Tìm hiểu chất acid caffec

Hợp chất phenolic là một lớp các hợp chất hữu cơ bao gồm một nhómhidroxyl(OH) gắn với một nhóm hydrocacbon thơm .Mặc dù tương tự các hợp chấtancol nhưng lớp phenol có các thuộc tính duy nhất chỉ chúng có do nhóm hydroxylkhông liên kết với nguyên tử cacbon no.Chúng có tính acid tương đối cao do vòngthơm kết hợp với nguyên tử oxy và liên kết tương đối lỏng lẻo giữa nguyên tử oxynày với nguyên tử hydro trong nhóm hydroxyl .Tính acid của nhóm hydroxyl trongcác phenol nói chung nằm trong khoảng trung gian giữa các rượu và các acidcacboxylic (pKa của chúng tông thường nằm trong khoảng 1012).(1,2,3)Acid phenolic bao gồm nhóm hydroxyl gắn trực tiếp trên cacbon thơm và gốcacid cacboxylic .Trong thực vật nó tồn tại dạng đơn chất ,este,ete….Chúng tạo thànhmột nhóm da dạng bao gồm các acid hydroxycinnamic dạng thường gặp nhất là esteđơn giản với hydroxy acid cacboxylic hoặc glucose .Hợp chất acid hydroxybenzoic cómặt chủ yếu ở các hình thức glucosides

I TỔNG QUAN

Hợp chất phenolic là một lớp các hợp chất hữu cơ bao gồm một nhóm hidroxyl(-OH) gắn với một nhóm hydrocacbon thơm Mặc dù tương tự các hợp chất ancol nhưng lớp phenol có các thuộc tính duy nhất chỉ chúng có do nhóm hydroxyl không liên kết với nguyên tử cacbon no.Chúng có tính acid tương đối cao do vòng thơm kết hợp với nguyên tử oxy và liên kết tương đối lỏng lẻo giữa nguyên tử oxy này với nguyên tử hydro trong nhóm hydroxyl Tính acid của nhóm hydroxyl trong các phenol nói chung nằm trong khoảng trung gian giữa các rượu và các acid

cacboxylic (pKa của chúng tông thường nằm trong khoảng 10-12).(1,2,3)

Acid phenolic bao gồm nhóm hydroxyl gắn trực tiếp trên cacbon thơm và gốc acid cacboxylic Trong thực vật nó tồn tại dạng đơn chất ,este,ete….Chúng tạo thành một nhóm da dạng bao gồm các acid hydroxycinnamic dạng thường gặp nhất là este đơn giản với hydroxy acid cacboxylic hoặc glucose Hợp chất acid hydroxybenzoic có mặt chủ yếu ở các hình thức glucosides

Acid phenolic là chất chuyển hóa thực vật.Hợp chất phenolic rất cần thiết cho

sự tăng trưởng và sinh sản của thực vất,và được sản xuất như một phản ứng bảo vệ thực vật ‘’bị thương’’ chống lại tác nhân gây bệnh.Gần đây các nhà khoa học quan tâm đến acid phenolic bắt nguồn từ vai trò bảo vệ tiềm năng của nó,thông qua uống nước ép trái cây và rau quả tươi,chống lại các bệnh gây ra bởi tác nhân oxy hóa như

:bệnh tim mạch vành ,đột quỵ,và ung thư axit hydroxycinnamic.(4)

1.1 Acid caffeic

Axit Caffeic là một hợp chất hữu cơ được phân loại như một acid

hydroxycinnamic Chất rắn màu vàng này bao gồm cả hai nhóm chức phenolic và acrylic Nó được tìm thấy trong tất cả các nhà máy vì nó là một trung gian quan trọng trong sinh tổng hợp của lignin, một trong những thành phần chủ yếu của nhà máy sinh khối và dư lượng của nó (5,6)

Axit Caffeic (CA) (Hình 1) là một axit hydroxycinnamic tự nhiên (HCA) được sản xuất bởi nhiều loài thực vật như là một chất chuyển hóa thứ cấp của con đường shikimate Giống như các HCA khác, CA thể hiện khung phenylpropanoids (C6-C3)

