hợp chất ankaloic trong thiên nhiên đặc biệt là trong các loại cây hai lá mầm như cây lá ngón, cau lùn, cây thuốc phiện, cà độc dược, cây mã tiền

TỔNG QUAN ANKALOIC1.1 Khái niệm ankaloic: Polonopski định nghĩa: “Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, đa số có nhân dị vòng, có phản ứng kiềm, thường gặp trong thực vật và đ

MỞ ĐẦU

Việt Nam ta là một nước nhiệt đới, nóng, ẩm và mưa nhiều, có nguồndược liệu rất phong phú, đa dạng và một nền y học dân tộc phát triển lâuđời Từ xa xưa, ông cha ta đã biết cách sử dụng nhiều loại thảo dược trongviệc dưỡng thương, trị bệnh và bồi bổ cơ thể Như vậy, những cây thuốc dângian đóng vai trò hết sức quan trọng trong đời sống hằng ngày của con người.Trong bài tiểu luận này em sẻ trình bày một hợp chất rất quan trọngtrong nhiều loại thực vật mà nếu không biết sẻ rất ảnh hưởng đến sức khỏecủa mỗi chúng ta khi ăn uống hay sử dụng các cây cỏ Đó là hợp chấtAnkaloic trong thiên nhiên đặc biệt là trong các loại cây hai lá mầm như cây

lá ngón, cau lùn, cây thuốc phiện, cà độc dược, cây mã tiền…

Có nhiều bộ môn khoa học nghiên cứu về cây thuốc ra đời Việcnghiên cứu cây thuốc đã giúp cho chúng ta hiểu rõ về thành phần và cấu trúchóa học, hoạt tính sinh học, tác dụng dược lí của cây thuốc Trên cơ sở cácnghiên cứu đó có thể tạo ra chất mới có hoạt tính sinh học cao như mongmuốn để làm thuốc chữa bệnh

Nhưng một điều đặc biệt quan trọng là làm sao để chiết xuất được hợpchất mà ta mong muốn, vì vậy em sẻ trình bày một số phương pháp để táchcác hợp chất ankaloic phục vụ cho điều trị một số bệnh và dùng trong côngtác gây tê để phẫu thuật trong y khoa

Trong quá trình hoàn thành bài tiểu luận không thể tránh khỏithiếu sót, rất mong nhận được ý kiến đóng góp từ thầy cô và các bạn để bàitiểu luận được hoàn chỉnh

Xin chân thành cảm ơn!

