›
›

Bài giảng Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Phạm Thế Chính

pdf 124 trang cucquyet12 8670
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Phạm Thế Chính", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_hoa_hoc_cac_hop_chat_thien_nhien_pham_the_chinh.pdf

Nội dung text: Bài giảng Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Phạm Thế Chính

  1. BÀI GIẢNG HÓA HỌC CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN Đối tượng: CN Hóa học GVGD: ThS. Phạm Thế Chính
  2. NỘI DUNG Chương 1: Phương pháp nghiên cứu Chương 2: Cacbohidrat Chương 3: Protein và axit nucleic Chương 4: Lipit Chương 5: Enzeim và hoocmon Chương 6: Vitamin Chương 7: Tecpenoit Chương 8: Steorit Chương 9: Flavonoit Chương 10: Ancaloit
  3. CHƯƠNG 1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.1 Lịch sử và đối tượng nghiên cứu 1.2 Phân loại các hợp chất thiên nhiên 1.3 Sinh tổng hợp các hợp chất thiên nhiên 1.4 Qui trình nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên
  4. 1.1 Lịch sử và đối tượng nghiên cứu - Hóa học các hợp chất thiên nhiên hình thành từ cuối thế kỷ XIX - Đối tượng nghiên cứu các lớp chất hóa học của sinh vật Phân lập, nhận dạng, định đặc điểm Xác định cấu trúc -Nhiệm vụ Tổng hợp các hợp chất phân tử nhỏ Nghiên cứu hoạt tính sinh học
  5. Nghiên cứu chuyên sâu Xuất phát Phân lập, nhận dạng, định đặc điểm Xác định cấu trúc -Nhiệm vụ Tổng hợp các hợp chất phân tử nhỏ Nghiên cứu hoạt tính sinh học
  6. 1.2 Phân loại các hợp chất thiên nhiên Hợp chất sơ cấp Phân loại Hợp chất thứ cấp
  7. Cacbohidrat ProteinProtein Hợp chất sơ cấp AxitAxit NucleicNucleic LipitLipit
  8. Tecpenoit ProteinSteorit Hợp chất thứ cấp AxitFlavonoit Nucleic AnkaloitLipit
  9. 1.3 Sinh tổng hợp các hợp chất thiên nhiên CO + H O 3- 2 2 axit PO4 Tanin nucleic quang hîp Cacbohi®rat COOH COOH phenylpropan CH2 HO OH O COOH amino OH OH shikimic chorismic axit th¬m CH3COCOOH axit pyrovic N2 chu tr×nh axit citric amino axit CH3COOH OH protien axetic polipeptit CH C CH COOH 3 2 ancanoit CH2CH2OH tecpen axit Mevalonic axit bĐo steroit polyketides Purines
  10. 1.4 Qui trình nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên
  11. CHƯƠNG 2 CACBOHIDRAT 2.1 Đại cương về cacbohidrat 2.2 Monosaccarit 2.3 Oligosaccarit 2.4 Polysaccarit
  12. 2.1 Đại cương về cacbohidrat Khái niệm: Cacbohidrat hay còn gọi là saccarit, gluxit, là các hợp chất hữu cơ không màu, ít nhiều có vị ngọt, dễ tan trong nước, dễ kết tinh, được tìm thấy trong thực vật, động vật, đa số có công thức chung Cn(H2O)m. Ngoài ra theo nghĩa rộng cacbohidrat có cả N, S và không phải đều có vị ngọt. Tên gọi các đường riêng biệt kết thúc bằng đuôi ozơ (ose)
  13. Phân loại: dựa theo thành phần và tính chất của cacbohidrat Cacbohidrat đơn giản hay monoscarit (không thể thủy phân được). Cacbohidrat VD: glucozơ, ribozơ, fructozơ Oligosaccarit tạo nên từ 2 -10 phân tử monosaccarit. Cacbohidrat phức VD: Saccarozơ, lactozơ . tạp khi thủy phân hoàn toàn cho các Polysaccarit (glycan) tạo nên monosaccarit. từ lớn hơn 10 đến hàng vạn monosacarit: tinh bột, xenlulozơ, glycogen
  14. -Chức năng: + Làm nhiên liệu cung cấp tới 60% năng lượng cho cơ thể sống. + Làm khung cấu trúc và vỏ bảo vệ, thường có mặt ở các vách tế bào vi khuẩn và thực vật cũng như ở mô nối và vỏ bảo vệ động vật. + Liên kết với protein và lipit màng, đóng vai trò làm phương tiện vận chuyển tín hiệu giữa các tế bào.
