Giáo trình hợp chất thiên nhiên dùng cho sinh viên ngành đại học sư phạm hóa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC QUẢNG BÌNH KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN GIÁO TRÌNH (Lưu hành nội bộ) HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN (Dùng cho sinh viên ngành Đại học Sư phạm Hóa học) Tác giả: Lý Thị Thu Hoài Năm, 2016 MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Khái niệm phân loại hợp chất tự nhiên 1.1.1 Đối tượng lịch sử nghiên cứu 1.1.2 Phân loại hợp chất thiên nhiên 1.2 Phương pháp nghiên cứu hợp chất thiên nhiên 1.2.1 Chiết xuất 1.2.2 Phương pháp phân lập hợp chất thiên nhiên 1.2.3 Thử hoạt tính CHƯƠNG GLUXIT 2.1 Khái niệm phân loại 2.2 MONOSACCARIT 2.2.1 Cấu trúc: có dạng cấu trúc mạch hở mạch vòng 2.2.2 Tính chất vật lý 10 2.2.3 Tính chất hóa học 10 2.3 OLIGOSACCARIT 13 2.3.1 Cấu trúc phân tử 13 2.3.2 Tính chất vật lý 14 2.3.3 Tính chất hóa học 14 2.3.4 Phân tích Oligosaccarit 15 2.4 MỘT SỐ POLISACCARIT TIÊU BIỂU (poliozo) 15 2.4.1 Tinh bột 15 2.4.2 XENLULOZƠ 16 CHƯƠNG TERPENOID 19 3.1 Đại cương terpenoid phân loại 19 3.1.1 Hemitecpenoit: 19 3.1.2 Monotecpenoit: 19 3.1.3 Sesquitecpenoit: 24 3.1.4 Ditecpenoit: 26 3.1.5 Tritecpenoit: 28 3.1.6 Tetratecpenoit: 30 3.2 Đặc điểm cấu tạo hóa lập thể 33 3.2.1 Đặc điểm cấu tạo 34 3.2.2 Hóa học lập thể terpenoid 34 3.2.3 Một số đặc điểm khác cấu hình hóa lập thể 35 3.3 Một số terpenoid tiểu biểu 35 3.3.1 Monoterpenoid 35 3.1.1 Monoterpenoid khơng vòng 35 3.3.1 Monoterpenoid đơn vòng 37 3.1.3 Monoterpenoid vòng 38 3.3.2 Sesquiterpenoid 39 3.3.2.1 Sesquiterpen khơng vòng 39 3.3.2.2 Sesquiterpen vòng 39 3.3.2.3 Sesquiterpen hai vòng 40 3.3.2.4 Sesquiterpen ba vòng 40 3.3.3 Diterpenoid 40 3.3.4 Serterterpenoid 41 3.3.5 Triterpenoid 41 3.3.6 Tetraterpenoid 43 3.3.7 Polyterpenoid 44 3.4 Phương pháp phân lập monoterpenoid sesquiterpenoid 44 CHƯƠNG STEROID ………………… ……………53 4.1 Khái niệm phân loại 53 4.2 Một số steroid tiêu biểu 54 4.2.1 Sterol 54 4.2.2 Axit mật: 57 4.2.3 Steroit hocmon 58 4.2.4 Glycosit tim: 59 4.2.5 Sapogenin: 60 4.2.6 Sinh tổng hợp steroit: 60 CHƯƠNG5 ALKALOID .……………………62 5.1 Đại cương alkaloid 62 5.2.1 Phương pháp chiết alcaloid dạng base dung môi hữu không phân cực 71 5.2.2 Phương pháp chiết alcaloid dạng muối dung môi nước, nước acid cồn (ethanol, methanol) 72 5.3 Tính chất chung alkaloid 73 5.3.1 Tính chất lí học 73 5.3.2 Tính chất hóa học 74 5.4 Thuốc thử alkaloid 74 5.5 Một số phản ứng hóa học alkaloid 74 5.5.1 Phương pháp methyl hóa tối đa Hofmann 74 5.5.2 Biến đổi Emde 75 5.5.3 Phương pháp Von Braun 75 5.5.4 Một số loại ancaloit thường gặp 76 5.5.4.1 Nicotin 76 5.5.4.3 Mocphin 76 5.5.4.4 Atropin 77 5.5.4.5 Côcain 77 CHƯƠNG CÁC HỢP CHẤT PHENOL 78 6.1 Phân loại hợp chất phenol thực vật 78 6.2 Sinh tổng hợp hợp chất thơm 79 6.3 Các hợp chất phenol đơn giản 80 6.4 Các hợp chất phenol phức tạp 80 6.4.1.Flavone: 80 6.4.2 Flavanone: 81 6.4.3 Isoflavone: 82 6.6.4 Anthocyanin: 83 6.4.5 Leucoanthocyanidin: 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Khái niệm phân loại hợp chất tự nhiên 1.1.1 Đối tượng lịch sử nghiên cứu • Hợp chất thiên nhiên sản phẩm hữu trình trao đổi chất thể sống Ngành hóa học nghiên cứu tính chất cấu trúc hợp chất thiên nhiên gọi hóa học hợp chất thiên nhiên • Lịch sử nghiên cứu - Thế kỷ 19: Một cơng trình có giá