4

với một vòng thơm 3,4-dihydroxyl hóa kết nối với một phần tử axit carboxylic bằng một sợi dây chuyển etylen CA là một trong những HCA phổ biến nhất, chiếm từ 75 đến 100% tổng hàm lượng HCA trong hoa quả , đặc biệt là trong quả mọng Các loại thức ăn khác bao gồm một số loại rau (ví dụ, khoai tây, cà rốt và atisô) và cà phê Axit chlorogenic là một hợp chất tự nhiên là este của CA và axit quinic có thể cũng được tìm thấy với số lượng lớn trong trái cây, rau, cà phê và thuốc lá Trong dạng tự

do của nó, CA được hấp thụ trong đường tiêu hóa (GIT) thông qua vận chuyển axit monocarboxylic và, ở mức độ thấp hơn, thông qua dòng chảy xuyên qua da Sau khi hấp thu, CA tiến hành chuyển đổi trao đổi chất rộng rãi trong GIT, gan và thận

.(review)

1.2:Công thức cấu tạo tên gọi (c,d)

Danh pháp: : 3-(3,4-Dihydroxyhenyl)-2-propenoic acid

- 3,4-dihydroxy-cinnamicaxit trans -Caffeate

3,4-Dihydroxy- xuyên -cinnamate

( E ) -3- (3,4-dihydroxyphenyl) -2 propenoic acid 3,4-Dihydroxybenzeneacrylicacid

3- (3,4-Dihydroxyphenyl) axit -2-propenoic

- Tên thông thường: Acid caffeic

Ảnh 3D của acid caffeic

x Dẫn xuất của CA là chất ổn định có giá trị trong các công thức mỹ phẩm và thực phẩm

và sự tái sinh của giảm các dạng chất chống oxy hoá nội sinh Ngoài ra, một số hoạt động sinh học khác có ảnh hưởng đến sức khoẻ con người đã được báo cáo cho CA,

đó là phòng ngừa bệnh tim mạch, điều trị ung thư và hóa trị liệu, các hoạt động chống

vi trùng và anti-osteoclast Do tính linh hoạt hóa học cao và khả năng điều chỉnh của

nó, axit phenolic tự nhiên này đã được sử dụng rộng rãi như là một khuôn mẫu cho sự phát triển của các thực thể hóa học mới được áp dụng, ví dụ, cho các bệnh viêm, chống ung thư và kháng vi-rút Ở đây, chúng tôi xem xét các tiến bộ gần đây trong các báo cáo bằng sáng chế (2009 - 2013) liên quan đến CA và các dẫn xuất của nó và các ứng dụng điều trị của nó

& Jaussan, 1991).(9,10)

Axit Caffeic đã được xác định trong cây trồng sử dụng cho mục đích y học, bao gồm Davalla mariesii Moore (Davalliaceae), một cây dương xỉ được sử dụng trong y học dân gian Hàn Quốc để điều trị bệnh cảm lạnh thông thường, đau dây thần kinh và ung thư dạ dày và ở Trung Quốc như một loại thuốc cổ truyền để điều trị chứng lumbago , thấp khớp, đau răng và ù tai (Cui và cộng sự, 1990); rễ của Carissa

spinarum L (Apocyaceae), một loại cây bụi rậm rạp thường được sử dụng làm thuốc tẩy và điều trị bệnh thấp khớp (Raina et al., 1971); hoa của Ixora javanica, cũng được

sử dụng trong y học dân gian, như là một tác nhân kháng khuẩn, thuốc an thần dạ dày, chất sát trùng đường ruột (Nair & Panikkar, 1990);

- Trong thực phẩm:

Axit caffeic cũng được nấu chảy để đưa vào nước quả ép và rượu vang làm đồ uống

x Ứng dụng

- Sản xuất thuốc diệt nấm

- Sản xuất thuốc ức chế ung thư

- Làm thuốc kháng viêm và miễn dịch

8

II:NGUỒN GỐC

Acid cafeic có thể tìm thấy trong vỏ cây bạch đàn eucalyptus.Nó cũng có thể được tìm thấy trong cây dương xỉ nước ngọt salvinia molesta hoặc trong nấm linteus phellinus

Acid caffeic được tìm thấy ở mức độ khiêm tốn trong café ,với liều 0,03mg/100 ml.Đây là một trong những phenol tự nhiên chính trong dầu argan

