ĐẠI CƯƠNG VỀ GLYCOSID

MỤC TIÊU HỌC TẬP

1. ĐỊNH NGHĨA GLYCOSID

2. CÁC DÂY NỐI O-, C-, N-, S-GLYCOSID

3. TÍNH CHẤT LÝ HÓA VÀ SỰ TÁC DỤNG CỦA ENZYM LÊN

GLYCOSID

4. PHƯƠNG PHÁP CHUNG CHIẾT XUẤT GLYCOSID

ĐỊNH NGHĨA GLYCOSID

- Glycosid : là hợp chất hữu cơ tạo thành do sự ngưng tụ giữa 1 phân tử

đường với 1 phân tử hữu cơ khác, với điều kiện nhóm hydroxy bán acetal

của phần đường phải tham gia vào sự ngưng tụ.

- Oligosaccharid hay polysaccharid là Glycosid, được gọi là “Holosid”.

ĐỊNH NGHĨA GLYCOSID

- Glycosid : chất tạo thành do sự ngưng tụ giữa một phần là đường và

OH

CH2OH

CH2OH

OH

O

O

H

H

HO

O

OH

O-Ar(R)

+  HOAr(R)

H

H

H OH

H OH

OH

OH

OH

H

OH

H

OH

CH2OH

một phần không phải là đường, được gọi là “heterosid”.

- Phần không đường được gọi là aglycon hoặc genin, có cấu trúc hóa

học khác nhau, tác dụng sinh học phụ thuộc vào phần này.

- Glucosid : đường là Glucose → Glycosid

- Rhamnosid, Galactosid …

CÁC DÂY NỐI GLYCOSID

- O-glycosid : nhóm OH bán acetal của đường ngưng tụ với nhóm

OH alcol hoặc phenol của aglycon tạo thành cầu nối Oxy.

- S-glycosid : nhóm OH bán acetal của đường ngưng tụ với nhóm

nhóm thiol.

- N-glycosid : có nhóm amin liên kết với phần đường.

- C-glycosid : phần aglycon và đường liên kết bằng dây nối C-C.

O-GLYCOSID

OAr(R)

OH

OAr(R)

+  OH ­ Ar(R)

+  OH ­ Ar(R)

R

CH

R

CH

R

CH

OH

OH

OAr(R)

Dây nối acetal

OH

OH

CH2OH

CH2OH

OH

OH

HO

H

O

H

O

HO

O

HO

O

H

OH

OH

OH

H

H OH

OH

OH

H

OH

H

OH

OH

H

CH2OH

CH2OH

Ose ở dạng bán acetal nội

Glucofuranose Glucose Glucopyranose

O-GLYCOSID

Phần đường :

- Cùng aglycon nhưng phần đường khác nhau tạo nên glycosid khác nhau.

- Phụ thuộc vào cấu hình C1 của đường : tạo nên α- hay β-glycosid.

- Phụ thuộc vào cấu tạo vòng pyran hay furan : có đồng phân pyranosid và

CH2OH

CH2OH

CH2OH

CH2OH

HO

HO

H

H

H

H

OCH3

OCH3

O

O

H

H

O

O

OH

H

OH

H

H

H

H OH

H OH

OH

OH

H

H

OCH3

OCH3

H

H

H

OH

H

OH

OH

OH

H

H

furanosid.

4 dẫn chất của methylglycosid (β, α – pyranosid và furanosid)

O-GLYCOSID

Mạch đường :

- có thể là monosaccharid hoặc gồm nhiều đơn vị đường nối với nhau theo

di hoặc trisaccharid (có thể đến 6 đường).

- có thể phân nhánh (saponin)

- có thể có 2 mạch đường nếu aglycon có 2 nhóm OH trở nên : diglycosid

hay bidesmosid (desmos : mạch).

Phần aglycon :

- quyết định tác dụng dược lý của glycosid.

- tùy theo cấu tạo hóa học : anthraglycosid (nhân anthraquinon)

- aglycon thân dầu nên ít tan trong nước. Ở dạng glycosid dễ tan hơn (nhờ

phần đường) nên tan được trong dịch tế bào.

C-GLYCOSID

OH

O

OH

CH2OH

O

H

O

H

H OH

HO

OH

CH2OH

H

OH

OH

CH2OH

O

H

O

H

H OH

C-glycosid : glycosid có phần đường nối với aglycon theo dây nối C-C.