TỔNG QUAN ANKALOIC 4

1.1 Khái niệm ankaloic: 4

1.2 Phân loại: 4

1.2.1 Nhóm quinolizidin: 4

1.2.2 Nhóm nicotinana 5

1.2.3 Nhóm tropan 5

1.2.4 Nhóm isoquinolin 5

1.2.5 Nhóm quinolin 5

1.2.6 Nhóm indol 5

1.3 Lý tính 6

1.4 Hóa tính : 9

1.5 Tác động sinh học 9

PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT 12

2.1 Phương pháp chiết xuất ancaloit: 12

2.1.1 Để phân lập ancaloit phải qua quy trình sau: 12

2.1.1.1 Nghiền nhỏ nguyên liệu thành bột rồi ngâm với dung dịch HCl 1% 12

2.1.1.2 Lọc lấy dung dịch muối, kiềm hóa để lấy ancaloit hoàn toàn khỏi muối 12

2.1.1.3 Cất cuốn hơi nước hoặc chiết bằng dung môi hữu cơ như clorofom, benzen v.v 12

2.1.1.4 Chạy sắc ký hoặc sắc ký bản mỏng điều chế phân lập riêng từng ancaloit 12

2.1.1.5 Xác định cấu trúc các ancaloit thử hoạt tính sinh học 12

2.1.2 Thuốc thử phát hiện ancaloit 13

2.1.3.Các thuốc thử thông thường tạo kết tủa với ancaloit : 13

2.1.4.Các nhóm ancaloit hiện nay bao gồm: 13

2.2.Thuộc tính hóa lý: 18

2.3 Sự tạo thành alkaloid trong cây: 18

2.4 Phân bố trong thiên nhiên: 19

QUI TRÌNH CHIẾT XUẤT CÁC CHẤT 20

3.1 Hợp chất Conessin và cây Mức hoa trắng: 20

2

3.1.1 Hợp chất Conessin: 20

3.1.2 Phương pháp chiết xuất, phân lập, tinh chế Conessin từ dược liệu 21

3.1.3.1 Qui trình chiết xuất alcaloid toàn phần từ vỏ thân cây Mức hoa trắng: 21

3.1.3.2 Qui trình phân lập Ankaloic toàn phần từ vỏ cây hoa Mức trắng: 22

3.1.3.3 Qui trình tinh chế conessin từ alcoloid toàn phần … … … 2 3 3.2 Chiết xuất, phân lập và tinh chế Nuciferin từ lá Sen 24

3.2.1 Qui trình chiết xuất alcaloid toàn phần từ lá cây Sen: 24

3.2.2 Xây dựng qui trình phân lập Nuciferin từ alcoloid toàn phần của lá Sen: 25

3.2.3 Tinh chế Nuciferin 26

KẾT LUẬN 27

TÀI LỆU THAM KHẢO 28

PHỤ LỤC 29

TỔNG QUAN ANKALOIC

1.1 Khái niệm ankaloic:

Polonopski định nghĩa: “Alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ,

đa số có nhân dị vòng, có phản ứng kiềm, thường gặp trong thực vật và đôi khi

có trong động vật, thường có dược tính mạnh và cho những phản ứng hóa họcvới một số thuốc thử chung của alkaloid.”

Tuy nhiên cũng có một số chất được xếp vào nhóm alkaloid nhưng nitơ

không có dị vòng mà ở mạch nhánh như: ephedrine trong Ma hoàng Ephedra

sinica Staf., capsaisin trong Ớt Capsicum annuum L., hordenin trong mầm mạch

nha Hordenum sativum Jess., colchicine trong hạt cây tỏi độc Colchicum

autumnale L Một số alkaloid không có phản ứng với kiềm như colchicine lấy từ

hạt tỏi độc, ricinin lấy từ hạt thầu dầu Ricinus communis L., theobromin trong hạt cây cacao Theobroma cacao L và có alkaloid phản ứng với acid yếu như arecaidin và guvacin trong hạt cau Areca catechu L

Ankaloit có tính chất hoạt động sinh lý cao đối với cơ thể người và độngvật, nhất là đối với hệ thần kinh.Với một lượng nhỏ có thể là loại thuốc đặc hiệu,nhưng lượng tương đối lớn nó là chất độc gây chết người.\

1.2 Phân loại:

Về cấu tạo, ankaloit có đến 250 dạng cấu trúc khác nhau với gần 6000 chất

tự nhiên (>5500).Vì vậy, người ta phân loại dựa vào cấu trúc của ankaloit thànhgần 20 nhóm, nhưng ngày nay, người ta còn đề nghị chia thành các nhóm nhỏhơn Ankaloit thường có cấu tạo khác nhau, nhưng chung quy lại nó có chứa một

số dị vòng nitơ và được chia thành các nhóm chính sau:

1.2.1 Nhóm quinolizidin:

ví dụ: Spartein trong Cytisus scoparius

1.2.2 Nhóm nicotinana.

1.2.3 Nhóm tropan.

1.2.4 Nhóm isoquinolin.

1.2.5 Nhóm quinolin.

Các alcaloid ở thể rắn thường kết tinh được và có điểm chảy rõ ràng, nhưngcũng có một số alcaloid không có điểm chảy vì bị phân hủy ở nhiệt độ trước khichảy

Những alcaloid ở thể lỏng bay hơi được và thường vững bền, không bị phânhủy ở nhiệt độ sôi nên cất kéo được bằng hơi nước để lấy ra khỏi dược liệu

Dựa vào độ tan khác nhau của alcaloid base và muối alcaloid người ta sửdụng dung môi thích hợp để chiết xuất và tinh chế alcaloid.