trị ‘’qui tắc isopren’’ cấu tạo tecpenoit (Wallch, 1887) - Thế kỷ 20:Xác định cấu trúc hợp chất thiên nhiên có tiến vượt bậc nhờ kỹ thuật đại, phương pháp phổ 1.1.2 Phân loại hợp chất thiên nhiên 1.1.2.1 Dựa vào tính thiết yếu đối động thực vật: người ta chia thành nhóm • Chất trao đổi sơ cấp : Là chất thiên nhiên cần thiết cho sống gồm cacbonhidrat, protein, axit nucleic, lipit dẫn xuất chúng Các hợp chất sản sinh từ thể sống, khơng phụ thuộc vào lồi Q trình chất trao đổi sơ cấp tạo thành gọi trình trao đổi sơ cấp • Chất trao đổi thứ cấp: Là hợp chất thiên nhiên không hẵn không cần thiết cho sống động thực vật Các chất trao đổi thứ cấp thường phụ thuộc nhiều vào loài Các hợp chất thứ cấp bao gồm : tecpenoit, steroit, flavonoit, ankaloit….Chúng sản phẩm trình trao đổi thứ cấp • Trong hợp chất thiên nhiên thường có nhóm chức bản: + Hợp chất hidrocacbon chưa no + Ancol- phenol – ete +Andehit- xeton + Axit hữu dẫn xuất + Amin + Dị vòng + Hợp chất tạp chức … 1.1.2.2 Dựa vào khung cacbon, nhóm chức theo tính phổ biến hợp chất: Các hợp chất thiên nhiên thường phân loại thành: + Chất béo- lipit + Hidratcacbon- Gluxit ( monosacarit, oligosacarit, polisacarit) + Axit amin- Protit + Tecpenoit (monotecpen,sesquitecpen, ditecpen, tritecpen…) + Steroit + Coumarin + + + + + Flavonoit Ankaloit Tanin Chất kháng sinh Vitamin… 1.2 Phương pháp nghiên cứu hợp chất thiên nhiên 1.2.1 Chiết xuất Nói chung, khơng thể có phương pháp chung áp dụng cho tất nguyên liệu Trong phần nêu phương pháp chiết xuất nhằm nghiên cứu sơ chưa biết rõ thành phần hóa học nguyên liệu a Phương pháp chung • Dùng dãy dung môi từ không phân cực đến phân cực mạnh để chiết phân đoạn chất khỏi nguyên liệu ví dụ dãy ete- dầu hỏa, ete, cloroform, cồn cuối nước • Cách chiết thơng dụng chiết nóng liên tục máy soxhlet chiết hồi lưu Sau lần chiết với loại dung môi, cần làm khô nguyên liệu tiếp tục chiết với dung môi Mỗi phân đoạn chiết, thu hồi dung môi tiến hành phân tích riêng Chiết nóng soxhlet hồi lưu Dựa vào tính phân cực dung mơi dự đốn có mặt chất có mặt dịch chiết • Trong phân đoạn ete, ete dầu hỏa có hidrocacbon béo thơm, thành phần tinh dầu monotecpen, chất không phân cực chất béo caroten, sterol, chất màu thực vật, clorofyl • Trong dịch chiết cloroform có sesquitecpen, ditecpen, coumarin, quinon aglycon glycozit thủy phân tạo ra, số ankaloit bazo yếu • Trong dịch chiết cồn có mặt glycozit, ankaloit, flavonoit, hợp chất phenol khác, nhựa, axit hữu cơ, tanin • Trong dịch nước có có hợp chất phân cực glycozit, tanin, đường, hidratcacbon phân tử vừa pectin, protein thực vật, muối vô cơ… b Chiết lấy tồn thành phần ngun liệu • Dung mơi thích hợp cồn (metanol hay etanol) 80% nước Cồn, đặc biệt metanol xem dung mơi vạn hòa tan chất không phân cực chất phân cực khác • Dịch chiết bay dung môi cao toàn phần chứa hầu hết hợp chất nguyên liệu • Sau cần tách phân đoạn chất cao chuẩn bị dãy chất khơng tan nước có độ phân cực từ yếu đến mạnh ví dụ dãy ete- dầu hỏa, ete, cloroform, etyl axetat, butanol • Hòa tan cao vào lượng nước , cho vào bình chiết , chiết với dung môi Dịch chiết phân đoạn sau thu hồi dung mơi đem phân tích c Cách chiết • Chiết nhiệt độ thường: có cách ngấm kiệt ngâm phân đoạn Ngấm kiệt phương pháp tốt chiết nhiều hợp chất hơn, tốn dung mơi, áp dụng phương pháp ngấm kiệt ngược dòng • Chiết nóng: Nếu