Bài giảng Dược liệu chứa alcaloid

DƯỢC LIỆU CHỨA ALCALOIDNỘI DUNG ĐỊNH NGHĨACẤU TRÚC HÓA HỌC – PHÂN LOẠITÍNH CHẤT LÝ – HÓAPHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤTPHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆMDƯỢC LIỆU CHỨA ALCALOIDKHÁI NIỆM VỀ ALCALOIDSertuner (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 Cinchonino1817, Caventou và Pelletier (Pháp) tách emetin từ ipeca và1818, 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 PHÁPCác alcaloid thường có cấu tạo phức tạp nên không gọi theo danh pháp và gọi theo tên riêng.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 nôn; Morphin từ morpheus = gây ngủ.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 ngữ chính: ví dụ như in thành idin, -anin, -alin). PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊNAlcaloid phổ biến trong thực vật, 6000 alcaloid từ 5000 loài, hầu hết ở thực vật bậc cao (15-10% tổng số loài cây).Họ Trúc đào 800 alcaloid, Họ Thuốc phiện 400 alcaloid, Họ Cam 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 ..Họ Rannunculaceae, Berberidaceae, Papaveraceae, Buxaceae, Cactaceae có tới 50% loài chứa alcaloid.Ở Nấm có alcaloid trong nấm cựa khoả mạch,Ở động vật, alcaloid nhóm samandarin/tuyến da của loài kỳ nhông; bufotenin từ nhựa cóc.Trong cây, alcaloid thường tập trung ở một số bộ phận nhất định. Ví dụ như alcaloid ở 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.PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊNRất 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 phụ.Những alcaloid của cùng một cây thường có cấu tạo tương tự 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 NHIÊNCác 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 NHIÊNHàm lượng alcaloid trong cây rất thấp. Một dược liệu chứa từ 1 – 3% alcaloid đã được coi là khá cao.Trừ một vài trường hợp đặc biệt như alcaloid trong vỏ cây Canhkina (6 – 10%), alcaloid trong nhựa thuốc phiện (20 – 30%).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.PHÂN BỐ TRONG THIÊN NHIÊNCinchona spp. RubiaceaeQuinineQuinidineR1HOHR2OHHAntimalarialAntifibrillantAlcaloid nhân quinolinMorphineCodeineRHCH3AntalgicAntalgic, antitussivePapaver somniferum, PapavaceaeAlcaloid nhân isoquinolinCatharanthus roseus (L). G.Don f. ApocynaceaeRVinblastineCH3Leukaemia, testicular, kidney, bladder, ovarian cancers, Hodgkin’diseaseVincristineCHOAcute lymphoblastic leukaemiaVinorelbine = 5’-noranhydrovinblastineLung and breast cancerNhân indolSỰ TẠO THÀNH ALCALOID TRONG CÂY – ACID AMINDược liệu chứa alcaloid không có nhân dị vòng (Ma hoàng, Ớt, Tỏi độc, Ích mẫu)Dược liệu chứa alcaloid có nhân pyridin và piperidin (Hồ tiêu, Lựu, Cau, Lobeli, Thuốc lá)Dược liệu chứa alcaloid có nhân tropan (Benladon, Cà độc dược, Coca).Dược liệu chứa alcaloid có nhân quinolin (Canhkina).Dược liệu chứa alcaloid nhân isoquinolin (Ipeca, Thuốc phiện, Bình vôi, Hoàng liên, Vàng đắng, Vông nem, Sen).Dược liệu chứa alcaloid có nhân Indol (mã tiền, Lá ngón, Cựa khỏa mạch, Ba gạc, Dừa cạn)Dược liệu chứa alcaloid nhân purin (Chè, Cà phê).Dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc steroid (Mực hoa trắng, Cà lá xẻ).Dược liệu chứa alcaloid có cấu trúc diterpen (Ô đầu)TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ALCALOID  1. Lý tínhThể chấtThể 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 vịKhông mùi, có vị đắng một số ít có vị cay (piperin)Màu sắcKhông màu, trừ một số có màu vàng như Berberin, palmatin Độ tanAlcaloid 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 cơNăng suất quay cựcPhần 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 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 kiềm trung bình và kiềm mạnh (NH4OH, NaOH, Na2CO3..).Tác dụng với acid cho muối tương ứng.Alcaloid kết hợp với kim loại nặng tạo phứcAlcaloid cho phản ứng với TT gọi là TT chung, được chia làm 2 loại: 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- TT Dragendorff (KBiI4): tủa vàng cam đến đỏ.Phản ứng tạo tủa rất nhạy.- TT tạo màu Acid sulfuric đậm đặcAcid nitơric đậm đặcAcid sulfonitric (TT Edrdmann)TÍNH CHẤT CHUNG CỦA ALCALOID  2. Hóa tínhCHIẾT XUẤT, TINH CHẾ VÀ PHÂN LẬPNguyên tắc chiết xuất: dựa vào tính chất của alcaloid	- tính base yếu	- tồn tại trong cây ở dạng muối 2 phương pháp chính	1. Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ trong môi trường kiềm	2. Chiết bằng dung dịch acid loãng trong cồn hoặc nướcDược liệu(alcaloid muối acid hữu cơ)Dịch chiết DMHC (alcaloid base)Dịch chiết acid(alcaloid muối)Dịch chiết DMHC (alcaloid base)ALCALOID THÔ(alcaloid base)Thấm ẩm dược liệu bằng kiềm (NH4OH, NaOH, Na2CO3 )Chiết bằng dung môi hữu cơ không fân cực (CHCl3, ether, hỗn hợp CHCl3 và ether). Chiết bằng bình Soxhlet, Kumagava.Chiết với dung dịch acid loãng (2 – 5%) như HCl, H2SO4, CH3COOH Kiềm hóa bằng kiềm pH = 9 – 10Chiết bằng dung môi hữu cơ không phân cực Dung môi thu hồiCất thu hồi dung môiDược liệu(alcaloid muối acid hữu cơ)Dịch chiết acid(alcaloid muối)Chiết bằng acid loãng pha trong nước hoặc cồnLọc dịch chiết và cất thu hồi dung môi cồnRửa dịch chiết bằng ether để loại tạpKiềm hóa pH = 9 – 10 Chiết bằng DMHC không phân cựcDịch chiết DMHC (alcaloid base)ALCALOID THÔ(alcaloid base)Dung môi thu hồiCất thu hồi dung môiTINH CHẾ VÀ PHÂN LẬPPhương pháp trao đổi ionPhương pháp sắc ký cộtPhương pháp sắc ký điều chếĐỊNH TÍNH VÀ ĐỊNH LƯỢNGĐịnh tính: dựa vào 2 loại thuốc thử chung của alcaloid, TT tạo tủa và TT tạo màu.Định lượng:	- 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 LOẠIAlcaloid không có nhân dị vòngAlcaloid có nhân dị vòng (12 nhóm)Alcaloid có nhân sterolAlcaloid có cấu trúc terpen