OH

Puerarin

H

OH

Barbaloin

Tính chất C-glycosid :

- Khó thủy phân

- C-glycosid có phổ UV và IR gần giống với O-glycosid.

S-GLYCOSID

S-glycosid : thioglycosid hoặc hợp chất glucosinolat

S - glucose

R

C

N-O-SO2OX

có công thức chung là :

X : K

Myrosinase (thio-D-glucosidase)

R-N=C=S (isothiocyanat) và β-D-glucopyranose

- Có khoảng 50 thioglycosid, phần lớn trong họ Brassicaceae, Capparidaceae.

- Isothiocyanat có vị hăng cay, nồng, có tác dụng kháng khuẩn.

N-GLYCOSID

- Nucleosid là những N-β-D-glycosid :

- đường : ribose hoặc 2-desoxyribose

NH2

NH2

N

N

N

N

N

N

HO

N

N H

O

H

H

Desoxyribonucleosid

Adenin

H

H

OH

H

- nối với các gốc purin như adenin, hoặc gốc pyrimidin như cytosin

PSEUDOGLYCOSID

- Pseudo : giả

- Pseudoglycosid (giả glycosid) : dây nối giữa đường và aglycon là dây nối ester (không là dây nối bán acetal).

- Ví dụ : asiaticosid (saponin trong cây rau má).

tanin của ngũ bội tử.

TÍNH CHẤT CỦA GLYCOSID

Lý tính :

- Kết tinh, dạng vô định hình hoặc lỏng sánh.

- Đa số không màu (trừ anthraglycosid có màu đỏ, flavonoid có màu vàng).

- Vị đắng.

- Độ tan : tan trong nước, cồn, ít hoặc không tan trong dung môi hữu cơ.

độ tan phụ thuộc vào mạch đường (dài, ngắn), vào nhóm ái nước của

aglycon.

Phần genin có độ tan ngược lại.

Hóa tính :

- Đa số các Glycosid không có tính khử.

- Có thuốc thử đặc hiệu cho các aglycon phụ thuộc vào cấu trúc hóa học.

- Nếu glycosid có đường đặc biệt (2,6-desoxy) cho phản ứng đặc hiệu.

TÍNH CHẤT CỦA GLYCOSID

Tác dụng của enzym :

- Glycosid có thể bị enzym thủy phân.

O

O

CHO

OH

acid

strophantobiase

b - glucosidase

O

OH

glc

glc

c ym

Strophanthidin

Cymarin (Cymarosid)

K­strophanthosid b

K­strophanthosid g (Strophanthus kombe)

- Sự thủy phân có tính chọn lọc (mỗi enzym chỉ cắt một loại dây nối).

CHIẾT XUẤT GLYCOSID

Loại tạp (chất béo) bằng dung môi Ether dầu hỏa hay hexan

nguyên liệu

Chiết bằng nước hoặc cồn thấp độ

nguyên liệu đã loại chất béo

Loại tạp gôm, chất nhầy, pectin, tanin ..

Dịch chiết nước hoặc cồn thấp độ (1)

Chiết bằng dung môi đặc hiệu, Sắc ký cột (silica gel, oxy nhôm)

Dịch chiết nước hoặc cồn thấp độ (2)

Glycosid thô Tinh chế Chất tinh khiết

DƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID TIM

MỤC TIÊU HỌC TẬP

1. ĐỊNH NGHĨA GLYCOSID TIM

2. CẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA GLYCOSID TIM

3. SỰ LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNG SINH HỌC

CỦA GLYCOSID TIM (QSAR)

4. TÍNH CHẤT, ĐỊNH TÍNH, ĐỊNH LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

ĐÁNH GIÁ

5. CÁC DƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID TIM

ĐỊNH NGHĨA GLYCOSID TIM

- Glycosid tim là những glycosid steroid có tác dụng đặc biệt

lên tim.

- Ở liều điều trị có tác dụng cường tim, làm chậm nhịp tim và

điều hòa nhịp tim (quy tắc 3R của Potair :renforcer, ralentir,

regulariser).

- Ở liều cao gây nôn, chảy nước mắt, mờ mắt, tiêu chảy, loạn

nhịp tim …

Glycosid tim còn gọi là glycosid digitalic vì glycosid của lá cây

Digital (Digitalis sp.) được dùng đầu tiên trên lâm sàng để chữa

bệnh tim.

