Các hợp chất TERPENOID

CHƯƠNG 2: CÁC HỢP CHẤT TERPENOID 2.1 Các dạng cấu trúc terpeniod 2.2 Sự xuất terpenoid 2.1 Các dạng cấu trúc terpeniod 2.1.1 Các monoterpen 2.1.2 Các sesquiterpen 2.1.3 Các diterpen 2.1.4 Các triterpen (các squaleniod) 2.1.5 Các tetraterpen 2.1.6 Các polyprenol Khái niệm • - Tecpen (tecpenoid) hợp chất hữu chứa C, H O tồn thiên nhiên, có khung C gồm nhiều mắt xích giống với khung C isopren, công thức (isoC5)n , n≥2 O Đầu 11 10 Đuôi isopren Oximen Squale n Zerumbon Không theo quy tắc đầu nối với đuôi 2.1 Các dạng cấu trúc terpeniod - Căn vào số lượng đơn vị isopren hợp thành: Loại tepenoid Khung cacbon Số lượng C Monoterpenoid (iso-C5)2 10 Sesquiterpenoid (iso-C5)3 15 Diterpenoid (iso-C5)4 20 Sesterterpenoid (iso-C5)5 25 Triterpenoid (iso-C5)6 30 Tetratecpen (Carotenoid) Polyisoprenoid (Cao su thiên nhiên) (iso-C5)8 40 (iso-C5)n n 2.1 Các dạng cấu trúc terpeniod Steroid dẫn xuất từ triterpenoid vòng Đơn vị isopren thành phần hợp chất thiên nhiên + Terpen có cấu trúc vòng; đóng vòng terpenoid xảy hệ sống xúc tác acid + Mạch nhánh khung terpenoid nhóm chức dễ bị proton hóa → dễ bị chuyển vị xúc tác acid phản ứng sinh tổng hợp isoprenoid 2.1.1 Các monoterpen Các monoterpen mạch hở * Monoterpen HC: Oximen Mirxen: liên kết C=C có tinh dầu basil (Ocimum basilicum), nguyệt quế (laurel oil) (có chứa nối đơi liên hợp phân = vị trí nối đơi) Oximen Mirxen Các monoterpen mạch hở * Monoteroen alcohol: Ứng với khung HC terpen có alcohol terpen chứa liên kết đơi, có mùi thơm đặc trưng, từ tinh dầu hoa hồng, sả… OH CH2OH CH2OH Xitronellol CH2OH Geraniol Nerol Linalool Linalool alcohol bậc quang hạt, có tinh dầu oải hương, hạt mùi Các monoterpen mạch hở * Các monoterpen aldehyd monoterpen keton Monoterpen aldehyd có nối đơi C=C (citral a (geranial) citral b (nerol) (C10H16)): mùi vỏ chanh; phân lập từ tinh dầu vỏ chanh tinh dầu sả chanh, thành phần tinh dầu sả chanh Sự ngưng tụ aldol citral với aceton điều kiện kiềm → pseudoionon (C13H20O); đun nóng với acid → đóng vòng → α- β-ionon Các monoterpen vòng • Monoterpen: Có 6/14 đồng phân methandien có tinh dầu thực vật * α-terpinen γ-terpinen * terpinolen α-phellandrene β-phellandren (R)-(+)- (S)-(+)- Limonen, C10H16 có tinh dầu thơng, citrus (cam, chanh, bưởi,…) * limonen Các monoterpen vòng * Các monoterpen alcohol monoterpen thiol Menthan-3-ol (C10H20O) alcohol no quan trọng Dạng racemic menthol điều chế hydro hóa xúc tác isopropyl methyl phenol thành phần tinh dầu húng tây Thành phần tinh dầu bạc hà (-)-menthol Tnc 43oC 2.1.6 Các polyprenol Các polyprenol: - Phân bố rộng rãi thực vật (n=8-12), động vật (dolichol, n=16-21) - Phần đa nối đơi có cấu hình (Z) - nhóm cấp nguyên tử C phía có chất có cấu hình (E) - Các dolichol có vai trò chuyển hóa chất vận chuyển monosaccharid qua màng lipid Cao su thiên nhiên Cao su thu từ chất mủ (latex) chiết từ nhiệt đới Các hạt cao su lơ lửng chứa vật liệu protein; dễ bị đông tụ acid (acid formic; aicd acetic); Cao su tạo phân tử HC có phân tử lượng cao (C5H8O3)n lắp ráp theo quy tắc isopren Nhiệt phân cao su → isopren dipenten Phân tử cao su có khối tương đối trung bình khoảng 350.000 Sự lưu hóa cao su - Tầm quan trọng cao su thiên nhiên phụ thuộc vào kỹ thuật chế biến - Ở dạng tinh khiết cao su chất dẻo; bảo quản (do kết tinh liên kết ngang phân tử chuỗi thẳng) → rắn ròn - Để cao su thiên nhiên tính chất có giá trị (tính đàn hồi, khả đề kháng với tác động hóa học khí quyển) cần phải lưu hóa - Sự lưu hóa cao su (Guddia – 1838): + cao su làm nóng nhào nặn có