6. Bố cục uận vn
1.3.3. Phân loại Alkaloid
ka oi đƣợc phân loại nhƣ sau:
-Phân loại cơ ản: theo họ của chúng, ví dụ: solanaceous, papilionaceous -Dựa trên tính chất ƣợc lý: Chính là xu hƣớng hay hoạt t nh ƣợc lý của chúng. Ví dụ:
-Những alkaloid giảm đau
-Những alkaloid có tác dụng phụ trợ
-Dựa trên sự sinh tổng hợp: Chúng đựoc phân loại dựa trên nền tảng cơ bản là những hợp chất tiền đề hay những hợp chất nền tảng xây dựng lên chúng đã đƣợc thực vật sử dụng để tổng hợp hoá học các cấu trúc phúc tạp, ví dụ: Morphine, papaverine, narcotin...
-Dựa trên những loài thực vật ha động vật mà chúng đƣợc phân tách ra -Cách thông thƣờng nhất a ka oi đƣợc phân loại là dựa trên những tiền phân tử thông thƣờng của chúng, đƣợc dựa trên con đƣờng sinh học để xây dựng lên phân tử. Còn khi không biết nhiều về sinh tổng hợp của những a ka oi chúng đƣợc gộp thành nh m ƣới những tên của hợp chất đã iết. Th ng thƣờng lấy tên một amine quan trọng sinh học nổi bật trong quá trình tổng hợp. Sự phân loại này còn gọi là phân loại hoá học, n đƣợc chấp nhận rộng rãi và phụ thuộc vào cấu trúc vòng cơ ản. Theo sự phân loại này nó đƣợc chia thành hai nhóm chính:
a. Alk lo k ôn ứ n n vòng
Trong nhóm này alkaloid không chứa bất kỳ một nhân dị vòng nào trong cấu trúc.
Ví dụ:
* or inine, ephe rine….. Chúng còn đƣợc gọi là các alkaloid phenyl alkyl amine. Những alkaloid này có nguyên tử nitơ ở mạch thẳng. Chúng đƣợc tạo thành thuốc viên do chúng có khả n ng k ch th ch thần kinh và làm t ng áp suất máu.
Hình 1.17.Ephedrine
* Có nguồn gốc từ thực vật nhƣ à những loại c nhƣ: - Ephedra chứa ephe rine, Ψ- ephedrine
- Khat: Cathine, cathinone - Peyote: Mescanine - Capsicum: Capsaicine - Opium: Narceine
* Cấu tạo chi tiết của chúng nhƣ sau:
Ephedra: Chúng có tác dụng kích thích thần kinh, trong điều trị hen xuyễn, có tác dụng àm th ng mũi…
*Ephedrine: c t nh tƣơng tự về tính chất ƣợc lý và cấu trúc nhƣ à của hormone động vật ( rena ine) nhƣng n c khác iệt là có thể ùng để uống đƣợc và có hiệu quả u hơn. Ephe rine à một amine kích thích thần kinh, th ng thƣờng đƣợc sử dụng nhƣ à chất ng n ngừa sự ngon miệng, hỗ trợ sự tập trung, làm th ng mũi, n c cấu trúc tƣơng tự những dẫn xuất tổng hợp nhƣ à amphetamine và methamphetamine. c nguồn gốc từ những
loại thực vật khác nhau loại Ephedra (họ Ephe raceae). gƣời đầu tiên tìm ra ephedrine là Nagayoshi Nagai khi tách nó từ cây Ephedra vu garis n m 1985. Trung Quốc hiện sản xuất nhiều chất nà và đƣợc ứng dụng trong sản xuất thuốc nhƣ à thuốc hen xuyễn, viêm cuống phổi, phế quản…
c 4 đồng phân là (- ) - Ephedrine, (+) - Ephedrine và (+) - pseudo Ephedrine, (- ) - pseudo Ephedrine.
Chúng chủ yếu xuất hiện trong tự nhiên trong những cành non khô của những loài Ephedra chủ yếu là họ E. sinica và E. equistina
* Pesudoephedrine:
à đồng phân lập thể của ephedrine
*Cathine và cathinone: Có nhiều trong á tƣơi của loài Catha edunis ở Yemen và Ethiopia. Chúng thƣờng sử dụng để nhai
nhằm mang lại tác dụng kích thích.