dung mơi dễ bay phải dùng phương pháp chiết liên tục (trong soxhlet) chiết hồi lưu Nếu chiết hồi lưu phải chiết lần • Phương pháp chiết ngấm kiệt ngược dòng A1 A2 B1 C1 B2 C2 D1 D2  Phương pháp chiết ngâm phân đoạn d Cách thu hồi dung mơi: cách chưng cất, tốt dùng phương pháp chưng cất áp suất thấp khong bom chan khong 1.2.2 Phương pháp phân lập hợp chất thiên nhiên Các phương pháp sắc ký - Khái niệm sắc ký: Sắc ký phương pháp vật lý dùng để tách riêng thành phần khỏi hỗn hợp cách phân bố chúng pha: pha có bề mặt rộng gọi pha cố định pha chất lỏng hay chất khí gọi pha di động, di chuyển qua pha cố định - Phân loại: Chia thành loại sắc ký lỏng sắc ký khí  Sắc ký lỏng : sắc ký có pha động chất lỏng Trong sắc ký lỏng có kỹ thuật: • Sắc ký giấy: pha tĩnh giấy • Sắc ký lớp mỏng: pha tĩnh lớp mỏng chất hấp phụ trải thủy tinh kim loại • Sắc ký cột: Pha tĩnh chất rắn nhồi thành cột Trong sắc ký cột tùy thuộc vào chất chất rắn nhồi cột mà chia thành loại - Cột cổ điển: cột đơn giản với chất hấp phụ vô hay hữu - Cột trao đổi ion: Cột chất trao đổi ion âm dương - Cột gel hay lọc gel: Pha tĩnh gel tổng hợp có lỗ xốp xác định để lọc chất có kích thước khác • Sắc ký lỏng cao áp: (sắc ký lỏng hiệu cao-HPLC)  Sắc ký khí: sắc ký có pha động chất khí Dựa vào pha cố định người ta chia ra: • Sắc ký khí - rắn • Sắc ký khí - lỏng • Trong thực tế người ta thường dùng SKK để phát số lượng chất hỗn hợp, hàm lượng chúng dựa vào diện tích pic phổ đồ sắc ký 1.2.3 Thử hoạt tính Sinh viên tự đọc tài liệu CHƯƠNG GLUXIT 2.1 Khái niệm phân loại • Gluxit (cacbohydrat) nhóm hợp chất hữu phổ biến tự nhiên, đặc biệt thực vật (chiếm 80% khối lượng khơ) • Phân loại - Monosaccarit (monozơ): gluxit khơng có khả thủy phân thành gluxit đơn giản - Oligosaccarit (oligozơ) gluxit thủy phân cho ta từ 2-10 monosaccarit - Polisaccarit (poliozơ) gồm 10 đơn vị monosaccarit tạo nên Loại gồm loại: + Homopolisaccatrit: thủy phân cho 10 monosaccarit loại Ví dụ tinh bột, xenlulozơ, + Hetoropolisaccarit: thủy phân cho monosaccarit khác loại Ví dụ hemixenlulozo, aga-aga 2.2 MONOSACCARIT 2.2.1 Cấu trúc: có dạng cấu trúc mạch hở mạch vòng a) Cấu trúc mạch hở • Như xét cấu tạo thuộc loại polihydroxicacbonyl • Tùy thuộc vào chất nhóm cacbonyl mà chúng chia thành loại: + anđozơ ( nhóm andehyt –CH=O) + xetozơ ( nhóm xeto –CO-) b) Cấu hình monosaccarit Đồng phân quang học • Dãy D L: Nếu nhóm OH monosaccarit có cấu hình ngun tử C xa nhóm C=O nằm bên phải cơng thức Fischer phía phải thuộc dãy D, phía trái thuộc dãy L • Đồng phân epimer: • Hai monosaccarit có cấu hình khác ngun tử C đồng phân epimer Ví dụ D- glucozo D- mannozo hai đồng phân epime • Đồng phân quang học thường Trong đồng phân quang học DGlucozo có đồng phân L-gluccozơ đồng phân đối quang, đồng phân lại đồng phân quang học thường D- glucozo • Đồng phân đối quang: Hai đồng phân đối quang có cấu hình hồn tồn trái ngược nhau, có suất quay cực trái dấu, đồng phân quang học thường có suất quay cực khác c) Cấu trúc dạng vòng monosaccarit Đồng phân anomer Sự có măt đồng thời nhóm C=O OH phân tử, có khả tác dụng nhóm HO với C=O tạo hợp chất dạng vòng có nhóm OH hemi-axetal Ví dụ D- Glucozơ CH=O CH2OH H H O H H OH OH OH H OH H OH HO H CH2OH H H OH H OH O H OH H H OH OH  -D-glucopiranozo CH2OH OH H  -D-glucopiranozo • Đồng phân anomer: Hai monosaccarit có cấu trúc vòng