Bài giảng Đại cương về Glycosid (Phần 1)

ĐẠI CƯƠNG VỀ GLYCOSIDMỤC TIÊU HỌC TẬPĐỊNH NGHĨA GLYCOSIDCÁC DÂY NỐI O-, C-, N-, S-GLYCOSIDTÍNH CHẤT LÝ HÓA VÀ SỰ TÁC DỤNG CỦA ENZYM LÊN GLYCOSIDPHƯƠNG PHÁP CHUNG CHIẾT XUẤT GLYCOSIDĐỊNH 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 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-GLYCOSIDDây nối acetalOse ở dạng bán acetal nộiGlucopyranoseGlucofuranoseGlucoseO-GLYCOSIDPhần 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 furanosid.4 dẫn chất của methylglycosid (β, α – pyranosid và furanosid)O-GLYCOSIDMạch 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-GLYCOSIDC-glycosid : glycosid có phần đường nối với aglycon theo dây nối C-C. Tính chất C-glycosid : Khó thủy phân C-glycosid có phổ UV và IR gần giống với O-glycosid.Puerarin BarbaloinS-GLYCOSIDS-glycosid : thioglycosid hoặc hợp chất glucosinolat	có công thức chung là :R-N=C=S (isothiocyanat) và β-D-glucopyranoseMyrosinase (thio-D-glucosidase)X : K 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 	- nối với các gốc purin như adenin, hoặc gốc pyrimidin như cytosinPSEUDOGLYCOSID 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 GLYCOSIDLý 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 GLYCOSIDTác dụng của enzym : Glycosid có thể bị enzym thủy phân. Sự thủy phân có tính chọn lọc (mỗi enzym chỉ cắt một loại dây nối).CHIẾT XUẤT GLYCOSIDnguyên liệunguyên liệu đã loại chất béoLoại tạp (chất béo) bằng dung môiEther dầu hỏa hay hexanDịch chiết nước hoặc cồn thấp độ (1)Chiết bằng nước hoặc cồn thấp độDịch chiết nước hoặc cồn thấp độ (2)Loại tạp gôm, chất nhầy, pectin, tanin ..Glycosid thôChiết bằng dung môi đặc hiệu,Sắc ký cột (silica gel, oxy nhôm)Tinh chếChất tinh khiếtDƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID TIMMỤC TIÊU HỌC TẬPĐỊNH NGHĨA GLYCOSID TIMCẤU TRÚC HÓA HỌC CỦA GLYCOSID TIMSỰ LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNG SINH HỌC CỦA GLYCOSID TIM (QSAR)TÍNH CHẤT, ĐỊNH TÍNH, ĐỊNH LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁCÁC DƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID TIMĐỊNH 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 VẬTHọ thực vật :Apocynaceae, Asclepidaceae, Celastraceae, Euphorbiaceae, Leguminosae, Cruciferae,Moraceae, Ranunculaceae, Scrophulariaceae, Sterculiaceae, TiliaceaeLiliaceaeBộ phận của cây : Lá, hoa, vỏ thân, rễ, nhựa mủ CẤU TRÚC HÓA HỌCĐƯỜNGAGLYCONGLYCOSID TIMsteranlacton2,6-desoxyCẤU TRÚC HÓA HỌC1. Phần aglycon : có 2 phần : nhân hydrocarbon và mạch nhánh là vòng lacton. Nhân hydrocarbon : nhân steran hay 10, 13-dimethylcyclopentanoperhydrophenanthren C3 : nhóm OH, đa số hướng β C14 : OH (β) (trừ neriantin trong lá trúc đào). C số 1, 5, 11, 12, 16, 19 : nhóm CH2OH, CHO, COOH.OH (β)OH (β)CẤU TRÚC HÓA HỌC- Các nhóm thế trên nhân steranNhóm OH gần nhau tạo cầu nối epoxy (adynerin)CẤU TRÚC HÓA HỌCNhóm OH bị acyl hóa (Oleandrin)CẤU TRÚC HÓA HỌC- Cấu hình các vòng A, B, C và D của nhân steranVòng A và B : - Vòng B và C : - Vòng C và D :cis trans : cisCẤU TRÚC HÓA HỌC Vòng lacton : C17 (β), có 2 loại vòngVòng 4 C, có 1 nối đôi ở vị trí α-β aglycon có 23C = cardenolidVòng 5 C, có 2 nối đôi (α-pyron) aglycon có 24C = bufadienolidBufa : cóc, dien : 2 Δ (nhựa cóc : bufotalin)Ít gặp, scillaren A (Hành biển)Thường gặp loại cardenolidCẤU TRÚC HÓA HỌC2. 