  15. 2.2 Monosaccarit 2.2.1 Phân loại -Định nghĩa: Monosaccarit là hợp chất polyhidroxicacbonyl, phân tử có nhiều nhóm –OH ở các nguyên tử cacbon kề nhau. VD: glucozơ, fructozơ, ribozơ CH2 CH CH CH CH CHO CH2 CH CH CH C CH2OH OH OH OH OH OH OH OH OH OH O CH2 CH CH CH CHO OH OH OH OH
  16. -Phân loại Monosaccarit -Dựa theo nhóm C=O: - Dựa theo số nguyên tử C: + C=O là andehit: andozơ + 2C (biozơ), 2C (triozơ), + C=O là xeton: Xetozơ 4C (tetrozơ) 5C (pentozơ), 6C (hexozơ), 7C (heptozơ) CH CH CH CH C CH OH CH2 CH CH CH CH CHO - Andozơ 2 2 OH OH OH OH OH OH OH OH OH O - Xetozơ
  17. 2.2.2 Cấu hình của monosaccarit a, Công thức Fisher Qui định cách viết công thức hình chiếu fisher của các monosaccarit: - Nhóm có nguyên tử cacbon số oxi hóa cao nằm trên đỉnh của trục thẳng đứng (bắc-nam) (vị trí số 1). - Nguyên tử cacbon bất đối (C*) không viết ra mà chính là giao điểm của các trục thẳng đứng và nằm ngang. - Các nguyên tử H và nhóm OH nằm ở các trục ngang (trục đông-tây) (nguyên tử H có thể không viết ra).
  18. VD: Biểu diễn phân tử glucozơ bằng công thức chiếu Fisher Nhóm nguyên tử cacbon có số oxi hóa cao Nguyên tử cacbon bất đối C*
  19. b, Cấu hình tương đối D,L - Để xác định cấu hình tương đối D,L của các monosaccarit người ta xét cấu hình của nguyên tử cacbon chiral (C*) nằm xa nhóm cacbonyl nhất (C4 ở pentozơ, C5 ở hexozơ). Sau đó so sánh với cấu hình của C* trong phân tử glyxerandehit. + Có cấu hình D khi OH nằm ở bên phải của công thức chiếu Fisher. + Có cấu hình L khi OH nằm ở bên trái của công thức chiếu Fisher. - Đồng phân D và L là một cặp đối quang, nên đồng phân D là ảnh của đồng phân L qua gương và ngược lại. - Đồng phân epimer là các monosaccarit chỉ khác nhau về cấu hình của nguyên tử cacbon số 2 (C2)
  20. Ví dụ về cấu hình tương đối D,L của monosaccarit Nguyên tử C* xa nhóm CHO nhất D, L- ảnh vật qua gương -OH bên trái -OH bên phải
  21. Ví dụ về các cặp đồng phân epimer của các pentozơ Cấu hình của C2 khác nhau Cặp đồng phân epimer
  22. Các cặp epimer của hexozơ Cặp đồng phân epimer
  23. - Cấu hình tuyệt đối R,S của monosaccarit được xác định theo hệ thống danh pháp của Can, Ingol và Preloc, nghĩa là độ phân cấp của các nhóm thế. CHO HO H HO H H OH H OH CH2OH (2S, 3S, 4R, 5R)- Mannose
  24. 2.2.3 Cấu trúc vòng của monosaccarit - Monosaccarit không tham gia được hết các phản ứng đặc trưng cho nhóm cacbonyl. Điều này đã được Tollens giải thích dựa trên phản ứng của nhóm cacbonyl với nhóm hidroxy trong môi trường axit tạo ra hemiaxetal (I) và axetal (II). + H R'OH (H ) R'OH (H+) H RCHO R C OH R C OR' OR' OR' (I) (II) - Khi tạo vòng, nguyên tử C ở nhóm cacbonyl trở thành nguyên tử cacbon bất đối C * , nó được gọi là nguyên tử C anome.