mặt khơng khí → dạng chất dẻo (sự dẻo hóa); trộn với S chất độn (muội bồ hóng, kẽm oxid) vật liệu khác hỗ trợ cho lưu hóa chất ổn định + Hỗn hợp ép khn làm nóng ~120oC (sự lưu hóa nóng) → liên kết ngang phân tử cao su duỗi dài cầu S (hàm lượng S 2% - cao su mềm ÷ 30%- cao su rắn (ebonit) - Chế tạo cao su vách mỏng, sử dụng q trình lưu hóa lạnh: cao su nhúng vào dung dịch disulfide cacbon disulfide - Cao su sủi bọt chế tạo cách đưa thêm vào chất phân hủy với giải phóng nito nhiệt độ lưu hóa (benzensunfonyl hydrazid, α,α’azobisisobutyronitril/acid N,N’-dinotroterephthalic N,N’dimethyldiamid Các elastome tổng hợp (Các polyme tương tự cao su) - Fritz Hofmann – 1909: dùng 2,3-dimethylbutadien làm nguyên liệu đầu, trùng hợp tự phát T phòng → sản phẩm ≈ cao su; butadien sử dụng trùng hợp có natri kim loại (cao su buna) - Đồng trùng hợp butadien với styren nhũ tương (xúc tác peroxid) → cao su styren-butadien; đồng trùng hợp butadien acrylonitril → cao su nitril Các polyme khối: Polyme chế tạo theo cách thành phần xếp đặt thành khối nối tiếp nhau, Bn-Sm Các polyme ghép Mạch nhánh (styren) gắn vào nối đôi polybutadien, trùng hợp → polystyren cis-1,4Polybutadien hòa tan monome styren - Các nối đôi từ polybutadien đồng trùng hợp → polyme - Các mạch nhánh polyme ghép vào mạch polyme xương sống (cis-1,4-polyisopren) → tên gọi polyme ghép (Tên viết tắt: cis-1,4-polyisopren gpolybutadien) Gutta-pecha (Nhựa két-(C5H8)n), thu cách làm khô nhựa mủ nhiệt đới khác (VD Palaquinum gutta); + Là đồng phân cấu trúc cao su thiên nhiên; + Có chuỗi all-trans-1,4-polyisopren (tất nối đơi có cấu hình (E) + Sử dụng cơng nghiệp điện (chất cách điện, dây cáp ngầm biển) 2.1.6 Các polyprenol Các polyprenol Cao su thiên nhiên Sự lưu hóa cao su Các polyprenol Các elastome tổng hợp Các polyme khối Các polyme ghép Gutta-pecha 2.2 Sự xuất terpenoid + Terpenoid phân bố rộng thiên nhiên, chủ yếu thực vật (> 22.000 terpenoid); terpenoid thuốc lâm sàng quan trọng/ tiền chất + Terpenoid sesquiterpenoid có thực vật (dạng chất lỏng dầu), mùi đặc trưng; thành phần tinh dầu/ dầu dễ bay (điều chế chưng cất lơi nước) + Diterpenoid có vị đắng, dạng chất rắn tinh thể; triterpenoid sterol dạng tự do/glycosid thực vật; glycosid triterpenoid sterol (saponin - gây bọt nước làm tan tế bào máu); tetraterpenoid (chất màu tetraterpenoid đặc tính liên hợp) + Monoternpenoid thành phần mùi thơm thực vật (tinh dầu tạo nước hoa chất mùi) 2.2 Sự xuất terpenoid * Cấu trúc monoterpen (1890-1920, Semmler,Perkin) + Geraniol-thành phần mỏ hạc (Pelargonium graveolens) đồng phân nó; Wallach, Wagner, Tiema nn, + Linalool-cây dầu xô thơm + Citral-dầu chanh-dầu (Cymbopogon flexxuosus); xả + Methol-tinh dầu bạc hà (Metha arvensis-giảm đau cục bộ, làm mát; hương vị cho đồ ngọt, thuốc lá, thuốc đánh răng) + Terpineol α-pinen-dầu thông Thujon-tác nhân độc ngải tây, borneol dẫn xuất từ dầu thông-chất khử mùi, tẩy uế + Camphor-cây long não (Cinnamomum camphorachất chống kích thích, gây mê, long đờm, trị ngứa ) 2.2 Sự xuất terpenoid Sesquiterpenoid có phân đoạn Ts cao tinh dầu * Caryophyllen (dầu đinh hương); humulen (hoa bia); cedren (dầu gỗ tuyết tùng; longifolen (dầu thông Ấn Độ-Pinus ponderosa) * Sesquiterpenoid lacton thành phần hoạt tính sinh học thực vật họ Compositae (syn Asteraceae): + Santonin (Artemisia maritima-cây ngải tây-thuốc để loại bỏ giun ruột; 2.2 Sự xuất terpenoid + Các dẫn xuất qinghaosu (artemisinin) chiết từ thuốc cổ truyền Trung Quốc Artemisia annua với hoạt tính kháng sốt rét mạnh (dẫn xuất gồm artemether