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.- đặc biệt là đường 2,6-desoxy (dễ bị thủy phân, pứ màu với TT Keller-Kiliani )Tác dụng lên tim do cấu trúc AGLYCON quyết địnhHoạt tính nhóm bufadienolid mạnh hơn dẫn chất cardenolid tương ứng.LIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNGNHÂN 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 dụngLIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNGVÒNG LACTON Vòng lacton hướng α Bão hòa dây nối đôi, Mở vòng lacton, Thay lacton bằng lactam mất tác dụng, hay giảm đi nhiềuLIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNGLIÊN QUAN GIỮA CẤU TRÚC VÀ TÁC DỤNG Phần đường :	 ít ảnh hưởng đến tác dụng, 	chủ yếu ảnh hưởng đến độ hòa tan.- sự hấp thu qua dạ dày, ruột non phụ thuộc vào số lượng nhóm OH của aglycon. Ví dụ :Digitoxin có 1 nhóm OH dễ hấp thu qua đường tiêu hóa, tích luỹ trong cơ thể.Ouabain có 5 nhóm OH, khó hấp thu qua đường tiêu hóa nên tiêm tĩnh mạch. Thải trừ nhanh.OuabainĐƯỜNGAGLYCONGLYCOSID TIMsteranlacton2,6-desoxyGLYCOSID TIMTÍNH 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 - HÓATÍNH 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 kiềmĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNGnguyên liệuLoại tạp (chất béo) bằng dung môiEther dầu hỏa hay hexanDịch chiết cồnChiết bằng cồn thấp độLoại tạp gôm, chất nhầy, pectin bằng Chì acetat 15%Dịch lọcDịch chiếtChiết bằng CHCl3 hoặc CHCl3-EtOH 4 : 1Cắn glycosidCất thu hồi dung môiQUY TRÌNH CHIẾT XUẤT GLYCOSID TIMĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG – TT TẠO MÀU1. 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 2. Thuốc thử tác dụng lên phần aglycon – nhân steroidTT 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 SKLMĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG – TT TẠO MÀU3. Thuốc thử tác dụng lên phần aglycon – vòng butenolicTT Baljet (acid picric: 2,4,6-trinitrophenol) : đỏ da camTT 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- Glycosid tim (aglycon) tác dụng với dẫn chất nitro thơm ở môi trường kiềm tạo những sản phẩm có màu đỏ đến tím. - Phản ứng âm tính với dẫn chất thuộc nhóm bufadienolid (SbCl3/CHCl3 : màu tím hoặc UV)ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG – TT TẠO MÀUĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNGsteranLacton (vòng butenolic)2,6-desoxyTT XanthydrolTT H3PO4 đTT Keller-KilianiTT Liebermann-Burchardt (H3CCO)2O/H2SO4đTT H3PO4 (Pứ Pesez-Jensen)TT Tattje (H3PO4/H2SO4/FeCl3.6H2O)TT Svendsen-Jensen : dd acid trichloracetic 25%/EtOH hoặc CHCl3TT Baljet (acid picric)TT Kedde (acid 3,5-dinitro benzoic 2%/EtOH)TT Raymond-Marthoud (m-dinitrobenzen 1%)TT Legal (natri nitroprussiat 0,5%)ĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNG - SẮC KÝ SK GIẤY Pha lỏng : formaldehyd hoặc nướcVí 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 : 24Hiện 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 VẬTDĐVN 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.TRÚC ĐÀO Nerium leander L., ApocynaceaeTHÔNG THIÊN Thevetia peruviana (Pers.) K., ApocynaceaeSTROPHANTHUS Strophanthus sp.DƯƠNG ĐỊA HOÀNG Digitalis purpurea L., và Digitalis lanata Ehrh., ScrophulariaceaeHẠT ĐAY Corchorus olitorius L., TiliaceaeHÀNH BIỂN Urginea maritima L., LiliaceaeDƯỢC LIỆU CHỨA GLYCOSID TIM