  25. a, Công thức Tollens - Công thức Tollens biểu diễn các phân tử monosaccarit dưới dạng hình chữ nhật: + Một cạnh chiều dài là công thức Fisher của monosaccarit. + Cạnh chiều dài còn lại có trung điểm là nguyên tử oxi tham gia liên kết hemiaxetan. + Hai cạnh chiều rộng là cách biểu diễn liên kết bình thường. - Trong trường hợp andohexozơ, sự kết hợp của OH ở C5 tạo ra vòng 6 cạnh có tên là pyranozơ, OH ở C4 cho vòng 5 cạnh gọi là furanozơ.
  26. - C1 (andozơ), C2 (xetozơ) gọi là C-anome nên HO-C1 (C2) gọi là OH-anome. - Với dãy đồng phân D: + OH-anome nằm bên phải của công thức gọi là đồng phân α + OH-anome nằm bên trái của công thức gọi là đồng phân β 1 1 H OH HO 1 H HO H 2 H 2 OH H 2 OH H OH O 3 3 O 3 O HO H HO H HO H 4 4 4 H OH H OH 5 5 5 H OH 6 6 6CH OH CH2OH CH2OH 2 α-D-glucopyranozơ β-D-glucopyranozơ β-D-glucofuranozơ
  27. - Với dãy đồng phân L: là ảnh qua gương của dãy D. 1 2 2 1 HOCH2 OH HO HOCH2 3 3 HO H H OH 4 O O 4 H OH HO H 6 5 5 6 HOCH2 H H HOCH2 α-D-fructofuranozơ α-L-fructofuranozơ 2 1 1 2 HO CH2OH CH2OH OH 3 3 HO H H OH 4 O O 4 H OH HO H 6 5 5 6 HOCH2 H H HOCH2 β-D-fructofuranozơ β-L-fructofuranozơ D, L- ảnh vật qua gương
  28. b, Công thức Haworth - Công thức Haworth biểu diễn cấu hình của monosaccarit rõ ràng hơn, được biểu thị bằng một hình 6 (pyranozơ) cạnh hoặc 5 (furanozơ) cạnh, nằm trên một mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng giấy với 1 nguyên tử oxi nằm ở phía sau. O O Furan Pyran
  29. - Dãy đồng phân D: nhóm –CH2OH nằm ở phía trên mặt phẳng vòng: + Đồng phân α khi OH-anome nằm ở phía dưới mặt phẳng vòng (-CH2OH và OH-anome ngược chiều nhau). + Đồng phân β khi OH-anome nằm ở phía trên mặt phẳng vòng (-CH2OH và OH-anome cùng chiều). - Dãy đồng phân L: là hình ảnh qua gương của dãy D. CH2OH H O O H OH OH H H CH2OH H OH OH OH H H H OH H OH OH H β-D-glucopyranozơ β-L-glucopyranozơ
  30. α-D-xilofuranozơ D-Xilozơ β-D-xilofuranozơ Quá trình hình thành vòng của đường 5
  31. D-glucozơ β-D-glucopyranozơ α-D-glucopyranozơ Quá trình hình thành vòng của đường 5
  32. - Để có đồng phân L ta chiếu D qua gương, đơn giản nhất là chiếu theo phương của trục z CH OH 2 CH OH O 2 O H H OH H H OH OH OH H H OH OH OH H H OH z H H β-D-glucopyranozơ β-D-mannopyranozơ y Gương x H H O O OH H OH H CH2OH CH2OH H OH H OH H H H OH OH H OH OH β-L-glucopyranozơ β-L-mannopyranozơ