Nó được tìm thấy ở mức cao trong một số loại thảo mộc,đặc biệt là húng tây,cây xô thôm và bạc hà(khoảng 20mg mỗi 100g) ,ở mức cao trong các laoij gia vị ,đặc biệt là ceylon quế và hồi sao(khoảng 22mg mỗi 100g) được tìm thấy mức khá cao trong hạt hướng dương(8mg/100g)

Nó cũng dược tìm thấy trong lúa mạch ngũ cốc và trong lúa mạch đen hạt

2.1: Cách cô lập và chiết xuất (1)

Ví dụ một bài nghiên cứu “cô lập các cấu tử chính trong tinh dầu lá trầu Thành phần hóa học trong lá trầu không trong lá , thân ,rể ,hoa

Tác dụng dược lý của cây trầu

Trầu có vị nồng,lá trầu chứa một số hợp chất của phenol ,có tác dụng sát khuẩn mạnh.Vì vậy,nó thường được dùng ngoài để chửa các bệnh nhiễm khuẩn như: nấm kẻ chân,vết thương nhiễm trùng có mủ sưng đau….trong dân gian ,lá trầu thường được

sử dụng để trị bệnh như chữa các vết lở loét ,mụn nhọt,vết chàm của trẻ em mới đẻ Trầu có tác dụng sát trùng,tiêu độc,kính thích tiêu hóa và thần kinh

Hình: cây lá trầu không

Lá trầu không :

Hợp chất hữu cơ: Lá trầu không chứa 0,8-1,8% tinh dầu ,có khi đến 2,4% Trong lá có chứa sesquiterpen(cadinen,caryophilen),hợp chất phenol như : cavicol ,cavibeltol,alilpirocatecol, Các amino acid như: acid aspartic ,acid glutamic,phenilalanin…các loại đường : glucoz ,fuctoz,maltol.Các loại hydrocacbon: acid strearic,cavicol,…

Thân cây lá trầu không: trong thân cây trầu có chứa acid ursonic,acid acetyl ursonic và trierpen.Nhưng thành phần chủ yếu vẫn là piperin

3-B-Rể cây trầu không: trong rể cây trầu không người ta tìm thấy sitosterol palmitat.đòng thời người ta cũng tìm thấy diosgenin Người ta cũng chứng minh trong rể trầu có chứa chất có tính kháng khuẩn và tiêu viêm mạnh.,có tác dụng lợi tiểu rõ rệt.Phụ nữ có thai không nên dùng.Dân ta còn dùng rể gốc của cây trầu không phới hợp với các vị thuốc khác để chữa bệnh phong thấp,nhức mỏi,đau bụng,đầy hơi và nấc cục

dduocjwB-Hoa cây trầu không: Thành phần của hỏa rất đa dạng ,nhưng chủ yếu gồm bảy hợp chất phenol: sofrol ,flavon, hidroxicavicol, eugenol, metileugenol, isoeugenol, quercetin Trong đó sfrol là thành phần chủ yếu

2.2 Phương pháp trích ly tinh dầu lá trầu

a: Phương pháp lôi cuốn hơi nược cổ điển:

10

cắt nhỏ 300g nguyên liệu và 900ml nước vào bình cầu 2000ml.đun sôi chưng

cất hơi nước trong thời gian 6h.Tinh dầu được trích ra theo sơ đồ

Sơ đồ 1 Trích ly tinh dầu bằng phương pháp cổ điển

Hàm lượng tinh dầu lá trầu được trích ra trong thời gian 6h là 0,25%

b: Phương pháp trích ly dầu dưới sự hỗ trợ vi sóng

Sử dụng 100g nguyên liệu ,cắt nhỏ cho vào bình cầu 1000ml.chiếu xạ ở công suất 600w trong thời gian 10p

Sơ đồ 2: trích ly tinh dầu có sự hỗ trợ vi sóng

Kết quả: hàm lượng tinh dầu ra chiếm khoản 0.412%

2.3: Thành phần hóa học của tinh dầu lá trầu

Tinh dầu sản phẩm được phân tích bằng phổ (IR) để nhận dạng sơ bộ các nhóm chức có trong tinh dầu