PHÂN BỐ TRONG THỰC VẬT

Họ thực vật :

Apocynaceae, Asclepidaceae, Celastraceae, Euphorbiaceae,

Leguminosae, Cruciferae,

Moraceae, Ranunculaceae, Scrophulariaceae, Sterculiaceae, Tiliaceae

Liliaceae

Bộ phận của cây :

Lá, hoa, vỏ thân, rễ, nhựa mủ

CẤU TRÚC HÓA HỌC

GLYCOSID TIM

O

O

lacton

C

D

A

B

2,6-desoxy

ĐƯỜNG

steran

AGLYCON

CẤU TRÚC HÓA HỌC

1. Phần aglycon : có 2 phần : nhân hydrocarbon và mạch nhánh là vòng lacton.

- Nhân hydrocarbon : nhân steran hay

18

17

12

11

16

b

13

19

D

C

1

9

15

a

14

2

8

10

A

B

3

7

5

6

4

10, 13-dimethylcyclopentanoperhydrophenanthren

CẤU TRÚC HÓA HỌC

18

17

12

11

16

13

- Các nhóm thế trên nhân steran

19

D

C

1

9

15

- C3 : nhóm OH, đa số hướng β

14

2

8

10

- C14 : OH (β) (trừ neriantin

B

A

trong lá trúc đào).

3

OH (β)

7

5

6

- C số 1, 5, 11, 12, 16, 19 : nhóm

4

CH2OH, CHO, COOH.

OH (β)

CẤU TRÚC HÓA HỌC

O

O

O

O

18

18

12

17

12

17

11

16

13

19

11

O

16

CH3

C

D

13

19

1

9

C

D

15

1

9

14

O

2

15

8

10

14

2

B

A

O

8

10

B

A

OH

3

7

5

3

O

7

5

6

4

O

6

4

digin.

Oleand.

Nhóm OH bị acyl hóa (Oleandrin) Nhóm OH gần nhau tạo cầu nối epoxy (adynerin)

CẤU TRÚC HÓA HỌC

- Cấu hình các vòng A, B, C và D của nhân steran

O

O

CH3

CH3

H

H

O

18

OH

12

17

B

C

HO

A

11

D

16

13

19

C

D

H

1

9

15

H

O

14

2

8

10

B

A

OH

3

7

5

HO

6

4

H

-Vòng A và B : cis

- Vòng B và C : trans :

- Vòng C và D : cis

CẤU TRÚC HÓA HỌC

- Vòng lacton : C17 (β), có 2 loại vòng

Vòng 4 C, có 1 nối đôi ở vị trí α-β Vòng 5 C, có 2 nối đôi (α-pyron)

aglycon có 23C = cardenolid aglycon có 24C = bufadienolid

O

O

O

O

18

18

17

17

16

16

13

13

D

D

15

15

14

14

OH

OH

Thường gặp loại cardenolid Bufa : cóc, dien : 2 Δ (nhựa cóc : bufotalin)

Ít gặp, scillaren A (Hành biển)

CẤU TRÚC HÓA HỌC

2. Phần đường : nối vào OH - C3 của aglycon

- Mạch đường : monosaccharid hoặc oligosaccharid. Glucose đứng cuối mạch.

- khoảng 40 loại đường khác nhau : thông thường như D-glucose, L-rhamnose, D- xylose, D-fructose.

CHO

CHO

OH

H

H

H

H

CH3 6

CH3 6

O

O

OH

H

H

OH

OH

OH

HO

OH

H

HO

H

2

2

OH

H

OH

H

OH

OH

CH3

CH3

D ­ digitoxose

D ­ boivinose

- đặc biệt là đường 2,6-desoxy (dễ bị thủy phân, pứ màu với TT Keller-Kiliani …)

LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNG

• Tác dụng lên tim do cấu trúc AGLYCON quyết

định

• Hoạt tính nhóm bufadienolid mạnh hơn dẫn chất

cardenolid tương ứng.

LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNG

 NHÂN STERAN

 Thay bằng nhân benzen, naphtalen : mất tác dụng  Cấu hình vòng A, B, C và D

 A/B : trans, tác dụng giảm 10 lần so với dp

cis.

 C/D : cis, có tác dụng lên tim.