  33. * Mối quan hệ giữa các công thức biểu diễn monosaccarit 1 1 2 2 HOCH2 OH HO CH2OH 3 HO H HO 3 H Công thức Tollens O O 4 4 H OH H OH 6 5 6 5 HOCH2 H HOCH2 H α-D-fructofuranozơ β-D-fructofuranozơ 1 CH2OH 2 O 3 HO H 4 Công thức Fisher H OH 5 H OH 6 CH2OH D-fructozơ 6 1 6 CH2OH CH2OH O CH2OH O OH 5 2 Công thức Haworth 5 2 H OH H OH H OH 1 H CH2OH 4 3 4 3 OH H OH H α-D-fructofuranozơ β-D-fructofuranozơ
  34. c, Công thức Reeves - Công thức Reeves mô tả trạng thái thực của phân tử, các pyranozơ được biểu diễn ở dạng ghế bền. β-D-galactopyranozơ Haworth Reeves
  35. - Thực tế đa phần các monosaccarit tồn tại trong thực tế ở dạng công thức Reeves, kể cả các đường 5C. β-D-ribopyranozơ (56%) β-D-ribopyranozơ (18%) α-D-ribopyranozơ (20%) D-ribozơ α-D-ribopyranozơ (6%) <1%
  36. 2.2.4 Tính chất hóa học của monosaccarit a, Phản ứng của nhóm cacbonyl - Trong dung dịch kiềm các xetozơ dễ dàng chuyển hóa thành andozơ, nên cả andozơ và xetozơ đều có phản ứng với thuốc thử Fellinh và Tollens 1 CH2OH CHOH CHO CHO 2 O C OH HO H H OH 3 HO H OH- HO H OH- HO H HO H 4 + H OH H OH H OH H OH 5 H OH H OH H OH H OH 6 CH2OH CH2OH CH2OH CH2OH D-Fructoz¬ D¹ng endiol D-Mannoz¬ D-Glucoz¬
  37. -Phản ứng oxi hóa: + Các andozơ có phản ứng với Br2/H2O, đây là phản ứng dùng phân biệt andozơ và xetozơ. Br2, H2O HOCH2[CHOH]4CHO HOCH2[CHOH]4COOH + Các monozơ khi bị oxi hóa bởi HIO4 tạo ra sản phẩm là các andehit và axit cacboxylic tương ứng khi cắt liên kết 1,2-diol HIO4 R CH CH R' RCHO + R'CHO OH OH + 5HIO4 HOCH2 CH CH CH CH CHO 5HCOOH + HCHO OH OH OH OH
  38. -Phản ứng khử CHO CHO CH2OH CH2OH H OH H OH HO H HO H HO H HO H Na-Hg HO H HO H NaBH4 H OH H OH H OH + H OH H+ H H OH H OH H OH H OH CH OH CH2OH CH2OH CH2OH 2 ¬ D-Glucoz¬ D-Sobitol D-Mannitol D-Mannoz H2 H2 Ni Ni CH2OH O HO H H OH H OH CH2OH D-Fructoz¬
  39. -Phản ứng osazon CHO CHO H OH HO H HO H HO H H OH H OH + H OH 3 C H 2 H OH C 6 H N H 5 N NH H 5 CH2OH 3 C 6H CH OH O N 3 C OH 2 ¬ O H + O D-Glucoz H 2 3C D-Mannoz¬ CH CH=NNHC6H5 CH2OH C NNHC6H5 O HO H HO H +3 C6H5NHNH2 H OH H OH (Osazon) CH3COOH H OH H OH CH2OH CH2OH
