DƯỢC LIỆU CHỨA ALCALOID
NỘI DUNG
ĐỊNH NGHĨA CẤU TRÚC HÓA HỌC – PHÂN LOẠI TÍNH CHẤT LÝ – HÓA PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM DƯỢC LIỆU CHỨA ALCALOID
KHÁI NIỆM VỀ ALCALOID
Sertuner (Đức, 1783-1841) 1806, chiết từ Thuốc phiện 1 chất có tính kiềm
và gây ngủ mạnh, đặt tên là Morphin.
1810, Gomes, vỏ cây Canhkina, tên là
Cinchonino
1817, Caventou và Pelletier (Pháp) tách emetin
từ ipeca và
1818, tách strychnin và brucin từ hạt mã tiền. 1819, Meissner đề nghị xếp các chất có tính
kiềm lấy từ thực vật thành một nhóm riêng, có tên là alcaloid.
Định nghĩa: alcaloid là những hợp chất hữu cơ, có chứa nitơ, có phản ứng kiềm và lấy ra từ thực vật.
DANH PHÁP
Các alcaloid thường có cấu tạo phức tạp nên không gọi theo danh
Tên của alcaloid luôn có đuôi in và xuất phát từ:
Tên chi hoặc tên loài cây + in (ví dụ: Papaverin từ Papaver somniferum; Palmatin từ Jatrorrhiza palmata; Cocain từ Erythroxylum coca).
Dựa vào tác dụng sinh học của alcaloid: Emetin do từ εμετοs = gây
pháp và gọi theo tên riêng.
Có thể từ tên người + in: Pelletirin từ Pelletier; Nicotin từ J. Nicot.
Những alcaloid phụ tìm ra sau, thêm tiếp đầu ngữ, hoặc biến đổi vĩ
nôn; Morphin từ morpheus = gây ngủ.
ngữ chính: ví dụ như in thành idin, -anin, -alin).
PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN
Alcaloid phổ biến trong thực vật, 6000 alcaloid từ 5000 loài, hầu hết
Họ Trúc đào 800 alcaloid, Họ Thuốc phiện 400 alcaloid, Họ Cam
ở thực vật bậc cao (15-10% tổng số loài cây).
Họ Rannunculaceae, Berberidaceae, Papaveraceae, Buxaceae,
chanh gần 400 alcaloid, Họ Đậu 350 alcaloid …Họ hành, họ Cà, họ Tiết dê, họ Cà phê, họ Mã tiền, họ Hoàng dương, họ Cúc, họ Thầu dầu ..
Ở Nấm có alcaloid trong nấm cựa khoả mạch, Ở động vật, alcaloid nhóm samandarin/tuyến da của loài kỳ nhông;
Cactaceae có tới 50% loài chứa alcaloid.
bufotenin từ nhựa cóc.
PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN
Trong cây, alcaloid thường tập trung ở một số bộ phận nhất định. Ví
hạt Mã tiền, cà phê, tỏi độc; ở quả như Ớt, hồ tiêu, thuốc phiện; ở lá như Belladon, coca, thuốc lá, chè; ở hoa như Cà độc dược; ở thân như Ma hoàng; ở vỏ thân như Canhkina, mức hoa trắng, hoàng bá; ở rễ như ba gạc, lựu; ở củ như Ô đầu, bình vôi, Bách bộ.
dụ như alcaloid ở
PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN
Rất ít khi trong cây chỉ có 1 alcaloid duy nhất mà là một hỗn hợp
alcaloid, trong đó alcaloid nào hàm lượng cao gọi là alcaloid
chính, còn alcaloid khác có hàm lượng thấp hơn gọi là alcaloid
Những alcaloid của cùng một cây thường có cấu tạo tương tự
phụ.
nhau, chúng có chung một nhân cơ bản. Ví dụ như các chất tropin,
hyoscyamin, atropin trong lá Belladon đều có trong họ Cà;
Isopelletierin và Methylisopelletierin có trong vỏ rễ lựu có chung
nhân piperidin.
PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN
Các alcaloid ở trong cùng một họ thực vật thường có cấu tạo rất gần nhau. Ví dụ như alcaloid trong các cây họ Cà như Atropa belladonna L., Hyoscyamus niger L., Datura metel L., Datura stramonium L., Datura tatula L. đều có chung nhân tropan.