 Nhóm OH

 OH ở C14 (β) rất quan trọng, tác dụng giảm nếu

không có

 OH ở C3 (α) làm giảm tác dụng

LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNG

 VÒNG LACTON

 Vòng lacton hướng α

mất tác dụng, hay

 Bão hòa dây nối đôi,

giảm đi nhiều

 Mở vòng lacton,

 Thay lacton bằng lactam

LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNG

- sự hấp thu qua dạ dày, ruột non

O

O

phụ thuộc vào số lượng nhóm OH của

18

aglycon.

OH

12

17

11

Ví dụ :

OH

16

Digitoxin có 1 nhóm OH dễ hấp thu qua đường tiêu

13

CH2OH

C

D

1

9

hóa, tích luỹ trong cơ thể.

15

14

2

8

10

Ouabain có 5 nhóm OH, khó hấp thu qua đường tiêu

A

B

OH

3

hóa nên tiêm tĩnh mạch. Thải trừ nhanh.

7

5

O-rha

6

4

Ouabain

OH

- Phần đường : ít ảnh hưởng đến tác dụng,

chủ yếu ảnh hưởng đến độ hòa tan.

GLYCOSID TIM

GLYCOSID TIM

AGLYCON

O

O

ĐƯỜNG

lacton

C

D

A

B

2,6-desoxy

steran

TÍNH CHẤT LÝ – HÓA

• TÍNH CHẤT LÝ HỌC

– Kết tinh, không màu

– Vị đắng

– Tan trong nước, cồn, không tan trong benzen, ether.

TÍNH CHẤT LÝ - HÓA

• TÍNH CHẤT HÓA HỌC

– Đường 2,6-desoxy dễ bị thủy phân

– Acid vô cơ (acid vô cơ 0,05 N/MeOH, 30’).

– Enzym: tạo glycosid thứ cấp.

– Aglycon

– Nhân steroid

– Vòng lacton: dễ mở vòng trong mt kiềm

ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG

QUY TRÌNH CHIẾT XUẤT GLYCOSID TIM

Loại tạp (chất béo) bằng dung môi Ether dầu hỏa hay hexan

Chiết bằng cồn thấp độ

nguyên liệu

Loại tạp gôm, chất nhầy, pectin bằng Chì acetat 15%

Dịch chiết cồn

Chiết bằng CHCl3

hoặc CHCl3-EtOH 4 : 1

Dịch lọc

Cất thu hồi dung môi

Dịch chiết

Cắn glycosid

ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG – TT TẠO MÀU

1. Thuốc thử tác dụng lên phần đường (2,6-desoxy)

TT Xanthydrol (xanthydrol 10 mg / CH3COOH 99 ml / HCl 1 ml)

- Phản ứng dương tính với đường 2,6-desoxy và Glucosid có đường này.

- Cho màu đỏ mận rõ, ổn định → định lượng (λ = 550 nm)

- Pứ kém nhạy với đường 2-desoxy đã acetyl hóa.

- Âm tính với đường 6-desoxy.

TT H3PO4 đ : màu vàng → định lượng (λ = 474 nm)

TT Keller-Kiliani (2 dung dịch : CH3COOH đ / FeCl3 5 % 100 : 1 và

H2SO4 đ / FeCl3 5 % 100 : 1)

Tạo vòng màu đỏ, màu không ổn định → không định lượng

ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG – TT TẠO MÀU

2. Thuốc thử tác dụng lên phần aglycon – nhân steroid

TT Liebermann-Burchardt (H3CCO)2O/H2SO4đ

- phản ứng dương tính với các dẫn chất có nhân steroid

- tạo vòng màu hồng - đỏ, trộn đều có màu xanh lá cây.

TT H3PO4 (Pứ Pesez-Jensen)

- Tác dụng lên aglycon cho huỳnh quang xanh lục (as tử ngoại)

- Phản ứng dương tính với cardenolid có OH ở C16 (tạo Δ14-15 và Δ 16-17)

TT Tattje (H3PO4/H2SO4/FeCl3.6H2O) : màu đỏ đậm → định lượng (λ = 272 nm)

TT Svendsen-Jensen : dd acid trichloracetic 25%/EtOH hoặc CHCl3

- Cardenolid cho huỳnh quang xanh (độ nhạy cao μg) → SKG hoặc SKLM

ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG – TT TẠO MÀU

3. Thuốc thử tác dụng lên phần aglycon – vòng butenolic

trường kiềm tạo những sản phẩm có màu đỏ đến tím.