Hình 1.18. Cathine Hình 1.19. Cathinone
*Mescaline là alkaloid tinh thể rắn có tác dụng gây ảo giác có trong loài xƣơng rồng Mehicô loài Cactus Lophophora.
*Capsaicine: có tính chất của phenol, rất
ca nhƣng t nh chất này bị mất khi có tác nhân là kiềm và tác nhân oxi hoá. Chúng có tác dụng chữa đau ƣng và các triệu chứng nhức mỏi cơ
Hình 1.21. Capsaicine
b. N ữn Alk lo ứ n n vòn
Sự phân loại nà đƣợc phổ biến rộng rãi, dựa trên cấu trúc vòng của dị vòng các a ka oi . đƣợc chia nhỏ thành các loại sau đ :
1. Nhóm Pyrrolidine :
Mang cấu trúc vòng của Pyrrolidine, một dị vòng amin với 4 nguyên tử các bon và một nguyên tử N.
Hình 1.22. Pyrrolidine
Những alkaloid mang cấu trúc vòng của Pyrrolidine nổi bật là :
* Hygrine : Đƣợc tìm thấy chủ yếu trong những lá cây coca khoảng 0.2%. đƣợc ph n tách đầu tiên bởi Carl Liebermann n m 1889, đƣợc chiết ra ƣới dạng dầu màu vàng đặc, có vị ca , c mùi hƣơng thơm.
Hình 1.23. Hygrine
* Cuscohygrine: cũng đƣợc tìm thấ trong c coca, n cũng đƣợc chiết từ họ cây Solanaceace bao gồm Deadly Nightshade, Dtura innoxia và Datura stranomium. Cuscohygrine cùng với các Hygrine chuyển hoá khác
đƣợc ph n tách đầu tiên bởi Car ie ermann n m 1889.
Nó là môt chất dầu, có khả n ng cất không bị phân huỷ trong chân không, có khả n ng hoà tan trong nƣớc tốt và tạo thành tinh thể hidrat không có hoạt tính quang học.
Hình 1.24. Cuscohygrine
* Nicotine: Đƣợc tìm thấy trong những loài thực vật họ Nightshade (Solanaceae). Chủ yếu là trong cây thuốc á và trong c coca, ƣợng nhỏ hơn trong khoai tây, cà chua, hạt tiêu xanh.. Nó chiếm khoảng 0. 6- 3% khối ƣợng của cây thuốc á kh . đƣợc tạo thành trong cây thuốc là nhờ quá trình sinh tổng hợp ở rễ sau đ t ch tụ ở lá. Trong cây nó giúp cây không bị n bởi các động vật n cỏ và tránh cho cây không bị sâu bọ phá hoại. Trong quá khứ n đã từng đƣợc sử dụng làm thuốc trừ sâu.
Ngoài việc có trong thuốc lá có hại cho cơ thể ngƣời hút thuốc lá. Nicotine và các dạng chuyển hoá của n còn đƣợc ùng để chữa một số bệnh rối loạn ADHD, Schizophrenia và bệnh Parkinson. goài ra n còn đƣợc ứng dụng trong việc giảm cân ở những ngƣời béo phì không cần n ki ng….
Hình 1.25. Nicotine
2.Nhóm Pyridine: Những alkaloid thuộc nhóm này chứa dị vòng Pyridine trong phân tử. Một số loại alkaloid thuộc nhóm nay là : Piperine, coniine, trigonelline, arecaidine, guvacine, pilocarpine, cytosine, nicotine, sparteine, pelletierine.
Hình 1.26. Pyridine
*Piperine: Là alkaloid gây ra vị cay của hạt ti u đen (miền nam Ấn Độ) cùng với Chavicine một đồng phân của n . đƣợc khám phá ra đầu tiên bởi Hans Christian Orste n m 1819. Piperine đƣợc dùng trong một số thuốc truyền thống và trong thuốc trừ sâu.
Hình 1.27. Cây hạt tiêu đen Hình 1.28. Tinh thể Piperine tách từ cây hạt tiêu đen
Nó có khả n ng g ức chế những enzym CYP3A4 và P- Glycoprotein là những enzym gây ra sự trao đổi chất và chuyển hoá của con ngƣời. Trong động vật n cũng à chất ức chế những enzym quan trọng khác trong việc chuyển hoá thuốc.