đồng phân anomer cấu hình chúng khác nguyên tử C chứa nhóm OH hemiaxetal Ví dụ  β- D- glucopiranozo hai đồng phân anomer, chúng khác cấu hình cacbon số (có nhóm OH-hemiaxetal) • Đối với glucozo, cấu trúc chủ yếu dạng vòng ( chiếm 99,9%), đồng phân β- D- gluccopiranozo chủ yếu có cấu dạng bền vững ( nhóm OH vị trí biên nhiều đồng phân ) CH2OH CH2OH O O HO OH HO HO HO OH dang  OH OH dang  2.2.2 Tính chất vật lý • Các monosaccarit trạng thái rắn, khơng màu, dễ tan nước, tan ancol, không tan dung môi hữu thơng thường (benzen, ete ) • đồng phân anomer monosaccarit có nhiệt độ nóng chảy khác góc quay cực riêng khác • Các monosaccarit có vị ngọt,độ khác nhau: fructozo glucozo khoảng 2,4 lần galactozo khoảng 5,5 lần Nhiệt độ nóng chảy (0C) độ quay cực [] số monosaccarit Monosaccarit T0nc Đp  T0nc Đp  []D Đp  []D Đp   ⇋ D- glucozo 146 150 +1120 +18,70 +52,70 D- mannozo 133 132 +29,30 -170 +140 D-galactozo 167 167 +150,70 +54,40 +810 2.2.3 Tính chất hóa học a) Phản ứng nhóm OH • Phản ứng với Cu(OH)2 tạo hợp chất phức • Phản ứng tạo este: tác dụng với clorua axit, anhydrit axit 10 []D N(CH3)2 CH3I + N(CH3)3 - H3CO H3CO Ag2O + N(CH3)3 - OH H3CO t0 H3CO p-metoxy styren 5.5.2 Biến đổi Emde Đây phản ứng tách nhóm ankyl amin khử muối amoni bậc bốn hỗn trống natri natri ammoniac lỏng hidro hoá xúc tác kim loại R-CH2-N(+)R3X(-) Na/Hg R-CH3 + NR3HX Trong số trường hợp, phản ứng giang vị Emde dung để tách nguyên tử nito khỏi ancaloit + N N N CH3 Na/Hg O CH3 CH3 1/ CH3CI 2/ Na/Hg O O + O O O 5.5.3 Phương pháp Von Braun Cho amin bậc ba chứa nhóm ankyl tác dụng với brom xianua Kết lien kết ankyl- nito bị phân cắt cho ankyl halogenua hợp chất chất amin thể xiamua R3N + NC-Br Br(-) + R3N(+)-CN RBr + R2N-CN Sự phân cắt amin có cấu tạo bất đối xứng thường dẫn đến halogenua ankyl nhỏ 75 NH2CH3 Thí dụ: EtNMe + NCBr MeBr + Et3N-CN Kết hợp hai phương pháp Von-Braun Hofmann dung để xác định vị trí nitơ O O O Hofmanin O (H3C)2N N CH3 - O Von-Braun O CH3 N CH2Br CN 5.5.4 Một số loại ancaloit thường gặp 5.5.4.1 Nicotin Công thức phân tử: C10H14N2 Nicotin thuộc ancaloid họ piridin Trong cấu tạo gồm nhân piridin kết hợp với nhân N-metyl-pirolidin  Nicotin thuốc dạng muối kết hợp với axit limonic, lượng nicotin tring thuốc 3%  Nicotin chất lỏng dầu, khơng màu, sơi 247oC, nâu lại nhanh chóng khơng khí bị oxi hóa, dễ bay có mùi thuốc lá, dễ tan nước, dung dịch có tính bazơ mạnh  Nicotin ankaloid độc, có vài mg gây nhức đầu, ói mửa, với lượng lớn kìm hãm hoạt động hệ thần kinh, làm ngưng hô hấp, làm tê liệt hoạt động tim, khơng nên hút thuốc  Nicotin độc với côn trùng, làm thuốc trừ sâu nông nghiệp-không gây ô nhiễm môi trường 5.5.4.2 Quinin Công thức phân tử: C20H24O2N2 Quinin ancaloit họ quinolin Quinin với ankaloid khác chứa vỏ quinquina thường mọc xứ nhiệt đới Thành phần quinin vỏ chiếm 23% - Là chất rắn, nóng chảy 177oC, kết tinh ngậm phân tử nước nóng chảy 57oC, dễ tan rượu ete, dung dịch quinin có vị đắng có tính bazơ Quinin dùng y học dạng muối chohiđrat sunfat: thứ thuốc chống bệnh sốt rét hạ sốt, tác dụng trực tiếp đến vi trùng sốt rét diệt chúng, với liều lượng lớn độc 5.5.4.3 Mocphin Cơng thức phân tử: C17H19O2N 76 Mocphin có chứa thuốc phiện khoảng 8-12% với loại ankaloid khác  Là chất kết tin, tonc=230oC (dồng thời phân hủy), tan nước, kết tinh ngậm phân tử nước, tan kiềm có nhóm