  40. b, Phản ứng của nhóm hydroxyl - Phản ứng với Cu(OH)2 H HOCH2 O HO H H HO H OH H OH Cu(OH)2 H 6 4 OH H HOCH O 1 3 H 2 5 HO O 2 O H H 2 H Cu H 1 H H 5 O 4 O 3 OH H O 6CH2OH H OH H
  41. - Phản ứng tạo ete CH2OH O H H OCH3 CH2OH OH OH H CH3 OH H an) O (kh Cl H H OH H H OH OH H OH H (C H 3 O ) C S H O CH OCH H OH 2 , 2 3 3 I, N N aO aO H O H H H OCH3 OCH3 H CH3O H H OCH3
  42. - Phản ứng tạo este CH2OH CH2OCOCH3 O O H OH H OCOCH3 H (CH3CO)2O H OH H OCOCH H OH H 3 H CH3COO H OH H OCOCH3 CH2OH O CH2OH CH3COOCH2 O CH2OCOCH3 (CH3CO)2O H OH CH3COO H OH H H OCOCH3 OH H OCOCH3 H
  43. - Phản ứng tạo axetal và xetal vòng CH2OH CH2OH O O CH3 C CH3 H H H H H O H OH H HCl (khan) OH H OH OH OH O H OH H O C CH3 CH3 CH2OH CH3 O CH2 CHOH O OH CH3 C CH3 C CH O 3 O CH O H H OH H H HCl (khan) H H O H CH OH H 3 O C OH CH3
  44. 2.3 Oligosaccarit - Oligosaccarit là những cacbohydrat mà khi thủy phân hoàn toàn cho từ 2 đến 10 monosaccarit. - Oligosaccarit hay gặp nhất là các disaccarit và trisaccarit. 2.3.1 Disaccarit - Disaccarit là cacbohidrat được tạo ra từ 2 monosaccarit nghĩa là khi thủy phân hoàn toàn 1 phân tử disaccarit sẽ thu được 2 phân tử monosaccarit. - Các disaccarit thi nhiên quan trọng là: saccarozơ, mantozơ, lactozơ và xenlobizơ
  45. - Hai phân tử monosaccarit được liên kết với nhau theo hai cách: + Nhóm OH hemiaxetal của mỗi monosaccarit liên kết với nhau tạo ra disaccarit không khử. + Nhóm OH hemiaxetal của monosaccarit này kết hợp với 1 nhóm OH khác của monosaccarit còn lại tạo ra disaccarit khử. a, Saccarozơ - Là thành phần chính của cây mía (14-26%), thốt nốt, củ cải đường (16-20%) Còn được gọi với những tên khác: đường mía, đường kính, đường phèn, đường củ cải
  46. - Có công thức phân tử: C12H22O11, tên hóa học là: 2-O-α-D- glucopyranozyl-β-D-fructofuranozit hay α-D-glucopyranozyl- (1→2)-β-D-fructofuranozit. 6 CH2OH 1 5 O H H CH2OH O H H 4 1 2 5 OH H H OH 6 OH O 2 CH2OH 3 3 4 H OH OH H - Khi thủy phân saccarozơ trong dung dịch axit loãng hoặc enzim thu được một lượng bằng nhau D-(+)-glucozơ và D-(-)-fructozơ. Sự thủy phân này gây ra sự đổi dấu quay cực từ (+) sang (-), vì vậy quá trình này còn gọi là quá trình nghịch đảo đường, hỗn hợp trên được gọi là đường nghịch đảo.