Nhờ khả n ng kiềm chế chuyển hoá của thuốc nó có thể gây lên việc t ng khả n ng hiệu quả sinh học của các hợp chất khác, đặc biệt là nó làm n ng tác dụng sinh học của Curcumin (là một chất kiềm chế k ch động) lên 200% trong cơ thể con ngƣời. Tháng 2- 2008 các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra khả n ng k ch th ch các sắc tố trong da của Piperine
*Coniine: Là một a ka oi độc có mặt trong c độc cần (Hemlock) và cây Pitcher vàng, nó góp phần tạo nên mùi hôi khó chịu của những loại cây này. Nó là một chất độc tác dụng lên hệ thần kinh, nó phá vỡ hệ thống thần kinh ngoại i n, n độc với ngƣời và những vật nuôi. 0, 2g gây ra con ngƣời chết do chứng ngừng thở. c hai đồng phân quang học (S) - (+) - Coniine à đồng phân có mặt trong cây Hemlock và (R) - (- ) - Coniine.
Hình 1.30. Coniine
Coniine à a ka oi đầu ti n đƣợc tổng hợp n m 1886 ởi Albert Ladenburg.
*Trigonelline: Là một alkaloid có công thức hoá học C7H7NO2, tồn tại ở dạng muối.
Nó là một sản phẩm của sự chuyển hoá iacin (vitamin B3), đƣợc bài tiết ra trong nƣớc tiểu. cũng đƣợc tìm thấ trong cafe, n giúp ng n ngừa vi khuẩn có hại cho cafe khuẩn có hại cho cafe.
Hình 1.31. Trigonelline
3. Nhóm Tropanne : Những alkaloid này chứa vòng tropanne trong phân tử thƣờng xuất hiện trong những loại thực vật họ Erythroxylaceae (gồm cả cây coca) và Solanaceae (gồm mandrake, henbane, deadly nightshade, datura, khoai tây, cà chua). Gồm một số alkaloid sau : atropine, cocaine, ecgonine, scopolamine, catuabine.
những cây khác của họ Solanaceae.
Nó là một hỗn hợp racemic của D- hyoscyamine và L-
hyoscyamine. Tính chất sinh lý học của atropine hầu hết à o đồng phân L- hyoscyamine. Nó có tác dụng nhƣ à tác nh n antimuscarinic. đƣợc sử dụng trong thuốc ƣới dạng antropine sulfate (C17H23NO3)2H2SO4. H2O
Hình 1.32. Atropine
*Cocaine: là một alkaloid tính thể, thƣờng có mặt trong thành phần lá của cây coca có nguồn gốc từ Nam Mỹ. Nó là một chất gây nghiện, có tác dụng kích thích mạnh lên hệ thần kinh trung ƣơng của con ngƣời. Trong y học cocaine ùng để gây mê trong phẫu thuật.
Hình 1.33. Cocain
*Ecgonine : Là một a ka oi cũng tìm thấy trong cây coca, nó có cấu trúc gần với cocaine. Nó là dẫn xuất của cycloheptan với một cầu itơ.
Nó hình thành do thuỷ phân cocain bởi acid hoặc kiềm và tồn tại ở dạng kết tinh với một phân tử nƣớc. Nó là một azơ ậc bốn và có tính chất của aci và rƣợu :
*Scopolamine : Đƣợc biết nhƣ à h oscine, n c trong c thuộc họ So anaceae (nightsha e), n c t nh độc cao, chỉ đƣợc sử dụng ƣợng nhỏ khi làm thuốc. ùng để điều trị bệnh tiêu chảy, buồn nôn, thuốc chữa mắt, thuốc làm giảm đau hệ thần kinh và thuốc ngủ.
Hình 1.35. Scopolamine
*Catuabine: Là một nhóm alkaloid có trong loại cây Erythroxylum vaccinìiolium (họ erythroxylaceae khoảng 250 loài), chúng đƣợc sử dụng làm thuốc, chúng có cấu tạo nhƣ sau:
4. Nhóm Quinoline: bao gồm những alkaloid mà trong phân tử có chứa vòng của phân tử quinoline:
*Quinine: Là một chất tinh thể màu trắng, có tác dụng hạ sốt, chống sốt rét, giảm đau và chống viêm.