phenol; mocphin vừa có tính bazơ, vừa có tính axit yếu (tính lưỡng tính)  Là thứ thuốc có giá trị dùng trông y học: làm giảm đau, thuốc ngủ  Mocphin dễ gây nghiện, làm dụng chất ma túy nguy hiểm  Giá trị quý giá mocphin tác dụng giảm đau theo kiểu tiêu cảm giác đau, tác dụng lên trung tâm xác định bán cầu não: tác dụng lên trung tâm quý báu, với liều lượng nhỏ làm giảm đau mà không làm xáo trộn ý thức Ngay liều lượng nhỏ tác dụng đến trung tâm thở, tần số thở bị giảm xuống, hạ thấp nhịp thở tức khắc tăng lên loajii bỏ ho tức khắc Nếu lượng mocphin lớn có hại, làm người chết tình trạng tê liệt trung tâm thở Sử dụng trị liệu mocphin bị hạn chế tính thích nghi gây nghiện nguy hiểm Mocphin axetyl hóa với anhiđrit axetic tạo thành heroin 5.5.4.4 Atropin Cơng thức cấu tạo: C17H23O3N  Atropin có chứa Atropabelladonna-thuộc họ cà chứa khoảng 0,1-0,3%  Atropin este kết hợp ancol tropin & axit D,L-tropic  Atropin chất kết tinh nóng chảy 115-117oC, có vị đắng  Atropin chất độc mạnh nhất, với liều lượng lớn làm ngừng hô hấp, y học dùng lượng nhỏ dể mở rộng mắt, làm giảm tiết mồ hôi, nước bọt, làm thuốc giảm đau, thuốc ngủ 5.5.4.5 Côcain Công thức phân tử: C17H21O4N  Côcani ankaloid có coca mọc Nam Mỹ (vùng Pêru, Xêry)  Cơcani chất kết tinh có tinh thể hình lăng trụ Đonc=98oC, khos tan nước dễ tan rượu, ete  Côcani thước tê phần mạnh, thuốc gây mê mạnh, song thuốc độc gây mệt nhọc, suy nhược thể, số trường hợp thay cơcani novocain thứ thuốc tổng hợp 5.5.4.6 Cafein Công thức phân tử: C8H10O2N4 Bài tập * Đề tài thảo luận: Dược liệu chứa ankaloid đời sống 77 CHƯƠNG CÁC HỢP CHẤT PHENOL • Phenol nhóm hợp chất hữu phân tử có nhóm OH liên kết trực tiếp với nhân thơm • Các hợp chất phenol nói chung dễ tan nước thiên nhiên chúng thường tồn dạng glycozit • Trong hàng ngàn hợp chất phenol thiên nhiên biết rõ cấu tạo hợp chất flavonoit nhóm hợp chất quan trọng Ngoài hợp chất phenol đơn chức vòng, phenylpropanoit quinon chiếm tỉ lệ đáng kể • Về poliphenol có lignin, melanin, tanin • Các phenol axit phenol thường nghiên cứu chung chúng thường song song tồn với • Một số phenol có là: hydroquinon (1,4-dihidroxibenzen), rezocxinol (1,3-dihidroxibenzen), ocxinol (1,3-dihidroxi-5-metylbenzen), phlorogluxinol (1,3,5-trihidroxibenzen), catechol (1,2-dihidroxibenzen), pyrogalol (1,2,3trihidroxibenzen), • Các axit phenol thường gặp là: axit p-hydroxibenzoic, axit protocatechic (axit 3,4-dihidroxibenzoic), axit vanilic (axit 4-hidroxi-3-metoxi benzoic), axit syringic (axit 4-hidroxi-2,3-dimetoxi benzoic),… • Các axit phenol tồn dạng kết hợp với lignin tạo thành este với oza dạng glycozit Các axit phenol thường gặp là: axit p-hydroxibenzoic, axit pyrocatechic, axit vanilic, axit syringic, axit gặp axit salixylic, axit oprotocatechic (axit 2,3-dihydroxibenzoic), • Ngược với axit phenolic, phenol tự thấy Hydroquinon chất thường gặp cả, tiếp đến catechol, ocxinol, phlorogluxinol, pyrogalol 6.1 Phân loại hợp chất phenol thực vật Các hợp chất phenolic thực vật axit phenolic, flavonoit flavomoit polyme ngày thu hút nhiều quan tâm tính chất chống oxi hóa, tác dụng phòng ngừa ung thư bệnh liên quan đến tim mạch hợp 78 chất phenolic Các nghiên cứu (hóa học, dược lý học, lâm sàng) phần lý giải mối liên quan sức khỏe người việc tiêu thụ sản phNm thực phNm giàu hoạt chất phenolic thiên nhiên Các hợp chất phenolic