1.4 Hóa tính :

Một số alkaloid có tác dụng như base mạnh có khả năng làm xanh giấy quỳ

đỏ như nicotin

- Đa số các alcaloid đều có tính base yếu

- Một số tính base rất yếu như cafein, piperin…

- Vài trường hợp ngoại lệ như colchicin, ricinin, theobromin không có phảnứng kiềm

- Cá biệt cũng có chất có phản ứng acid yếu như arecaidin, guvacin

Do có tính base yếu nên có thể giải phóng alcaloid ra khỏi muối của nó

Các alcaloid cho phản ứng với một số thuốc thử chung của alcaloid

1.5 Tác động sinh học

Công dụng của alkaloid rất đa dạng và phong phú, tùy theo từng loạialkaloid

- Tác dụng lên hệ thần kinh

- Kích thích thần kinh trung ương: strychnine, caffeine

- Ức chế thần kinh trung ương: morphin Codein

- Kích thích thần kinh giao cảm: ephedrine

- Liệt giao cảm: yohimbin

- Kích thích phó giao cảm: pilocarpin

- Liệt phó giao cảm: atropine

- Gây tê: cocaine

- Tác dụng hạ huyết áp: reserpine, serpentin

- Tác dụng chống ung thư: taxol, vinblastine, vincristine

- Tác dụng diệt ký sinh trùng, diệt khuẩn: quinine, berberine, arecoline,emetine.

Arecoline

PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT

2.1 Phương pháp chiết xuất ancaloit:

Trong cây các ancaloit luôn tồn tại ở dạng các muối với các axít hữu cơ vàmỗi họ cây thường có một dãy ancaloit cùng nhóm, trong đó có nhóm chính vànhóm phụ Hàm lượng của chúng phụ thuộc vào giống cây, mùa vụ và địa lý

2.1.1 Để phân lập ancaloit phải qua quy trình sau:

2.1.1.1 Nghiền nhỏ nguyên liệu thành bột rồi ngâm với dung dịch HCl 1%

(hoặc bằng dung dịch xôđa) để chuyển hóa hoàn toàn ancaloit thành muốiclohiđrat dễ tan

2.1.1.2 Lọc lấy dung dịch muối, kiềm hóa để lấy ancaloit hoàn toàn khỏi

ư ơ n g p h á p 1 : Chiết bằng dung môi hữu cơ

Để chiết ancaloit bằng dung môi hữu cơ, trước hết bột dược liệu phải đượctẩm dung dịch bazơ để chuyển ancaloit muối trong dược liệu thành dạng bazơ

Bazơ thường dùng là dung dịch NH3, Ca(OH)2, Na2CO3, NaOH.

Dung môi có thể dùng là clorofom, ete, benzen, etyl clorua.Clorofom là dung môi thích hợp nhất cho hầu hết ancaloit bazơ (trừ

ancaloit N bậc 4 và N-oxit có cách xử lí riêng)

Ph

ư ơ n g ph á p 2 : Chiết bằng dung dịch axit hay axit loãng trong ancol.

Khác với phương pháp trên, phương pháp này sử dụng dung dịch axit vô

cơ hay hữu cơ kết hợp với rượu để chiết ancaloit dưới dạng muối hoà tan

Chiết bằng dung dịch axit loãng trong ancol.

Thu dịch chiết dược liệu trong dung môi ancol - axit Bốc hơi dung môi, lắcdịch chiết đậm đặc với dung môi hữu cơ (ete, clorofom) để loại tạp Kiềm hoádung dịch nước axit rồi chiết bằng dung môi hữu cơ, bốc hơi dung môi thu đượccặn ancaloit thô Với cách chiết này, ancaloit không bị mất nhưng dịch chiết lẫnnhiều tạp

2.1.2 Thuốc thử phát hiện ancaloit.

2.1.3.Các thuốc thử thông thường tạo kết tủa với ancaloit :

- Thuốc thử Dragendorff tạo kết tủa vàng da cam đến đỏ với ancaloit

- Thuốc thử Mayer tạo kết tủa màu trắng hoặc vàng cam với ancaloit

- Thuốc thử Wagner (Bouchardat) tạo kết tủa vàng nâu với ancaloit.Các thuốc thử thông thường tạo màu với ancaloit :

- Dung dịch H2SO4 đậm đặc (D = 1,84 g/ml)

- Dung dịch HNO3 đậm đặc (D = 1,4 g/ml )

2.1.4.Các nhóm ancaloit hiện nay bao gồm:

- Nhóm pyridin: piperin, coniin, trigonellin, arecaidin, guvacin, pilocarpin,

cytisin, nicotin, spartein, pelletierin

- Nhóm pyrrolidin: hygrin, cuscohygrin, nicotin

- Nhóm tropan: atropin, cocain, ecgonin, scopolamin

- Nhóm quinolin: quinin, quinidin, dihydroquinin, dihydroquinidin,

strychnin, brucin, veratrin, cevadin

Ergolin Các beta-cacbolin: harmin, harmalin, yohimbin, reserpin, emetin

Các steroit: solanin, samandari (các hợp chất amoni bậc bốn): muscarin,cholin, neurin

Các

ancaloit từ dừa cạn (chi Vinca) và các họ hàng của nó: vinblastin, vincristin.

