Hóa học các chất có hoạt tính sinh học phần 1

Saponin có một số tính chất đặc biệt:- Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước, có tác dụng nhũ hoá và tẩy sạch.. - Độc với cá vì saponin làm tăng tính thấm của biểu mô

HÓA HỌC CÁC CHẤT CÓ HỌAT TÍNH SINH HỌC

CÁC HỢP CHẤT CÓ HOẠT TÍNH SINH

HỌC

STEROL, SAPONIN TRITERPENOID & SAPONIN STEROID 1.Sterol và Metyl sterol:

Sterol là những ancol thể rắn có cấu trúc 27-29 nguyên tử

cacbon Sterol trong động vật gọi là cholesterol, còn trong thực vật gọi là phytosterol,β -sitosterol, egosterol, stigmasterol,

nhưng đều có chung một khung cơ bản cyclopentanoperhydro phenanthren và một chuỗi ngang với các nhóm metyl(egostan) hay etyl(stigmestan), đặc biệt là ở cacbon C 24

 Một số sterol có nhóm metyl gắn ở C4 hay C14, các chất này được gọi là metylsterol Tất cả sterol đều có nhóm OH ở

C3 Các sterol có dây nối đôi gọi là stenol, còn không có, gọi là stanol

1

2 3

8

9 10

11 12 13

16 17 18

12 13 14

15 16

17

18 26

19

27

26

18 17 16 15 14

13

12 11

10 9 8

7 6

5 4 3

HO

1 2 3

4 5 6 7

8

9 10 11

12 13 14

15 16

17

18 26

27

19 20 21

22 25

Olean β-amyrin α-amyrin

Sapogenin Đặc điểm cấu trúc

21,22-OH, 23-CH 2 OH 21-OH, 23-CH 2 OH Một số dẫn xuất của β-amyrin :

HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA

SAPONIN

5 SAPONIN

 Saponin còn gọi là saponosid do chữ latin sapo = xà

phòng (vì bọt như xà phòng), là một nhóm glucosid lớn, gặp rộng rãi trong thực vật Người ta cũng phân lập được saponin trong động vật động vật như hải sâm, cá sao.

Saponin có một số tính chất đặc biệt:

- Làm giảm sức căng bề mặt, tạo bọt nhiều khi lắc với nước, có tác dụng nhũ hoá và tẩy sạch

- Làm vỡ hồng cầu ngay ở những nồng độ rất loãng.

- Độc với cá vì saponin làm tăng tính thấm của biểu

mô đường hô hấp nên làm mất các chất điện giải cần thiết, ngoài ra có tác dụng diệt các loài thân mềm

như giun, sán, ốc sên.

- Khi ứng niêm mạc gây hắt hơi, đỏ mắt, có tác dụng long đờm, lợi tiểu; liều cao gây nôn mửa, đi lỏng.

- Có thể tạo phức với cholesterol hoặc với các chất

3-β -hydroxysteroid khác.

Sapogenin cung cấp nhiều loại thuốc quan trọng

 Tác dụng bổ, tăng cường sinh lực : Saponin trong họ

 Hạ Cholesterol trong máu : ngưu đất cỏ xước.

 Riêng nhóm Saponin steroid là nguồn nguyên liệu quan trọng cho kỹ nghệ bán tổng hợp các thuốc cocticoid và hạn chế sinh đẻ

 Tuy vậy một vài tính chất trên không thể hiện ở một vài saponin

 Ví dụ: Sarsaparillosid thì không có tính phá huyết cũng như tính tạo phức với cholesterol

 Saponin đa số có vị đắng trừ một số như glycyrrhizin có trong cam thảo bắc, abrusosid trong cam thảo dây,

oslandin trong cây Polypodium vulgare có vị ngọt.

Saponin tan trong nước, alcol, rất ít tan trong aceton, ether, hexan do đó người ta dùng 3 dung môi này để tủa saponin

Saponin có thể bị tủa bởi chì acetat, bari hydroxyt, ammoni sulfat.

Saponin khó bị thẩm tích, người ta dựa vào tính chất này để tinh chế kết tinh saponin.

Saponin triterpenoid thì có loại trung tính và loại acid, saopnin steroid thì có loại trung tính và loại kiềm.