12

Kết quả GC-MS cho thấy : ở mỗi phương pháp trích ly tinh dầu khác nhau sẽ cho ta tinh dầu snr phẩm với thành phần hóa học khác nhau.Trong phương pháp lôi cuốn hơi nước cổ điển 2-metoxi-4-(1-propenil)phenol là cấu tử chính của tinh dầu đã được cô lập và nhận dạng,trong đó ở phương pháp chưng cất có sự hỗ trợ vi sóng thì 4-ali-1,2-diacetoxibenzen là cấu phần chính và chiếm một lượng rất đáng kể Mặc khác,do phương pháp GC-MS không phân biệt được các đồng phân vị trí của nhau dẫn đến kết quả thiếu chính xác

a:Cô lập các cấu tử chính trong tinh dầu lá trầu trích ly bằng Phương pháp lôi cuốn hơi nước cổ điển

kiềm hóa tinh dầu trầu

Cho 4ml tinh dầu Trầu và 15ml NaOH 10% vào erlen 50ml ,khuấy từ trong 2 giờ (ở điều kiện lạnh),trích ly bằng diethyl eter để loại phần phi phenol ta thu được phenolat.Sau đó acid hóa dịch phenolat bằng HCl 0.5N ,dung dịch đục dần đến khi nhỏ giọt cuối cùng không có hiện tượng đổi màu (pH=5) Khuấy tiếp 1 giờ (ở điều kiện lạnh) rồi ly tríc bằng diethyl eter ,làm khan bằng Na2SO4,cô quay ta thu được hợp chất phenol

Sơ đồ 3:

Tiến hành sắc ký cột với dung môi giải ly là toluen ,thu dung dịch phenol thành nhiều phân đoạn khác nhau Bằng phương pháp sắc ký bản mỏng để xác định các phân đoạn chứa chất hữu cơ tinh chất giống nhau.Trộn chung,cô quay ,đuổi dung môi thu chất cô lập

14

Kết quả: Sau khi định tính cô lập bằng phương pháp sắc ký bản mỏng ,dùng

các phương pháp hóa lý như phổ hồng ngoại ,sắc ký khí ghép khối phổ để nhận dạng chất cô lập được

Cho 4ml tinh dầu trầu vào cột sắt ký Tiến hành sắc ký cột với dung môi giải ly

là toluen ,ta thu được nhiều phân đoạn khác nhau,sử dụng phương pháp sắc ký bản mỏng để xác định phân đoạn chứa chất cần cô lập.Trong giai đoạn này ta không thu được cấu tử chính mà chỉ thu được phân đoạn gồm 3 chất Pd3 trộn chung ,cô quay Pd3

Sơ đồ 4:

Dùng các phương pháp hóa lý như phổ hồng ngoại (IR) ,khối phổ (MS) ,phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) để nhận dạng chất cô lập

Bảng: kết quả nhận danh các nhóm chức trong chất cô lập Pd3

Với các mảnh ion trên ,ta thấy đây là một đồng phân của dihidroxibenzen Vì GC-MS không phân biệt được đồng phân vị trí của nhau.Đề nhận danh đúng chất cô lập đã sử dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR để loại bớt một

4-alil-1,2-số đồng phân,sau đó chúng tôi dùng phương pháp so sánh giữa kết quả sai 4-alil-1,2-số ít nhất thì nó có thể là công thức cấu tạo dúng của chất cô lập

16

III CÁC ĐẶT TRƯNG CỦA PHỔ

+ peaks cao thứ hai: m/z=134

+ peaks cao thứ ba: m/z=135

Kĩ thuật này có nhiều ứng dụng:

x Xác định các hợp chất chưa biết bằng cách dựa vào khối lượng của phân

tử hợp chất hay từng phần tách riêng của nó

x Xác định kết cấu chất đồng vị của các thành phần trong hợp chất

x Xác định cấu trúc của một hợp chất bằng cách quan sát từng phần tách riêng của nó

x Định lượng lượng hợp chất trong một mẫu dùng các phương pháp khác (phương pháp phổ khối vốn không phải là định lượng)

x Nghiên cứu cơ sở của hóa học ion thể khí (ngành hóa học về ion và chất trung tính trong chân không)

Hình 2.5

x Xác định các thuộc tính vật lí, hóa học hay ngay cả sinh học của hợp chất với nhiều hướng tiếp cận khác nhau

3.3 Phổ hồng ngoại (IR) và tử ngoại (UV)

3.3.1 Phổ hồng ngoại (IR)

- Peaks nhóm OH tự do Peaks có bước sóng là 3400 cm-1

- Peaks có bước sóng nẳm ở khoảng 1650 cm-1 là của nhóm –CH=CH-

- Peaks có bước sóng nằm ở khoảng 680 cm-1 là của nhóm C=O trong

nhóm carboxylic.[b]