Có khi trong cùng 1 họ nhưng cấu trúc hóa học lại rất khác nhau. Ví dụ một số cây trong họ cà phê như cây càfé có cafein (nhân purin), cây canhkina (nhân quinolin).
Có alcaloid gặp ở nhiều họ khác nhau như Berberin có trong cây Hoàng liên (họ Hoàng liên), có trong cây Hoàng bá (họ Cam chanh), có trong cây vàng đắng (họ Tiết dê) và có trong các loài Berberis spp. (họ Berberidaceae).
PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊN
Hàm lượng alcaloid trong cây rất thấp. Một dược liệu chứa từ 1 –
Trừ một vài trường hợp đặc biệt như alcaloid trong vỏ cây Canhkina
3% alcaloid đã được coi là khá cao.
Trong cây alcaloid ít khi tồn tại dạng tự do (dạng alcaloid base) mà ở dạng muối của các acid hữu cơ như citrat, tactat, malat, oxalat, acetat … (đôi khi của acid vô cơ) tan trong dịch tế bào.
Một số alcaloid kết hợp với tanin, hoặc kết hợp với acid đặc biêt của cây đó ví dụ acid meconic trong thuốc phiện, acid tropic trong một số cây họ Cà, acid aconitic trong cây Ô đầu.
(6 – 10%), alcaloid trong nhựa thuốc phiện (20 – 30%).
N
R1
R2
MeO
N
Alcaloid nhân quinolin
Quinine
Quinidine
R1
H
OH
R2
OH
H
Antimalarial
Antifibrillant
Cinchona spp. Rubiaceae
Alcaloid nhân isoquinolin
RO
O
H
NCH3
OH
Morphine
R H
Codeine CH3
Antalgic, antitussive
Antalgic
Papaver somniferum, Papavaceae
OH
N
N
H
N H H3COOC
OH
MeO
OCOCH3
H
N R
COOCH3
Catharanthus roseus (L). G.Don f. Apocynaceae
R
CH3
Vinblastine
CHO
Leukaemia, testicular, kidney, bladder, ovarian cancers, Hodgkin’disease Acute lymphoblastic leukaemia
Vincristine
Lung and breast cancer
Vinorelbine = 5’-noranhydrovinblastine
Nhân indol
SỰ TẠO THÀNH ALCALOID TRONG CÂY – ACID AMIN
Dược liệu chứa alcaloid không có nhân dị vòng (Ma hoàng, Ớt, Tỏi
Dược liệu chứa alcaloid có nhân pyridin và piperidin (Hồ tiêu, Lựu,
độc, Ích mẫu)
Dược liệu chứa alcaloid có nhân tropan (Benladon, Cà độc dược,
Cau, Lobeli, Thuốc lá)
Dược liệu chứa alcaloid có nhân quinolin (Canhkina). Dược liệu chứa alcaloid nhân isoquinolin (Ipeca, Thuốc phiện, Bình
Coca).
Dược liệu chứa alcaloid có nhân Indol (mã tiền, Lá ngón, Cựa khỏa
vôi, Hoàng liên, Vàng đắng, Vông nem, Sen).
Dược liệu chứa alcaloid nhân purin (Chè, Cà phê). Dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc steroid (Mực hoa trắng, Cà lá
mạch, Ba gạc, Dừa cạn)
Dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc diterpen (Ô đầu)
xẻ).
Quinolizidin
Lysin
N
COOH
H2N
H2N
Tropan
Omithin
N
COOH
H2N
H2N
COOH
Tyrosin
Isoquinolin
N
NH2
HO
COOH
H C
H2C
NH2
Indol
Tryptophan
N H
N H
TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ALCALOID 1. Lý tính Thể chất -
-
Thể rắn, công thức cấu tạo có C, H, N và O như Morphin (C17H19NO3), Codein (C18H21NO3), Strychnin, quinin .. Thể lỏng, CTCT không có oxi như Coniin (C8H17N), Nicotin (C10H14N2), spartein (C15H26N2) … tuy nhiên có 1 vài alcaloid không có oxi vẫn ở thể rắn như sempecvirin (C19H16N2)
Mùi vị - Không mùi, có vị đắng một số ít có vị cay (piperin) Màu sắc - Không màu, trừ một số có màu vàng như Berberin, palmatin … Độ tan - Alcaloid base không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ như
MeOH, EtOH, Ether, CHCl3, …
- Alcaloid dạng muối tan trong nước và không tan trong dung môi hữu cơ Năng suất quay cực - Phần lớn alcaloid có khả năng quay cực vì có C bất đối. Một số alcaloid là
hỗn hợp đồng phân tả tuyền và hữu tuyền (racemic).