  47. b, Lactozơ - Lactozơ hay còn gọi là đường sữa có vị ngọt kém hơn saccarozơ, có vai trò quan trọng trong dinh dưỡng của trẻ em. Trong sữa người có từ 6-7% lactozơ, sữa bò chỉ có 4-5% lactozơ. - Có CTPT: C12H22O11, tên hóa học: 4-O-β-D- galactopyranozyl-α-D-glucopyranozơ hay β-D- galactopyranozyl-(1→4)-α-D-glucopyranozơ 6 CH2OH 6 CH OH 5 O 2 OH 5 O H H H 4 1 H OH H O 4 1 H H 2 OH H 3 OH H OH 3 2 H OH
  48. 2.3.2 Trisaccarit - Trisaccarit là olisaccarit có chứa 3 gốc monosaccarit. Trisaccarit phổ biến nhất và biết rõ hơn cả là rafinozơ, có tên hóa học: α-D-galactopyranozyl-(1→6)-α-D-glucopyranozyl- (1→2)-β-D-fructopyranozit 6 CH2O H 5 O O H H H 4 1 O H H H 2 3 O H O H 6 CH2 1 5 O H H CH2O H O H H 4 1 2 5 O H H H O H 6 O H O CH2O H 3 2 3 4 H O H O H H
  49. 2.4 Polysaccarit - Polysaccarit là những polyme thiên nhiên, được cấu tạo từ hàng trăm, hàng nghìn mắt xích là các monosaccarit, liên kết chặt chẽ với nhau qua liên kết glucozit. - Polysaccarit được tạo thành từ một loại monosaccarit được gọi là homopolysaccarit, đại diện cho nhóm này là: tinh bột, glycogen, xenlulozơ. - Polysaccarit được tạo thành từ hai loại monosaccarit trở lên được gọi là heteropolysaccarit, hay gặp nhất trong thiên nhiên là: pectin, aga, hemixenlulozơ
  50. 2.4.1 Tinh bột - Tinh bột là một loại polysaccarit rất phổ biến trong thiên nhiên. Là thức ăn quan trọng của cả người và động vật. - Tinh bột được dự trữ trong các mô thực vật dưới dạng các loại hạt, củ quả (gạo, mỳ, ngô, khoai , sắn, chuối, ngô ), tập chung chủ yếu trong các loại ngũ cốc, gạo chứa 78-80% tinh bột, khoai tây có khoảng 16-19% tinh bột, mỳ khoảng 65- 70% - Hàm lượng tinh bột phụ thuộc loài, giống, thời vụ, địa lý và thổ những khác nhau.
  51. - Về mặt hóa học tinh bột là polyme sinh học được tạo thành từ các monome là α-D-glycopyranozơ liên kết với nhau qua liên kết 1,4 và 1,6-glucozit. Được chia làm 2 loại: + Amylozơ được tạo thành từ các monome là α-D- glycopyranozơ liên kết với nhau qua liên kết 1,4 –glucozit. CH2OH CH2OH O O H H H H H H 4 1 4 1 OH H OH H O O O H OH H OH n Là thành phần chính của gạo tẻ và các giống ngu cốc có độ tơi xốp cao (độ bở lớn).