- Glycosid tim (aglycon) tác dụng với dẫn chất nitro thơm ở môi

TT Baljet (acid picric: 2,4,6-trinitrophenol) : đỏ da cam

TT Kedde (acid 3,5-dinitro benzoic 2 % / EtOH) : đỏ tía → định lượng (λ = 540 nm)

TT Raymond-Marthoud (m-dinitrobenzen 1%) : màu tím (không bền)

TT Legal (natri nitroprussiat 0,5%) : màu đỏ

(SbCl3/CHCl3 : màu tím hoặc UV)

- Phản ứng âm tính với dẫn chất thuộc nhóm bufadienolid

ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG

Lacton (vòng butenolic)

TT Baljet (acid picric)

O

O

TT Kedde (acid 3,5- dinitro benzoic 2%/EtOH)

TT Xanthydrol

TT Raymond-Marthoud (m-dinitrobenzen 1%)

TT H3PO4 đ

TT Keller-Kiliani

TT Legal (natri nitroprussiat 0,5%)

2,6-desoxy steran

Ose

O

TT Liebermann-Burchardt (H3CCO)2O/H2SO4đ

TT H3PO4 (Pứ Pesez-Jensen)

TT Tattje (H3PO4/H2SO4/FeCl3.6H2O)

TT Svendsen-Jensen : dd acid trichloracetic 25%/EtOH hoặc CHCl3

ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG - SẮC KÝ

- SK GIẤY

Pha lỏng : formaldehyd hoặc nước

Ví dụ : n-butanol bão hòa nước ; toluen-butanol bão hòa nước

- SK LỚP MỎNG (chất hấp phụ : Silicagel)

Ví dụ : EtOAc / MeOH / H2O 80 : 5 : 5

CHCl3 : MeOH 98 : 2

n-butanol / CH3COOH / H2O 100 : 4 : 24

Hiện màu : TT Kedde (màu đỏ), TT Raymond - Marthoud (màu tím), TT xanthydrol.

ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG – QUANG PHỔ

- PHỔ TỬ NGOẠI (UV)

- cardenolid có đỉnh hấp thụ cực đại λ 215 – 218 nm

nếu có nhóm carbonyl (C=O) có đỉnh hoặc vai ở λ 272 – 305 nm

- bufadienolid có đỉnh hấp thụ cực đại λ 300 nm

- PHỔ HỒNG NGOẠI (IR)

- bufadienolid có vòng coumalin (pyran-2-on) có đỉnh hấp thụ cực

đại λ 1730 cm-1 và 2 đỉnh ở 1640 và 1540 cm-1.

ĐỊNH LƯỢNG

- Phản ứng tạo màu hay huỳnh quang.

- Định lượng glycosid tim toàn phần hay Glycosid tim tinh khiết (tách)

- bằng máy đo mật độ quang trên SK đồ

- làm phản ứng màu, đo mật độ quang

- Định lượng aglycon/genin sau khi thủy phân bằng HCl 0,2 N.

ĐÁNH GIÁ BẰNG PHƯƠNG PHÁP SINH VẬT

• DĐVN và DĐ các nước đánh giá hiệu lực của glycosid tim bằng

phương pháp sinh vật.

• Súc vật : mèo, ếch

• Phương pháp :

- mèo : tiêm tĩnh mạch đùi, dựa vào liều gây ngừng tim ở thời

kỳ tâm trương → đơn vị mèo

- ếch : tiêm dưới da vào túi bạch huyết, dựa vào liều gây

ngừng tim ở thời kỳ tâm thu → đơn vị ếch.

• Đơn vị ếch (Đ.V.Ê) là liều tối thiểu của dược liệu hay của glycosid tim làm cho đa số ếch trong một lô thí nghiệm bị ngừng tim (TN được tiến hành trong điều kiện qui định).

• Đơn vị mèo (Đ.V.M) là liều tối thiểu của dược liệu hay của glycosid

tim làm cho tim mèo ngưng đập tính theo 1kg thể trọng.

DƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID TIM

• TRÚC ĐÀO Nerium leander L., Apocynaceae

• THÔNG THIÊN Thevetia peruviana (Pers.) K., Apocynaceae

• STROPHANTHUS Strophanthus sp.

• DƯƠNG ĐỊA HOÀNG Digitalis purpurea L., và Digitalis lanata

Ehrh., Scrophulariaceae

• HẠT ĐAY Corchorus olitorius L., Tiliaceae

• HÀNH BIỂN Urginea maritima L., Liliaceae