh phổ định danh chất - Phổ hồng ngoại (IR): cho thông tin liên kết đôi, liên kết ba, liên kết với dị tố, nhóm có ích cho việc xác định cấu trúc chất - Phổ cộng hưởng từ hạt nhân(NMR): biết mối liên hệ proton carbon phân tử Kết hợp với phổ khối thông tin khác người ta xây dựng cấu trúc phân tử hợp chất Trong nhiều trường hợp, NMR người ta xác định cấu trúc cấu hình lập thể chất cần phân tích - Phổ khối lượng (MS): cung cấp thông tin khối lượng ion sinh từ phân tử Từ khối lượng phân tử mảnh phân tử, với phương pháp phổ khác người ta xác định cấu trúc chất chưa biết So sánh phổ khối chất với phổ khối chất biết giúp định danh chất dễ dàng xác CHIẾT XUẤT CÁC CHẤT TỪ DƯỢC LIỆU Chiết xuất phương pháp sử dụng dung môi để lấy chất tan khỏi mô thực vật Có ba trình quan trọng đồng thời xảy chiết xuất là: - Sự hòa tan chất tan vào dung môi - Sự khuyếch tán chất tan dung môi - Sự dịch chuyển phân tử chất tan qua vách tế bào thực vật Các phương pháp chiết gồm có ngâm chiết kiệt Trong phương pháp ngâm dược liệu ngâm lượng thừa dung môi thời gian định để chất tan dược liệu hòa tan vào dung môi Dịch chiết sau rút hết dung môi thêm vào trình ngâm - chiết lập lại lấy hết chất khỏi dược liệu Trong phương pháp ngấm kiệt, dung mội dịch chuyển khối dược liệu theo chiều xác định với tốc độ định Trong trình dịch chuyển, chất tan dược liệu tan vào dung môi nồng độ dung dịch tăng dần bão hòa đầu khối dược liệu Như vậy, ngấm kiệt trình chiết ngược dòng với nồng độ dịch chiết tăng dần từ đầu tới cuối khối dược liệu Dung môi tiếp xúc với dược liệu có lượng hoạt chất thấp trình chiết thực hoàn toàn Ngoài kỹ thuật chiết cổ điển trên, kỹ thuật chiết chiết với hỗ trợ sóng siêu âm, vi sóng, chiết chất lỏng tới hạn, chiết áp suất cao v.v phát triển để nâng cao hiệu chất lượng chiết xuất Các yếu tố ảnh hưởng lên ba trình (bản chất chất tan, dung môi, nhiệt độ, áp suất, cấu tạo vách tế bào, kích thước tiểu phân bột dược liệu ) định chất lượng hiệu trình chiết xuất - 10 Bản chất chất tan: Nêu phương pháp phân lập ứng dụng chúng 1) Kết tinh phân đoạn Phương pháp dựa vào độ hòa tan khác chất hòa tan hỗn hợp vào một hỗn hợp dung môi Đối với số nhóm chất đặc biệt, để phân lập người ta tạo dẫn chất tan ví dụ tạo muối picrat alcaloid, tạp osazon đường để chất dễ kết tinh 2) Tách phân đoạn Đối với vài nhóm chất, người ta tách riêng phân đoạn khỏi hỗn hợp dựa vào lý hóa tính khác chất thành phần độ hòa tan dung môi, tính acid hay base độ mạnh tính acid hay base 3) Thăng hoa Một số chất hay nhóm hợp chất thăng hoa coumarin anthranoid dạng tự (aglycon); cafein, ephedrin, camphor, borneol tách khỏi hỗn hợp hay tinh chế cách cho thăng hoa người ta phân lập, tinh chế số alcaloid, flavonoid 4) Chưng cất phân đoạn Chưng cất phân đoạn phương pháp kinh điển dùng để tách chất bay khỏi hỗn hợp dựa vào khác biệt nhiệt độ sôi chất hỗn hợp Phương pháp thường áp dụng để tách chất thành phần tinh dầu 5) Các phương pháp sắc ký Thành phần dịch chiết thực vật thường phức tạp, thường vài chục chất Tính chất chất cần tách thay đổi, từ chất không hay phân cực tới chất phân cực mạnh, từ chất phân tử nhỏ tới đại phân tử Hàm lượng chất hỗn hợp thay đổi, từ vài % tới phần nghìn hay chí số trường hợp Trong trường hợp vậy, phương pháp phân lập cổ điển kết tinh phân đoạn, chưng cất phân đoạn v.v đáp ứng Khi đó, kỹ thuật sắc ký sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng điều chế, sắc ký lỏng áp suất trung bình, sắc ký lỏng cao áp điều chế sắc ký ngược dòng kỹ thuật lựa chọn sử dụng Các kỹ thuật sắc ký lớp mỏng điều chế, sắc ký lỏng cao áp điều chế, mặt lý thuyết thiết bị đề cập tới phần phuơng pháp đánh giá dược liệu Các 11 pp phổ Nêu khái niệm glycozit Glycosid dạng phổ biến nhiều hợp chất tự nhiên, cấu trúc hợp chất gồm hai thành phần – phần đường phần không đường Phần đường glycosid gọi glycon, phần không đường gọi aglycon genin Phần đường phần không đường liên kết với dây nối acetal VD Phân loại O-glycosid : nhóm OH bán acetal đường ngưng tụ với nhóm OH alcol phenol aglycon tạo thành cầu nối Oxy - S-glycosid : nhóm OH bán acetal đường ngưng tụ với nhóm nhóm thiol - N-glycosid : có nhóm amin liên kết với phần đường - C-glycosid : phần aglycon đường liên kết dây nối C-C 12 Đường khử đường không khử đường khử đường bị oxi hóa tác nhân oxi hóa êm dịu