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