Dựa theo cấu trúc hoá học có thể chia ra: Saponin triterpenoid và saponin steroid.

 Saponin làm tăng sự thấm của tế bào; sự có mặt của

saponin sẽ làm cho các hoạt chất khác dễ hoà tan và hấp thụ, ví dụ trường hợp digitonim trong lá Digital

 -Một số saponin có tác dụng chống viêm

 -Một số có tác dụng kháng khuẩn, kháng nấm Ức chế virus.

- Một số có tác dụng chống ung thư trên thực nghiệm

- Nhiều saponin có tác dụng diệt các loài thân mềm ( nhuyễn thể ).

- Saponin steroid dùng làm nguyên liệu để bán tổng hợp các thuốc steroid.

- Digitonin dùng để định lượng cholesterol.

- Một số nguyên liệu chứa saponin dùng để pha nước gọi đầu, giặt len dạ, tơ lụa

 Về mặt phân bố : Saponin triterpen phân bố khá rộng nhưng chủ yếu là ở trong cây 2 lá mầm Đáng chú ý nhất là họ Nhân sâm với 2 dạng terpenoid đặc trưng là Damaran trong chi

Panax và dạng Oleanin trong các chi còn lại.

ĐẠI CƯƠNG VỀ GLYCOSID , ALCALOID & FLAVONOID

Đây là những nhóm hợp chất hữu cơ có trong thực vật, chúng không được liệt vào Dầu béo hay Tinh dầu, nhưng lại có mặt trong cả hai với hàm lượng thấp

Để có khái niệm chung về các hợp chất hữu cơ trong thực vật, chúng ta để chúng vào phần TINH DẦU,và chỉ giới thiệu sơ lược

Trong phần các hợp chất hữu cơ có hoạt tính sinh học, chúng

ta sẽ đi sâu hơn về những nhóm này

1 Glicosid.

1.1: Định nghĩa

 Theo nghĩa rộng, glycosid là những hợp chất hữu cơ tạo thành do sự ngưng tụ giữa một phân tử đường với một phân tử hữu cơ khác với điều kiện nhóm hydroxy bán acetal của phần đường phải tham gia vào sự ngưng tụ.

 Theo quan niệm trên thì các oligosaccarid hoặc

polysaccarid cũng là những glycosid và được gọi là “holosid”.

 Theo quan niệm chặt chẽ, glycosid chỉ dùng cho những chất tạo thành do sự ngưng tụ giữa một phần là đường và một

phần không phải đường do đó có tên gọi là heterosid để phân biệt với holosid.

 Phần không phải là đường được gọi là aglycon hoặc

genin , có cấu trúc hoá học rất khác nhau, tác dụng sinh học phụ thuộc vào phần này.

OH HO

OH

OH CH2OH

 Ví dụ puerarin là một C-glycosid có trong sắn dây, barbaloin là glycosid có trong lô hội.

OH OH

OH

CH2OH O

HO H

N-O-SO O X 2 - + S-glucose

 Crotonosid có trong hạt ba đậu là một N-glycosid.

OH

H HO

N

N

NH2

N O

H

N

 1.2.Một số tính chất cơ bản của Glycoside:

 Năng suất quay cực thường là trái.

Meissner là người đầu tiên đưa ra khái niệm về alcaloid và có

định nghĩa alcaloid là những hợp chất hữu cơ, có chứa ni tơ, có phản ứng

kiềm và lấy từ thực vật ra.

Sau này Pôlônôpski đã định nghĩa:

“Alcaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa ni tơ Đa số có nhân dị vòng Có phản ứng kiềm thường gặp trong thực vật và đôi khi trong động vật, thường có dược lực tính rất mạnh và cho những phản ứng hoá học với một số thuốc thử gọi là thuốc

thử chung của alcaloid”

Đã từ lâu các nhà khoa học tìm thấy trong cây các hợp chất tự nhiên, những hợp chất này thường là những acid hoặc những chất trung tính