  52. + Amylopectin được tạo thành từ các monome là α-D- glycopyranozơ liên kết với nhau qua liên kết 1,4 và 1,6– glucozit. CH2OH O H H H 1 OH H O O H OH 6 CH2OH CH2 O O H H H H H H 4 1 4 1 OH H OH H O O O H OH H OH n Là thành phần chính của gạo nếp và các giống ngũ cốc có độ dẻo lớn
  53. 2.4.2 Glycogen - Glycogen là polysaccarit dự trữ của cơ thể động vật, thường tập trung trong gan (khoảng 20%) và trong cơ bắp (khoảng 4%), còn được gọi là tinh bột động vật. - Là chất rắn dạng bột, màu trắng vô định hình, dễ tan trong nước, phân tử khối khảng 1 trệu đvC, có cấu trúc tương tự amylopectin nhưng mức độ phân nhánh cao hơn. CH2OH O H H H 1 OH H O O H OH 6 CH2OH CH2 O O H H H H H H 4 1 4 1 OH H OH H O O O H OH H OH n
  54. 2.4.3 Xenlulozơ - Xenlulozơ là một polysaccarit cao phân tử, không có tính đường, là thành phần chính của màng tế bào thực vật, là cơ sở xây dựng cấu trúc gỗ của thực vật. Xenlulozơ có nhiều trong tất cả các loại gỗ (40-60%), trong bông lên tới 98%. - Xenlulozơ được tạo thành từ các monome là β-D- glycopyranozơ liên kết với nhau qua liên kết 1,4 –glucozit. CH2OH CH2OH O O H H H H 4 1 4 1 O O O OH H OH H H H H OH H OH n
  55. 2.4.4 Aga - Aga là một polygalactopyranzit, có trong một số loài rong tả biển và một số cơ thể vi sinh vật. Aga còn gọi là thạch trắng, được dùng nhiều trong công nghiệp thực phẩm. - Khi thủy phân aga người ta nhận được D-galactozơ, L- galactozơ và axit sunfuric theo tỷ lệ 9:1:1. - Các mắt xích của aga là D-galactozơ được gắn với nhau qua C1 và C3. Đến mắt xích thứ 10 lại có L-galactozơ, ở vị trí số 1 và 4 của L-galactozơ thì tạo thành mạch, còn ở vị trí số 6 của nó bị este bởi axit sunfuric; mạch cứ kéo dài liên tục như vậy. (công thức là bài tập sinh viên tự vẽ).
  56. CHƯƠNG 7 TECPENOIT 7.1 Khái niệm 7.2 Monotecpenoit 7.3 Secquitecpenoit 7.4 Ditecpenoit 7.5 Tritecpenoit 7.6 Tetratecpenoit 7.7 Polytecpenoit
  57. 7.1 Khái niệm - Tecpen hay còn gọi là tecpenoit là những hợp chất hữu cơ chứa C, H và O tồn tại trong thiên nhiên mà có bộ khung cacbon gồm nhiều mắt xích giống với khung cacbon của isopren, tức là có thể biểu diễn bởi công thức (iso-C5)n với (n≥2). O 1 ®Çu 2 11 3 10 4 ®u«i 9 7 8 5 6 isopren Oximen Zerumbon kh«ng theo qui t¾c ®Çu nèi víi ®u«i Squalen
  58. - Để phân loại tecpen người ta căn cứ vào số lượng đơn vị isopren hợp thành để phân biệt: Loại tepen Khung cacbon Số lượng C Monotecpen (iso-C5)2 10 Secquitecpen (iso-C5)3 15 Đitecpen (iso-C5)4 20 Tritecpen (iso-C5)6 30 Tetratecpen (iso-C5)8 40
  59. 7.2 Monotecpenoit 7.2.1 Axiclic monotecpen - Các monotecpen không vòng là dẫn xuất của 2,6- đimetyloctan, ở hầu hết các monotecpen này đều chứa nhóm isopropyliden (a) (đồng phân β) và một số ít chứa nhóm isopropenyl (b), (đồng phân α). 6 2 2,6-®imetyloctan (a) (b)
  60. a, Hidrocabon tecpen - Đối với hiđrocacbon tecpen loại này, chỉ có hai hiđrocacbon đáng được đề cập đến là Oximen và Mirxen, mỗi chất đều có 3 liên kết C=C. Chúng xuất hiện trong tinh dầu basil (Ocimum basilicum), và tinh dầu cây nguyệt quế (laurel oil). Cả hai đều có chứa nối đôi liên hợp, chúng chỉ phân biệt được với nhau bởi vị trí của các nối đôi. Oximen Mirxen
  61. b, Dẫn xuất ancol tecpen -Ứng với 2 khung hiđrocacbon tecpen đó có những ancol tecpen chứa một hoặc 2 liên kết đôi, đều là những chất có mùi thơm đặc trưng, những đơn hương quý tách được từ tinh dầu hoa hồng, tinh dầu sả OH CH2OH CH OH 2 CH2OH Xitronellol Geraniol Nerol Linalool Linalool là một ancol bậc 3 quang hạt, là thành phần của nhiều loại tinh dầu, như tinh dầu cây oải hương và trong tinh dầu hạt mùi nó xuất hiện với hàm lượng khá cao.