chiếm vị trí đáng kể số nhóm hợp chất thiên nhiên có tác dụng dự phòng ung thư Chúng có cấu trúc đa dạng xuất phổ biến giới thực vật Việc phân lập hợp chất cho thử nghiệm hoạt tính sinh học thực phương pháp chiết sắc ký điều chế; Giới thiệu hợp chất phenolic thực vật Các hợp chất phenolic hợp chất có nhiều vòng thơm với nhiều nhóm hydroxy Chúng phân bố rộng rãi giới thực vật sản phẩm trao đổi chất phong phú thực vật Hơn 8.000 cấu trúc phenolic tìm thấy, từ phân tử đơn giản axit phenolic đến chất polyme tannin Các hợp chất phenolic thực vật có tác dụng chống lại xạ tia cực tím ngăn chặn tác nhân gây bệnh, ký sinh trùng động vật ăn thịt, làm tăng màu sắc thực vật Chúng có khắp phận vậy, chúng phần thiếu chế độ ăn uống người Phân loại hợp chất phenolic thực vật Các hợp chất phenolic có cấu trúc đa dạng chia thành 10 nhóm Các hợp chất phenolic thực vật bao gồm stilben, lignan, axit phenolic, flavonoid tannin 6.2 Sinh tổng hợp hợp chất thơm  Việc tách phenol tốt SKLM Thông thường nguyên liệu tươi khô nghiền nhỏ, thủy phân với kiềm axit cồn loãng 600  Thủy phân axit: dùng axit HCl 2M 30 phút, sau để nguội, lọc, chiết ete Gạn lớp ete, rữa nước vài lần, làm khan, bốc đến khơ Hòa cắn khô với metanol làm dung dịch chấm sắc ký  Nếu thủy phân kiềm: NaOH 2M, thủy phân nhiệt độ thường Dịch thủy phân đem axit hóa chiết ete 79  Chất hấp phụ silicagel G với hệ dung mơi có độ phân cực trung bình Các hệ dung môi thường dùng : A: Axit axetic : clorofoc (1 : 9) (Chất hấp phụ silicagel G); B: Etyl axetat: Benzen (9:11) ( Chất hấp phụ silicagel G); C: Benzen: metanol: axit axetic (45: 8: 6) (Chất hấp phụ xenlulo MN 300); D: Axit axetic : nước ( : 94) (Chất hấp phụ xenlulo MN 300); Chất màu : Vanilin + HCl Phenyl propanoit nhóm hợp chất phenolic tự nhiên gồm mạch nhánh nguyên tử cacbon gắn vào nhân thơm  Về mặt sinh tổng hợp chúng dẫn xuất axit amin thơm phenylalanin 6.3 Các hợp chất phenol đơn giản  Hợp chất phổ biến axit hydroxyxinamic  Các axit hidroxixynamic tồn chủ yếu dạng este, dễ bị thủy phân kiềm cho axit tự  Axit cafeic thường tồn dạng este với axit quinic, gọi axit clorogenic  Axit hydroxixynamic thường phân tích đồng thời với phenol axit phenol sau thủy phân dịch chiết thực vật kiềm chiết láy phenol ete etyl axetat  Cắn sau bốc hơi, hòa tan metanol, chấm SKG SKLM xenluloz Hiện vết soi UV UV + NH3  Dung môi:  BAW: n-BuOH- HOAc - H2O (4: 1:5) lớp  BN: n-BuOH -NH4OH 2M  BEW: n-BuOH – EtOH- (1: 1) lớp H2O (4: 1: 2,2) 6.4 Các hợp chất phenol phức tạp 6.4.1.Flavone: Trong flavone, vòng C có tính bazơ tạo muối pyrylium với axit hydrocloric 80 O O HCl OH O Do đó, nhóm cacbonyl flavone khơng phản ứng cách bình thường với số tác nhân cacbonyl hydroxylamine Tuy nhiên, lại phản ứng bình thường với tác nhân Grignard Chất flavone phổ biến quercetin OH OH OH OH HO O O HO O OH OH O OH OH O O Quercetin Primuletin Fisetin Một số flavone primuletin fisetin có nhóm hiđroxi vòng A 6.4.2 Flavanone: Flavanone chưa tìm thấy tự nhiên, nhiên flavanone bị hidroxi hóa lại tồn tự nhiên dạng tự dạng glycosit Trong lồi thực vật, chúng thường đồng có mặt với flavone tương ứng Ví dụ hesperidin diosmin vỏ Zanthoxylum avicennae, rhoifolin naringin vỏ Citrus aurantium Khác với flavone không bão hòa, flavanone bão hòa thể hoạt tính nhóm 4-carbonyl Phản ứng flavanone với kiềm khác với flavone Trong