Nó có vị hơi đắng, là một dạng đồng phân quang học của quinidine. Quinine có chủ yếu trong cây Cinchona, loại cây này có khoảng 25 loài trong họ Rubiaceae có ở vùng nhiệt đới Nam Mỹ:
Hình 1.37. Quinine
*Quinidine: là một chất đƣợc dùng trong làm thuốc, sử dụng để điều trị bệnh rối loạn nhịp tim. Nó là một dạng đồng phân quang học của quinine và có thành phần trong vỏ cây cinchona :
Hình 1.38. Quinidine
*Dihydroquinine: Thƣờng đƣợc biết đến nhƣ à h roquinine cũng à một a ka oi trong c cinchona tƣơng tự với quinine. Góc quay riêng là - 1480 trong etanol. Dẫn xuất của n đƣợc sử dụng nhƣ à chất xúc tác dạng AD- mix của phản ứng Sharpless Dihydroxyl hoá
* Dihydroquinidine: Cũng à một alkaloid trong thành phần của cây cinchona, rất giống với quinine.
Góc quay riêng là + 226o trong etanol. Dẫn xuất của n cũng đƣợc dùng là phối tử xúc tác dạng AD- mix cho phản ứng Sharpless dihydroxyl hoá:
Hình 1.40. Dihydroquinidine
* Strychnine: Là một alkaloid rất độc, có dạng tinh thể không màu, vị rất đắng, n đƣợc dùng làm thuốc trừ s u ùng để triệt hạ động vật c xƣơng xống và loài gặm nhấm, triệu chứng của nó là gây ra co giật cơ và c thể gây chết tuỳ theo ƣợng dùng. Nó có trong hạt của cây Strychnos nux Vomica. Tuy rất độc nhƣng với ƣợng nhỏ đƣợc sử dụng trong thuốc kích thích, thuốc nhuận tràng trong điều trị dạ dày:
Hình 1.41. Strychnine
*Brucine: Là một alkaloid có vị rất đắng rất giống với Strychnine, nó có trong một số loài thực vật nhƣng đƣợc tìm thấy nhiều trong cấy Schychnos nux Vomica có ở Đ ng am ch u Á. Về độc t nh n kh ng độc bằng Sch chnine nhƣng nếu 2mg c trong ngƣời nó có khả n ng g độc giống Schychnine. Trong y học n đƣợc ùng để điều chỉnh áp suất máu cao. Về cấu trúc hoá học nó có cấu trúc iso của Schychnine với sự thay thế nguyên tử H ở vòng Schychnine bằng nhóm Metoxyl:
Hình 1.42. Brucine
*Veratrine: Còn có tên khác là Veratridine, là một alkaloid có tính chất thuốc àm t ng khả n ng thấm nhập Na của dây thần kinh nó có trong hạt cây veratrum và sabadilla có nguồn gốc từ Nam Mỹ. đƣợc sử dụng làm thuốc mỡ cho điều trị bệnh thấp khớp và đau thần kinh:
Hình 1.43. Veratrine
5. Nhóm Isoquinoline: Là những alkaloid trong phân tử có chứa dị vòng của phân tử Isoquinoline là một dị vòng thơm chứa nitơ. à những alkaloid thuốc phiện gồm các alkaloid sau: morphine, codeine, thebaine, Isopapa- dimethoxy- aniline, papaverine, narcotine, sanguinarine, narceine, hydrastine, berberine.
Và một số alkaloid khác: emetine, berbamine, oxyacanthine.
Hình 1.44. Isoquinoline
*Morphine: Là thuốc giảm đau và thuốc gây tê hiệu lực cao, nó là tác nhân chính của thuốc phiện, nó là một Opioid đầu ti n. cũng à một sản
phẩm nội tiết tự nhiên có trong ngƣời và động vật. Giống nhƣ những Opioid khác nhƣ iacet morphine (heroin), Morphine tác ụng trực tiếp lên hệ thống thần kinh trung ƣơng để làm dịu cơn đau. Trong việc xử lý những vết đau trầm trọng, không có loại thuốc giảm đau nào hiệu quả hơn morphine nhƣng có khả n ng g nghiện rất cao. Nó có ở cây Anh túc. Dẫn xuất của nó gồm
codeine (nhờ Meth hoá) và cũng à chất tiền thân của heroin (diacetyl morphine), hydromorphone và oxymorphone và một số dẫn xuất khác.