- Có 2 dạng đồng phân D và L thì alcaloid dạng L có tác dụng sinh học mạnh
hơn dạng D.
TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ALCALOID 2. Hóa tính
Tính base yếu (ngoại lệ có chất có tính base mạnh – Nicotin; không có phản ứng kiềm – Theobromin, ricinin, colchicin; phản ứng acid yếu – arecaidin, guvacin).
Do tính base yếu nên có thể giải phóng alcaloid ra khỏi muối bằng
Tác dụng với acid cho muối tương ứng.
Alcaloid kết hợp với kim loại nặng tạo phức
Alcaloid cho phản ứng với TT gọi là TT chung, được chia làm 2 loại:
kiềm trung bình và kiềm mạnh (NH4OH, NaOH, Na2CO3..).
TT tạo tủa và TT tạo màu.
TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ALCALOID 2. Hóa tính
- Thuốc thử tạo tủa
- TT Mayer (K2HgI4): tủa màu trắng
- TT Bouchardat (Iodo-Iodid): tủa màu nâu
Phản ứng tạo tủa rất nhạy.
- TT tạo màu
- Acid sulfuric đậm đặc
- Acid nitơric đậm đặc
- Acid sulfonitric (TT Edrdmann)
- TT Dragendorff (KBiI4): tủa vàng cam đến đỏ.
CHIẾT XUẤT, TINH CHẾ VÀ PHÂN LẬP
Nguyên tắc chiết xuất: dựa vào tính chất của alcaloid
- tính base yếu
2 phương pháp chính
- tồn tại trong cây ở dạng muối
1. Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ trong môi trường kiềm
2. Chiết bằng dung dịch acid loãng trong cồn hoặc nước
Dược liệu
(alcaloid muối acid hữu cơ)
1. Thấm ẩm dược liệu bằng kiềm (NH4OH, NaOH, Na2CO3 …)
2. Chiết bằng dung môi hữu cơ không fân cực (CHCl3, ether, hỗn hợp CHCl3 và ether). Chiết bằng bình Soxhlet, Kumagava.
Dịch chiết DMHC
(alcaloid base)
Chiết với dung dịch acid loãng (2 – 5%) như HCl, H2SO4, CH3COOH …
Dịch chiết acid
(alcaloid muối)
1. Kiềm hóa bằng kiềm pH = 9 – 10
2. Chiết bằng dung môi hữu cơ không
phân cực
Dịch chiết DMHC
(alcaloid base)
ALCALOID THÔ
Dung môi thu hồi
(alcaloid base)
Cất thu hồi dung môi
Dược liệu
(alcaloid muối acid hữu cơ)
1. Chiết bằng acid loãng pha trong nước hoặc cồn
2. Lọc dịch chiết và cất thu hồi
dung môi cồn
Dịch chiết acid
(alcaloid muối)
1. Rửa dịch chiết bằng ether để
loại tạp
2. Kiềm hóa pH = 9 – 10
3. Chiết bằng DMHC không
phân cực
Dịch chiết DMHC
(alcaloid base)
ALCALOID THÔ
Dung môi thu hồi
(alcaloid base)
Cất thu hồi dung môi
TINH CHẾ VÀ PHÂN LẬP
Phương pháp trao đổi ion
Phương pháp sắc ký cột
Phương pháp sắc ký điều chế
ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG
Định tính: dựa vào 2 loại thuốc thử chung của alcaloid, TT tạo tủa
Định lượng:
và TT tạo màu.
- Phương pháp cân
- Phương pháp trung hòa
- Phương pháp so màu (ví dụ định lượng alcaloid vỏ canhkina bằng
TT Reinecker tạo tủa màu, hòa tan tủa trong aceton).
CẤU TẠO HÓA HỌC VÀ PHÂN LOẠI
Alcaloid không có nhân dị vòng
Alcaloid có nhân dị vòng (12 nhóm)
Alcaloid có nhân sterol
Alcaloid có cấu trúc terpen