flavone phản ứng với kiềm tạo thành benzaldehyde, axit axetic phenol điều kiện mạnh flavanone lại tạo thành phenol axit cinnamic Sự đề hidro hóa flavanone, ví dụ biến đổi từ hesperin thành diosmin, phương pháp quan trọng để nhận dạng flavanone cách so sánh với flavone biết Dưới số flavanone đề cập: 81 OH OH Rh Gl O OCH3 O OH Rh Gl O O O OH Naringin O Hesperidin OH Gl O O OH O Prunin 6.4.3 Isoflavone: Các hợp chất isoflavone chất 3-phenylchromone Hiện có khoảng 35 isoflavone biết đến Một số ví dụ sau: HO O HO O O O O O OH OH Daidzein O OH Genistein OCH3 O H3CO Tianlancuayin Isoflavone bị thoái biến kiềm theo sơ đồ sau: OH O OH HCOOH O O Axit f ocmic Desoxybenzoin Isof lavone Kiêm chay Metyl hoa OCH OH OH HOOC H 2O2 O OH COOH 82 HOOC Các chất isoflavone thể hoạt tính kích thích sinh dục nữ, chống trùng chống nấm Một số chất độc mạnh với cá 6.6.4 Anthocyanin: Các màu xanh, tím nhạt, tím hầu hết màu đỏ tế bào hoa, quả, thân thực vật có mặt sắc tố anthocyanin trạng thái hòa tan Các sắc tố trạng thái tự do, không chứa đường gọi anthocyanidin Cấu trúc phổ biến tất anthocyanidin ion flavylium (2-phenylbenzopyrylium) O Các anthocyanidin tự nhiên phân loại thành ba nhóm: pelargonidin, cyanidin delphinidin OH HO O HO OH O OH OH OH OH OH Pelargonidin Cyanidin OH HO O OH OH OH OH Delphinidin Các anthocyanidin khác phân biệt cách phân bố hai dung mơi khơng hòa tan vào nhau, phổ hấp thụ chúng màu chúng dung dịch đệm pH Để xác định cấu trúc, anthocyanidin xử lí với kiềm, chúng tạo thành phloroglucinol axit phenolic 83 HO O OH HOOC OH OH OH Axit p-hydroxynezoic Pelargonidin OH OH HO HO OH O HOOC OH OH OH OH OH Axit protocatechuic Cyanidin Phloroglucinol OH HO O OH HOOC OH OH OH OH OH OH Axit gallic Delphinidin Một số tác nhân pH, kim loại tạo phức tannin làm ảnh hưởng đến màu sắc anthocyanidin 6.4.5 Leucoanthocyanidin: Leucưoanthocyanidin flavan-3,4-diol Các chất không màu tạo thành dung dịch màu đỏ với axit Leucoanthocyanidin phân bố rộng rãi loài thực vật bậc cao OH OH OH HO OH HO O O HO O OH OH HO OH OH O OH HO Melacacidin OH Leucopelargonidin Peltogynol Thỉnh thoảng flavan-3,4-diol thu khử flavonol flavanonol OH OH OH HO OH O NaBH4 HO O OH OH O OH HO Dihydroquercetin OH Leucocyanidin Về mặt sinh tổng hợp, hợp chất flavonoit tạo thành từ kết hợp mảnh C6-C3 có nguồn gốc từ axit shikimic (ví dụ axit p-hydroxycinnamic) với 84 đơn vị gồm sáu nguyên tử cacbon tạo thành kết hợp thẳng ba đơn vị axetat: C _C _C (C CO)3 C C C C CO C CO C COOH O Sơ đồ chung cho trình sinh tổng hợp chất có nguồn gốc từ axit shikimic đề xuất sau: axit shikimic > axit prephenic > axit phydroxyphenylpyruvic > p-hydroxyphenyllactic > axit p-hydroxycinnamic (axit pcoumaric) > flavone Quá trình hidroxi hóa vòng A B xảy giai đoạn sau q trình đóng vòng hồn thành Isoflavone tạo thành di cư nhóm phenyl flavone Sơ đồ sinh tổng hợp chất flavonoit sau: *Đề tài thảo luận: Chiết xuất ứng dụng hợp chất curmarin quinon 85 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Lê Văn Đăng, (2005), Chuyên đề số hợp chất thiên nhiên, Nxb Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh [2] Đỗ Đình Rãng (2006), Hóa học Hữu 1, 2, 3, Nxb Giáo dục [3] Trần Quốc Sơn, Đặng Văn Liếu (2005), Giáo trình sở hóa học Hữu 1, 2, Nxb Đại học sư phạm [4] Ngô Thị Thuận (1999), Hóa học hữu (Phầ tập), Nxb Khoa học Kỹ thuật [5] Trần Quốc