Đến năm 1806 một dược sĩ là Friedrich

Wilhelm Sertüner phân lập được một chất từ nhựa thuốc phiện có tính kiềm và gây ngủ mạnh đã đặt tên là “Cinchonino”, sau đó

chiết được chất kết tinh từ vỏ cây Canhkina

và đặt tên là “Cinchonino”,

sau đó P.J Pelletier và J.B.Caventou lại chiết

được hai chất có tính kềm từ một loài Strychnos đặt tên là strychnin và brucin

Đến năm 1819 một dược sĩ là Wilhelm Meissner

nghĩa: Alcaloid là những hợp chất hữu cơ, có

chứa nitơ, có phản ứng kiềm và lấy từ thực vật ra

1 Alcaloid có phổ biến trong thực vật, ngày nay đã biết khoảng trên 6.000 Alcaloid từ hơn 5.000 loài, hầu hết ở thực vật bậc cao chiếm khoảng 15 - 20% tổng số các loài cây,

Tập trung ở một số họ :

Apocynacaae (họ Trúc đào) có gần 800 alcaloid,

Papaveraceae (họ Thuốc phiện) gần 400 alcaloid,

Fabaceae (họ Đậu) gần 350 alcaloid,

Rutaceae (họ Cam) gần 300 alcaloid,

Liliaceae (họ Hành) 250 alcaloid,

Solanaceae (họ Cà), gần 200 alcaloid,

2.1.Phân bố trong thiên nhiên.

Amaryllidaceae (họ Thuỷ tiên) 178 alcaloid, Menispermaceae (họ Tiết Đê) 172 alcaloid, Rublàceae (họ Cà phê) 156 Alloid;

Loganiaceae (họ Mã tiền), 150 alcaloid,

Buxaceae (họ Hoàng dương) 131 alcaloid;

Asteraceae (họ Cúc) 130 alcaioid,

Euphorbiaceae (họ Thầu dầu) 120 alcaloid

2 Trong cây alcaloid thường tập trung ở một số bộ phận nhất định

Ví dụ:

 ở hạt như mã tiền, cà-phê, tỏi độc; ở quả như ớt, hồ tiêu, thuốc phiện;

 ở lá như Benladon coca, thuốc 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 …

3 Rất ít trường hợp trong cây chỉ có một alcaloid duy nhất mà thường có hỗn hợp nhiều alcaloid:

 trong đó alcaloid ở có hàm lượng cao được gọi là alcaloid

 Một dược liệu chứa 1 -% alcaloid đã được coi là có hàm

lượng alcaloid khá cao

5 Trong cây, alcaloid ít khi ở trạng thái tự do (alcaloid

bazơ), mà thường ở dạng muối của các chất hữu cơ như citrat, tactat, malat, oxalat, acetat …

(đôi khi có ở dạng muối của acid vơ cơ) tan trong dụng

dịch tế bào ở một số cây alcaloid kết hợp với tanin hoặc kết hợp với acid đặc biệt của chính cây đó như acid

tropic trong một số cây họ cà, acid aconitic có trong cây

ô đầu

Có một số ít trường hợp alcaloid kết hợp với đường tạo ra dạng glycoalcaloid như solasonin và solamacgin trong cây cà lá xẻ (Solanum laciniatum)

 Alcaloid có nhân sterol

CH3

CH3 H3C

H3C

N

Solazodin Solanidin

 Alcaloid có cấu trúc Terpen

I.3.Hoạt tính sinh học của nhóm

Alcaloid:

Alcaloid nói chung là những chất có hoạt tính sinh học, có nhiều

chất rất độc

Tác dụng của alcaloid thường khác nhau và tác dụng của dược liệu không phải bao giờ cũng giống như các alcaloid tinh khiết đã được phân lập; chúng được nêu trong các chuyên luận dược liệu.

 Nhiều alcaloid có tác dụng trên hệ thần kinh trung ương gây

ức chế như: mophin, codein, scopolamin, reserpin hoặc gây kích thích như: strychnin, cafein; lobelin.

 Nhiều chất tác dụng lên hệ thần kinh giao cảm gây kích thích: ephedrin, hordenin; làm liệt giao cảm: ergotamin, yohimbin hoặc kích thích phó giao cảm: pilocarpin, eserin; có chất gây liệt phó giao cảm: hyocyamin, atropin; có chất phong bế hạch giao cảm: nicotin, spartein, coniin.