Chúng là các chất chống ung thư và liên kết các nhị trùng (dime) tubulin tự do,

vì thế phá vỡ cân bằng giữa trùng hợp (polyme hóa) và phản trùng hợp vi quản,tạo ra sự kìm hãm các tế bào trong pha giữa của quá trình phân bào

2.2.Thuộc tính hóa lý:

Phân tử lượng: khoảng 100-900

Các ancaloit không chứa các nguyên tử ôxy trong cấu trúc thông thường làchất lỏng ở điều kiện nhiệt độ phòng (ví dụ nicotin, spartein, coniin)

Các ancaloit với các nguyên tử ôxy trong cấu trúc nói chung là các chất rắnkết tinh ở điều kiện nhiệt độ phòng (ví dụ: berberin)

Hoạt hóa quang học

Tính kiềm phụ thuộc vào khả năng sẵn có của các cặp điện tử đơn độc trênnguyên tử nitơ & và kiểu khác (dị) vòng cùng các phần thay thế

Khả năng tạo ra muối với các axít vô cơ (ví dụ: với HCl, H2SO4, HNO3) haycác axít hữu cơ (như các muối tartrat, sulfamat, maleat)

2.3 Sự tạo thành alkaloid trong cây:

Nhờ phương pháp đánh dấu đồng vị phóng xạ người ta đã chứng minh được

vào môi trường nuôi cấy hoặc tiêm vào thân cây Alcaloid sau chiết xuất và phânlập có tính phóng xạ Làm phản ứng phân hủy để tìm nguyên tử phóng xạ thìthấy được hầu hết nguyên tử nitơ và các nguyên tử carbon của acid amin đềunằm trong cấu trúc nhân cơ bản của alkaloid

Nơi tạo ra alkaloid không phải luôn luôn là nơi tích tụ alkaloid Nhiềualkaloid được tạo ra ở rễ lại vận chuyển lên phần trên mặt đất của cây, sau khithực hiện những biến đổi thứ cấp chúng được tích lũy ở lá, quả hoặc hạt như câythuốc phiện, cây caphe, chúng được tạo ra ở rể nhưng lại được chứa ở lá, quả,hoa…

Vd: L-hyoscryamin trong cây Beladon được tạo ra ở rễ, sau đó chuyển lênphần trên mặt đất Khi cây 1 tuổi thân cây chứa nhiều alcaloid hơn lá, khi cây 2tuổi thân cây hóa gỗ nhiều hơn, hàm lượng alcaloid giảm xuống, hàm lượngalcaloid ở phần ngọn đạt được mức tối đa vào lúc cây ra hoa và giảm đi khi quảchín

2.4 Phân bố trong thiên nhiên:

Alkaloid có phổ biến trong thực vật, tập trung ở một số họ:

- Apocynaceae (họ Trúc đào) có gần 800 alkaloid.

- Papaveraceae (họ Thuốc phiện) gần 400 alkaloid

- Fabaceae (họ Đậu) 350 alkaloid

Trong cây, alkaloid thường tập trung ở một số bộ phận nhất định

Rất ít trường hợp trong cây chỉ có một alkaloid duy nhất mà thường có hỗnhợp nhiều alkaloid, trong đó alkaloid có hàm lượng cao được gọi là alkaloidchính

Các alkaloid ở trong những cây cùng một họ thực vật cũng thường có cấutạo rất gần nhau

Hàm lượng alkaloid trong cây thường rất thấp, Một số dược liệu chứa 1-3%alkaloid đã được coi là hàm lượng khá cao