artesunat) + Hocmon thực vật acid abscisic sesquiterpenoid xác định năm 1965 - kích thích rụng thực vật + Các sesquiterpenoid nerolidol, farnesol ylangen (trong tinh dầu hoa cam, bạc hà, gỗ đàn hương, gừng, hoa Cúc La Mã) có tính chất chống dị ứng chống viêm Periplalon B chất dẫn dụ giới tính nữ lồi gián Santonin chất nhạy quang (trong ngải tây) Gossypol - sesquiterpen dime (hạt bông) sử dụng làm thuốc tránh thai 2.2 Sự xuất terpenoid Nhiều diterpenoid sản phẩm sản phẩm nhựa gỗ + Acid abietic thành phần colophony, nhựa gỗ nhận từ lồi Pinus Abies Nó sử dụng vecni xà phòng nhựa + Acid pimaric (từ Pinus) acid podocarpic (từ Podocarpus cupressium) + Các thành phần trung tính nhựa gỗ bao gồm manoyl oxid 2.2 Sự xuất terpenoid * Các acid phenol bảo vệ gỗ khỏi vi nấm trùng + Diterpenoid bị oxi hóa có khung clerodan chất gây ngán ăn (có Ajuga, Salvia, Scutellaria Teucrium) + Chất màu đỏ da cam loài Coleus (coleon B) hoạt chất thuốc, Tan-shen (Salvia miltiorrhiza) quinon diterpenoid * Diterpen xuất hai dãy đồng phân đối quang + Retiononid, vitamin A, nhóm diterpen đơn vòng (giàu dầu cá) + Phytol - diterpen thiên nhiên mạch thẳng để điều chế vitamin E K1 + Các diterpen vòng, vòng hoạt chất với khung kauran phổ biến + Acid ent-kaurenoic tiền chất sinh tổng hợp hocmon sinh trưởng thực vật 2.2 Sự xuất terpenoid + Gibberella fujikuroi mầm gây bệnh lúa, làm cho thực vật mọc nhanh sau chết; sử dụng lên men sản xuất bia (kích thích tạo thành enzyme thủy phân tinh bột, α-amylase); sử dụng sản xuất loại nho không hạt + Steviol aglycol chất làm thiên nhiên steviosid (từ Cỏ ngọt, Stevia rebaudiana); sử dụng làm chất làm không dinh dưỡng nước uống lượng thấp Taxol® (hoặc paclitaxel) (vỏ thơng Thái Bình Dương); làm thuốc chống ung thư) + Paclitaxel chất tương tự docetaxel (taxotere®) điều trị nhiều loại ung thư (ung thư phổi, buồng trứng, vú, tim cổ); 2.2 Sự xuất terpenoid + Triterpenoid đơn giản squalen (được phân lập từ dầu gan cá, dầu thực vật mỡ động vật có vú) + Lanosterol - triterpen vòng phổ biến, thành phần mỡ lơng cừu; este có crem mỡ lơng cừu + Các triterpen khác (α-amyrin β-amyrin, có nhựa gỗ vỏ nhiều cây) + Triterpen lacton, abietospiran, kết tinh bề mặt lãnh sam bạc (Abies alba) cho màu trắng xám + Acid glycyrrhetinic triterpen tìm thấy cam thảo có tính chất điều trị bệnh ung thư tiêu hóa 2.2 Sự xuất terpenoid + Các triterpen (trong quan tạo bào tử nấm Basidiomycete: Polyporus (acid polyporenic) Ganoderma (acid ganoderic) Sâm thuốc Trung Quốc (Panax ginseng) chứa glycosid triterpen protopanaxadiol; dẫn xuất betulin (từ vỏ sồi rừng) có hoạt tính virus suy giảm miễn dịch người + Các triterpen thoái biến oxi hóa cao minh họa limonin, chất có vị đắng nhận từ hạt chanh cam + Các chất khác nhóm nhận từ gỗ lõi họ Meliaceae Rutaceae: azadirachtin (từ Xoan) có hoạt tính gây ngán ăn trùng mạnh châu chấu 2.2 Sự xuất terpenoid + Các triterpenoid có nhiều hoạt tính sinh học (dự phòng ung thư, chống viêm loét chống tiểu đường); chất ức chế tạo mạch polymerase DNA nhân chuẩn; thành phần có hoạt tính sinh học dược thảo Trung Quốc (sâm, cam thảo, Bupleurum) + Các triterpenoid lớp quassinoid (bruceantin) có hoạt tính chống ung thư mạnh Abrusosid E, triterpen tương đối không độc phân lập từ Abrus precatorius cực độc chất thay đường mạnh đường sucrose từ 30-100 lần + Saponin triterpenoid với hoạt tính giống insulin assamicin I II (phân lập từ rễ Aesculus assamica Griff): ức chế giải phóng acid béo tự từ tế bào mỡ chuột xử lý epinephidrin làm tăng tiếp nhận glucose vào tế bào mỡ 3T3-L1