 Trong số alcaloid có chất gây tê tại chỗ: cocain

 Có alcaloid làm tăng huyết áp (ephedrin, hydrastin), có chất làm hạ huyết áp (Yohimbin, alcaloid của ba gạc và Veratrum) một số ít alcaloid có thể tác dụng trên tim như ajmalin,

quinidin và a-fagarin được dùng làm thuốc chữa loạn nhịp

tim.

 Có alcaloid diệt ký sinh trùng: quinin độc đối với ký sinh trùng sốt rét; emetin và conexin độc đối với amip dùng để chữa lỵ, Isopelletierin, arecolin dùng để chữa sán.

 Trên thế giới hiện nay dùng nhiều thuốc tổng hợp nhưng vẫn không bỏ được các alcaloid lấy từ cây cỏ Vì có chất chưa tổng hợp được, và cũng có nhiều thuốc sản xuất tổng hợp không rẻ hơn chiết xuất hoặc tác dụng của chất tổng hợp chưa bằng tác dụng của chất lấy từ cây

 ⇒ có nhiều chất vẫn phải chiết xuất từ cây

 Ví dụ như ajmalin, morphin, reserpin, quinin, quinidin,

cinchonin, strychnin, ergotamin, spartein, scopolamin,

eserin hoặc vừa sử dụng thuốc có nguồn gốc thiên nhiên

vừa tổng hợp hoặc bán tổng hợp ví dụ như : ajmalixin,

theobromin, cafein, ephedrin, atropin, vincamin, nacein

Bảo quản

 Nói chung ở dược liệu khô các alcaloid dễ bảo quản hơn các glycosid

 Tuy vậy ở một vài dược liệu như: lá coca thì hàm lượng

alcaloid cũng giảm đi trong quá trình bảo quản, một số cây ở

họ Cà có sự racemic hóa hydroxyamin thành atropin, ở cây khoả mạch có sự phân hủy alcaloid nhưng đa số dược liệu chứa alcaloid còn giữ được hoạt tính trong nhiều năm.

Cây dừa cạn

7

4'5'6'

O

3.2 Phân bố:

 Flavonoit là một trong những nhóm hợp chất phân bố rộng nhất trong thiên nhiên, ước tính đã có khoảng 2000 flavonoit đã biết rõ cấu trúc (Harbone, 1975)

 Như đã trình bày ở chương trước, sự phân bố flavonoit mang một số đặc điểm có tính phân loại hệ thống.

Nói chung flavonoit không có ở các tảo và nấm

Flavonoit đặc trưng cho các thực vật bậc cao, song song với

sự phân bố axit hydroxinamic và lignin trong cây

Có mặt trong hầu hết bộ phận của cây : hoa, quả, lá, rễ,

gỗ…và khu trú ở thành tế bào

Tham gia vào sự tạo màu sắc của cây, nhất là hoa Đó chính

là một trong những chức năng sinh lý quan trọng của

flavonoit đối với cây cỏ.

3.2 Phân bố:

a/ Flayon

 Flavon có cấu trúc chung 2 vòng benzen A và B Vòng

B gắn vào vòng C (pyran) qua dây nối ở C2

5 6

7

8 2' 3'

4' 5' 6'

O

O

1 2

3 4

5 6

7

8 2' 3'

4'

5' 6'

7 6

5 4 3

2

1 O HO

OH

OH HO

OH

7 6

3 2

1 O

OH

I.2.Hoạt tính sinh học của nhóm

Flavonoid:

O Flavon

1 2 3 4 5

6

2' 3'

4' 5' 6'

8

O Chalcon

1

2 3

4 5 6

1' 2'

3' 4' 5' 6'

OH O

HO HO

Flavonol(Kaempferol)

 Các dẫn chất flavonoid có khả năng dập tắt các gốc tự do như

HO, ROO Các gốc này sinh ra trong tế bào bởi nhiều nguyên nhân và khi sinh ra cạnh DNA thì sẽ gây ra những ảnh hưởng nguy hại như gây biến dị, huỷ hoại tế bào, gây ung thư, tăng nhanh sự lão hoá

 Thí nghiệm cho thấy khả năng dập tắt của một số flavonoid

theo thứ tự: myricetin> quercetin> rhammetin> morin>

diosmetin> naringenin> apigenin> catechin> 5,7 dihydroxy-3,, 4,,5, trimethoxy flavon > roninin> kaempferol> flavon.