3.3.2 phổ tử ngoại (UV)

Hình 2.6

IV: TỔNG HỢP

4.1 : Sinh tổng hợp các cấu tử chính trong tinh dầu lá trầu

Con đường sinh tổng hợp Alildiacetoxibenzene (1)

Hợp chất alildiacetoxibenzen có bộ khung cơ bản được hình thành từ tiền chất là phenylalanin và các chất tương tự như Tyrosin,dẫn xuất từ acid shikimic và acid prephenic

L-Phennilaanin bị khử một phân tử NH3 tạo ra acid cinamic Chất xúc tác đặc biệt cho phản ứng này là enzyme L- Phenylalanin amonia liase (PAL) Sau đó dưới tác dụng của enzyme Cianmat-4-hydroxilase ,acid cinamic sẽ tạo thành acid p-caumaric.Nếu từ tyrosin,dưới tác dụng của chất xúc tác đặc hiệu L-Tyrosin amonia liase(TAL) sẽ tạo thành acid coumaric

Phần cuối của quá trình tổng hợp từ acid cinamic hoặc acid p-coumaric chuyển thành các hợp chất phenylpropan vẫn chưa rõ ràng Acid caffeic tạo thành có thể do những enzyme đa chức năng ,peroxid hay phenolase hoặc enzyme peroxidase Sự khử acid caffeic thành các hợp chất alcol ,rồi chuyển thành alildihydroxibenzen vf alildiacetoxibenzen được tiến hành nhờ các enzyme oxy hóa khử,NAD và NADH trong tế bào

22

4.2: Bán tổng hợp.(7,8)

Từ acid caffeic có thể tổng hợp nhiều chất có hoạt tính sinh học cao:Hoạt động

chống đông và chống viêm

Sơ đồ đại diện của tổng hợp cho obtention của trimmer sulfate và hydroxylated

và tetramer oligomers axit caffeic Phản ứng tổng thể tạo ra hỗn hợp của các

oligomers khác nhau với các chuỗi lớn hơn (lên đến 20 đơn vị monome)

24

Axit Caffeic ức chế lipoxygenase một cách hiệu quả và do đó ức chế sự sinh

tổng hợp của leukotrienes, có liên quan đến miễn dịch và nhiều bệnh, bao gồm các

bệnh về hen, viêm và dị ứng Nó ngăn sự tập hợp tiểu cầu bằng cách ức chế sự sản

sinh thromboxane A2, có thể gây co thắt phế quản (Koshiharaet al., 1984, Murota &

Koshihara, 1985) Axit Caffeic đã được sử dụng rộng rãi như một chất ức chế dược lý

trong nhiều hệ cơ quan và tế bào, và Sugiura et al (1989) đã chỉ ra rằng axit caffeic và

một số dẫn xuất của nó (ở lCso 10-8-10-7M) đặc biệt ức chế 5-lipoxygenase Axit

Caffeic (ở 10-4M (0,2 gD) đã ức chế sự phát triển của các tế bào tạo máu ác tính của

người, được đo bằng sự kết hợp 3H-thymidine (Snyder và cộng sự, 1989), với nồng

độ 17,5 MM (3,2 mg) sự khác biệt của các tế bào HL-60 đến sự phát triển của granulocyes (Miler et a., 1990) bằng cách ảnh hưởng đến sự hình thành leukotriene.Các tế bào tiền thân T-Iymphocye c10ning cũng bị ức chế trong ống nghiệm bằng acid caffeic và được khôi phục bởi leukotriene B4, cho thấy một vai trò điều chỉnh chất chuyển hóa axit arachidonic (Miler et aL., 1989) Một số nhà nghiên cứu đã chứng minh rằng axit caffeic ở 10-4M ức chế lipid peroxidation gây ra bởi anion superoxide và sự hình thành các gốc hydroxyl in vitro (Iwahashi và cộng sự,

1990, Toda và cộng sự, 1991 Zhou & Zheng, 1991) (9)

Hầu hết các nghiên cứu đều cho thấy acid caffeic có thể làm chậm hoặc đảo ngược chứng viêm Nó cũng được chứng minh là an toàn, ngay cả khi sử dụng liều lượng tương đối lớn