Hàm lượng alkaloid trong cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khí hậu, ánhsáng, chất đất, phân bón, giống cây, bộ phận thu hái và thời kỳ thu hái Vì vậyđối với mỗi dược liệu cần nghiên cứu cách trồng trọt, thu hái và bảo quản để cóhàm lượng hoạt chất cao

Trong cây, alkaloid ít khi ở trạng thái tự do (alkaloid base), mà thường ởdạng muối của các acid hữu cơ như citrat, tactrat, oxalat, acetat…

Có một số ít trường hợp alkaloid kết hợp với đường tạo ra dạngglycoalkaloid như solasonin và solamacgin trong cây Cà lá xẻ (Solanum

QUI TRÌNH CHIẾT XUẤT CÁC CHẤT

3.1 Hợp chất Conessin và cây Mức hoa trắng:

3.1.1 Hợp chất Conessin:

Conessin được phân bố trong một số loài thuộc chi Holarrhena, họ

Trúc đào Trong nghiên cứu này vỏ thân cây Mức hoa trắng (còn được gọi làcây Mộc hoa trắng, Sừng trâu, Thừng mực lá to ) được lựa chọn để chiết xuấtConessin vì Mức hoa trắng là một cây phân bố rộng rãi ở Việt Nam, vỏ thâncây chứa nhiều alcaloid trong đó Conessin là thành phần chính Thành phầnhóa học của vỏ thân cây, phương pháp chiết xuất, phân lập hợp chất từ vỏthân cây cũng như phương pháp định tính, định lượng hợp chất Conessin trongdịch chiết dược liệu bằng sắc kí đã được các tác giả trong nước và nướcngoài nghiên cứu sơ bộ

Công thức cấu tạo của Conessin

Công thức phân tử: C24H40N2

Trọng lượng phân tử: 356,59

Danh pháp (IUPAC): (3β)-N,N- dimethylcon-5-enin-3-amine

Tính chất lí – hóa: Conessin là tinh thể hình lăng trụ (kết tinh trong

aceton) điểm chảy là 125oc [α]α]]D = 1,9o (trong CHCl3) và + 21o6 (trong

C2H5OH), muối hydroclorid, hydrobromid và oxalat của Conessin tồn tại dưới dạng tinh thể Độ tan trong nước của Conessin base là 1/5, độ tan trong ethanol 90o là 1/11, ít tan trong ether

3.1.2 Phương pháp chiết xuất, phân lập, tinh chế

Conessin từ dược liệu.

3.1.2.1 Qui trình chiết xuất alcaloid toàn phần từ vỏ thân cây Mức hoa trắng:

Cân khoảng 400 g bột dược liệu, làm ẩm bằng 100 ml dung dịch HCl10%, bổ sung 1 600 ml dung dịch HCl 10% đến ngập hết dược liệu vàngâm trong 24 giờ Rút dịch chiết và lọc Tiếp tục chiết thêm bột dược liệu 2 lầnnữa bằng cách bổ sung 600 ml dung dịch HCl 10% đến ngập dược liệu,mỗi lần ngâm lạnh trong 6 - 8 giờ Gạn để thu dịch chiết và lọc Gộp các dịchchiết acid thu được, kiềm hóa dịch chiết acid bằng amoniac đặc đến pH = 9 -

10 Để lắng và gạn bỏ phần dịch ở trên bằng cách lọc qua giấy lọc Hút kiệtnước Có thể tiến hành li tâm rồi gạn bỏ dịch nước ở trên, thu được cắn Chiếtalcaloid base trong cắn và giấy lọc nhiều lần bằng cloroform, mỗi lần 300 ml,

cho đến khi thử bằng thuốc thử Dragendorff không cho tủa vàng Gộp dịch

chiết, cất thu hồi cloroform dưới áp suất giảm Chuyển cắn thu được ra cốc có

mỏ, cô cách thủy tới cạn, sấy ở 60 oC trong 3 giờ, thu được 12,0 g alcaloid toàn phần Qui trình chiết xuất alcaloid toàn phần từ vỏ thân Mức hoa trắng được thểhiện tóm tắt như sơ đồ ở Phụ lục 1

3.1.2.2 Qui trình phân lập Ankaloic toàn phần từ vỏ cây hoa Mức trắng:

12,0 g cắn alcaloid toàn phần được hòa tan trong 300 ml ether dầu hỏa,