 + Thành phần của màng tế bào có các chất lipid dễ bị peroxyd hoá, tạo ra những sản phẩm làm rối loạn sự trao đổi chất cũng dẫn đến sự huỷ hoại tế bào

 Đưa các chất chống oxy hoá như flavonoid vào cơ thể để bảo

vệ t ế bào thì có thể ngăn ngừa các nguy cơ như xơ vữa động mạch Tai biến mạch, lão hoá, tổn thương do bức xạ, thoái hoá gan…

 +Flavonoid cùng với acid ascorbic tham gia trong quá trình hoạt động của enzym oxy hoá – khử Flavonoid còn ức chế tác động của hyaluronidase Enzym này làm tăng tính thấm của mao mạch Khi enzym này thừa thì gây hiện tượng xuất huyết dưới da mà y học gọi là bệnh thiếu vit P (P avitaminose) Các chế phẩm chứa flavonoid chiết từ các loài Citrus như “

Cemafla” , “Circularine”…, flavonoid từ lá bạc hà(diosmin) như “Daplon”, “Diosmil” flavonoid từ hoa hoè(rutin) với

nhiều biệt dược khác nhau đã chứng minh tác dụng làm bền thành mạch , làm giảm tính dòn và tính thấm của mao mạch Tác dụng này được hợp lực cùng với axic ascorrbic

 + Tác dụng chống độc của flavonoid thể hiện làm giảm thương tổn gan, bảo vệ được chức năng gan khi một số chất độc đưa vào cơ thể súc vật thí nghiệm(CCl4, benzen, ethanol, CHCl3, qinin, novarsenol ) Dưới tác dụng của flavonoid ngưỡng ascorbic được ổn định đồng thời lượng glycogen trong gan tăng Sự tích luỹ glycogen có ý nghĩa quan trọng trong việc nâng cao chức năng giải độc gan.

 Việc sử dụng một số dược liệu trong điều trị viêm gan, sơ gan bảo vệ tế bào gan rất hiệu quả như: cây actiso, có biệt dược Chophyton Cây Silibum Marianum Gaertn có biệt dược” Legalon” cây bụt dấm – Hisbiscus Sabdariffa

 Tác dụng kích thích tiết mật thể hiện ở các chất thuộc

nhóm flavanon, flavon, flavonon và flavan – 3 – ol

 + Flavonoid thể hiện tác dụng chống co thắt những tổ chứa cơ nhẵn( túi mật ống dẫn mật, phế quản và một số tổ chức khác)

Ví dụ apigenin có tác dụng giảm co thắt phế quản gây ra bởi histamin, acetylcholin, seretonin

 + Trên bộ máy tiết niệu nhiều Flavonoid thuộc nhóm flavon, flavonon, flavonol thể hiện tác dụng thông tiểu rõ rệt

Scoparoid trong sarothamnus scoparius lespecapitosid trong lespedza capitala, quercitrin trong lá diếp cá, Flavonoid của cây râu mèo đều có tác dụng thông tiểu

 + Tác dụng chống loét của Flavonon thuộc các nhóm

Flavon, Flavonon, dihydroFlavonol, anthocyanin, flavan –

3 - ol, chalcon, isoflavon, biflavon, 4-arylcoumarin, 4-aryl chroman đều chứng minh bằng thực nghiệm do các chất Flavonoid này ức chế con đường sinh tổng hợp

prostagladin.

 +Người ta sử dụng rutin, citrin, leucodelphinidin, querceti, catechin để điều trị ban đỏ, viêm da tổn thương da và

màng nhầy trong trường hợp xạ trị

 + Trên hệ tim mạch, nhiều Flavonoid thuộc nhóm

Flavonol, flavan3-ol, anthocyamin như quercetin, rutin, myricetin, pelargonin, hỗn hợp catechin của trà có tác

dụng làm tăng biên độ co bóp và tăng thể tích phút của

tim, thí nghiệm làm phục hồi tim khi bị ngộ độc bởi

CHCL3, quinin, methanol, bình thường lại sự rối loạn

nhịp.