Sơn (2012), Trần Thị Tửu, Danh pháp hợp chất hữu cơ, Nxb Giáo dục Việt nam 86 MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 Khái niệm phân loại hợp chất tự nhiên 1.1.1 Đối tượng lịch sử nghiên cứu 1.1.2 Phân loại hợp chất thiên nhiên 1.2 Phương pháp nghiên cứu hợp chất thiên nhiên 1.2.1 Chiết xuất 1.2.2 Phương pháp phân lập hợp chất thiên nhiên 1.2.3 Thử hoạt tính CHƯƠNG GLUXIT 2.1 Khái niệm phân loại 2.2 MONOSACCARIT 2.2.1 Cấu trúc: có dạng cấu trúc mạch hở mạch vòng 2.2.2 Tính chất vật lý 10 2.2.3 Tính chất hóa học 10 2.3 OLIGOSACCARIT 13 2.3.1 Cấu trúc phân tử 13 2.3.2 Tính chất vật lý 14 2.3.3 Tính chất hóa học 14 2.3.4 Phân tích Oligosaccarit 15 2.4 MỘT SỐ POLISACCARIT TIÊU BIỂU (poliozo) 15 2.4.1 Tinh bột 15 2.4.2 XENLULOZƠ 16 CHƯƠNG TERPENOID 19 3.1 Đại cương terpenoid phân loại 19 3.1.1 Hemitecpenoit: 19 3.1.2 Monotecpenoit: 19 3.1.3 Sesquitecpenoit: 24 3.1.4 Ditecpenoit: 26 3.1.5 Tritecpenoit: 28 3.1.6 Tetratecpenoit: 30 3.2 Đặc điểm cấu tạo hóa lập thể 33 3.2.1 Đặc điểm cấu tạo 34 3.2.2 Hóa học lập thể terpenoid 34 3.2.3 Một số đặc điểm khác cấu hình hóa lập thể 35 87 3.3 Một số terpenoid tiểu biểu 35 3.3.1 Monoterpenoid 35 3.1.1 Monoterpenoid khơng vòng 35 3.3.1 Monoterpenoid đơn vòng 37 3.1.3 Monoterpenoid vòng 38 3.3.2 Sesquiterpenoid 39 3.3.2.1 Sesquiterpen khơng vòng 39 3.3.2.2 Sesquiterpen vòng 39 3.3.2.3 Sesquiterpen hai vòng 40 3.3.2.4 Sesquiterpen ba vòng 40 3.3.3 Diterpenoid 40 3.3.4 Serterterpenoid 41 3.3.5 Triterpenoid 41 3.3.6 Tetraterpenoid 43 3.3.7 Polyterpenoid 44 3.4 Phương pháp phân lập monoterpenoid sesquiterpenoid 44 CHƯƠNG STEROID ………………… ……………53 4.1 Khái niệm phân loại 53 4.2 Một số steroid tiêu biểu 54 4.2.1 Sterol 54 4.2.2 Axit mật: 57 4.2.3 Steroit hocmon 58 4.2.4 Glycosit tim: 59 4.2.5 Sapogenin: 60 4.2.6 Sinh tổng hợp steroit: 60 CHƯƠNG5 ALKALOID .……………………62 5.1 Đại cương alkaloid 62 5.2.1 Phương pháp chiết alcaloid dạng base dung môi hữu không phân cực 71 5.2.2 Phương pháp chiết alcaloid dạng muối dung môi nước, nước acid cồn (ethanol, methanol) 72 5.3 Tính chất chung alkaloid 73 5.3.1 Tính chất lí học 73 5.3.2 Tính chất hóa học 74 5.4 Thuốc thử alkaloid 74 5.5 Một số phản ứng hóa học alkaloid 74 88 5.5.1 Phương pháp methyl hóa tối đa Hofmann 74 5.5.2 Biến đổi Emde 75 5.5.3 Phương pháp Von Braun 75 5.5.4 Một số loại ancaloit thường gặp 76 5.5.4.1 Nicotin 76 5.5.4.3 Mocphin 76 5.5.4.4 Atropin 77 5.5.4.5 Côcain 77 CHƯƠNG CÁC HỢP CHẤT PHENOL 78 6.1 Phân loại hợp chất phenol thực vật 78 6.2 Sinh tổng hợp hợp chất thơm 79 6.3 Các hợp chất phenol đơn giản 80 6.4 Các hợp chất phenol phức tạp 80 6.4.1.Flavone: 80 6.4.2 Flavanone: 81 6.4.3 Isoflavone: 82 6.6.4 Anthocyanin: 83 6.4.5 Leucoanthocyanidin: 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO Error! Bookmark not defined 89 ... loại hợp chất tự nhiên 1.1.1 Đối tượng lịch sử nghiên cứu • Hợp chất thiên nhiên sản phẩm hữu trình trao đổi chất thể sống Ngành hóa học nghiên cứu tính chất cấu trúc hợp chất thiên nhiên gọi hóa. .. CHƯƠNG CÁC HỢP CHẤT PHENOL 78 6.1 Phân loại hợp chất phenol thực vật 78 6.2 Sinh tổng hợp hợp chất thơm 79 6.3 Các hợp chất phenol đơn giản 80 6.4 Các hợp chất phenol... Khái niệm phân loại hợp chất tự nhiên 1.1.1 Đối tượng lịch sử nghiên cứu 1.1.2 Phân loại hợp chất thiên nhiên 1.2 Phương pháp nghiên cứu hợp chất thiên nhiên 1.2.1 Chiết