đƣợc tách ra đầu tiên bởi Janos Kabay một nhà hoá học ngƣời Hungary từ cây anh túc dùng H2SO4 đã pha oãng, chiết khoảng 6- 10 lần, alkaloid đi vào dung dịch và đƣợc kết tủa bởi amoni hydroxit hoặc Na2CO3.
Hình 1.45. Morphine
*Codeine: Là dẫn xuất của morphine gọi là methylmorphine là một loại chất gây nghiện với tính chất giảm đau, chống tiêu chảy và chống ho. Nó là một trong những chất ùng để giảm đau hiệu quả nhất và có mức độ an toàn cao.
Nó có trong những cây thuốc phiện và một số c nh túc nhƣ à
Papaver bracteatum ở Iran. Đƣợc tách ra lần đầu tiên bởi Jean- Pierre Ropiquet ngƣời Pháp ở nồng độ 0.3- 3%.
Tuy nhiên phần lớn Codeine đƣợc tổng hợp từ morphine thông qua sự Methyl hoá
* Thebaine: Còn có tên là Paramorphine cũng à một alkaloid thuốc phiện, nó là một cấu thành nhỏ của thuốc phiện. Nó có tính chất hoá học giống với Morphine và Codeine nhƣng c t nh k ch th ch hơn à giảm đau.
Thebaine kh ng đƣợc ùng để chữa bệnh nhƣng n c thể biến đổi thành các hợp chất khác có những ứng dụng thực tế hơn gồm: oxycodone, oxymorphone, nalbuphine, nanoxone, naltrexone, buprenorphine và etorphine.
Hình 1.47. Thebaine
*Papaverine: Cũng à một alkaloid thuốc phiện, sử dụng chủ yếu trong việc xử lý những cơn đau nội tạng và những rối loạn cƣơng cứng ở đàn ng.
Papaverine cũng à một trong những alkaloid có trong cây anh túc.
Hình 1.48. Papaverine
*Narcotine: Còn gọi là Noscapine hay Anarcotine là alkaloid từ họ cây
Papaveraceae, nó không có tính chất giảm đau nhƣ những a ka oi trƣớc. Nó là một chất có hoạt tính chống ung thƣ, đột quỵ và chống ho. Trong tự nhiên nó xuất hiện ở dạng cấu hình alpha và bị biến đổi một phần thành dạng beta khi bị hoà tan trong dung dịch nƣớc kiềm- ethanol. Vòng lacton trong
C3 không bền nó là liên kết nối giữa hai nguyên tử cacbon có hoạt tính quang học. Trong ung ich nƣớc của acid H2SO4 kèm theo nhiệt độ nó phân ly thành Cortarnin (4- methoxy- 6- methyl- 5, 6, 7, 8- tetrahydro- [1, 3]dioxolo[4, 5- g]isoquinoline) và acid Opic (6- formyl- 2, 3- dimethoxybenzoic acid).
hi đƣợc khử với Zn/HCl liên kết bão hoà C1- C3 và phân tử phân ly thành Hydrocortarin (2- hydroxycortarin) và Merconine (6, 7- dimethoxyisobenzofuran- 1 (3H) - one).
Hình 1.49. Narcotine
* Sanguinarine: Là một a ka oi kh ng độc có trong một số cây bao gồm Bloodroot (Sanguinaria canadensis), Chelidonium majus và macleaye cordata. Trong thực vật n đƣợc tổng hợp từ dihydrosanguinarine nhờ hoạt động của các emzyme Dihydrobenzophenanthridine oxidase (DHBP
oxidase) .
Hình 1.50. Sanguinarine
*Hydrastine: Là một alkaloid tự nhi n đƣợc tìm ra n m 1851 ởi Alfred P. Durand. Thuỷ phân Hydrastine cho Hydrastinine sử dụng làm thuốc cầm
máu. Nó có trong tự nhiên ở cây Hydrastis canadensis và một số cây loại ranunculaceae.
Hình 1.51. Hydrastine
*Berberine: Là một alkaloid có trong một số c nhƣ à: Berberis,