  62. c, Dẫn xuất cacbonyl tecpen CHO CHO CHO Neral (Citral b) Geranial (Citral a) Citronellal H H C O C (CH3)2CO CH C CH3 - O OH , H2O citral H+ H H H C C CH C CH3 * CH C CH3 O O
  63. 7.2.2 Monoxiclic monotecpen - C¸c monoxiclic monotecpen ®Òu lµ dÉn xuÊt cña p- menthan. p-menthan xuÊt hiÖn d­íi hai d¹ng kh«ng quang ho¹t, c¸c ®ång ph©n cis vµ trans. 7 7 H 7 1 H 6 2 6 1 2 6 1 2 5 3 5 4 3 4 5 4 3 8 H H 8 8 10 10 9 10 9 9 p-menthan cis-p-menthan trans-p-menthan
  64. a, Hidrocacbon tecpen - Trong sè 14 ®ång ph©n cña menthan®ien cã thÓ tån t¹i, chØ cã 6 ®ång ph©n d­íi ®©y ®­îc t×m thÊy trong tinh dÇu thùc vËt: * * * α-terpinen γ-terpinen terpinolen α-phellandrene β-phellandren limonen D-(+)- vµ (S)-(+)- Limonen, C10H16 ®Òu xuÊt hiÖn trong c¸c tinh dÇu l¸ th«ng, mét sè loµi citrus (cam, chanh, bưởi ). (R)-(+)-Limonen (S)-(-)-Limonen
  65. b, Ancol tecpen -Menthanol hoÆc menthan-3-ol, C10­H20O, lµ ancol no cã ba trung t©m chiral trong ph©n tö, vµ kÕt qu¶ cã t¸m ®ång ph©n lËp thÓ. CÊu h×nh t­¬ng ®èi gi÷a nhãm hi®roxi vµ nhãm isopropyl ®· ®­îc x¸c ®Þnh; ë neo-menthol vµ neo-isomenthol 2 nhãm nµy ®Þnh h­íng cis víi nhau, cßn ë mentol vµ isomenthol chóng lµ trans cña nhau. H H H H OH OH OH OH H H H H H H H H (±)-menthol (±)-Isomenthol (±)-Neomenthol (±)-Neoisomenthol
  66. -α-Terpineol, C10H16O, mét trong sè c¸c ancol kh«ng no xuÊt hiÖn trong tinh dÇu b¹ch ®Ëu khÊu. Khi l¾c α-Terpineol víi dung dÞch axit sunfuric lo·ng cã thÓ thu ®­îc hi®rat cña 1,8-tecpin, C10H20O2. H 3 C O H + H 2 O (H ) (H * ) O (H 2 O ) * H 2 O O H O H α-Terpineol 1,8-tecpin 1,8- Cineol - Carvomenthol, C10H20O cã c«ng thøc nh­ sau OH
  67. c, Cacbonyl tecpen O O O Carvon Piperitenon IsoPiperitenon -Carvon, p-methan-6,8(9)-®ien-2-on, d¹ng (S)-(+)- cña nã ®­îc t×m thÊy trong tinh dÇu c©y Caraum vµ tinh dÇu th×a lµ, vµ cã mïi carum. Carvon cã thÓ ®iÒu chÕ ®i tõ limonen. Cl NOH NOH O NOCl KOH
  68. - Ba xeton mét lÇn kh«ng no (C10H16O) ®­îc nghiªn cøu kÜ lµ pulegon, isopulegon vµ piperiton, tÊt c¶ chóng ®Òu cã nhãm xeto ë vÞ trÝ C3. H O O O H Piperiton Pulegon isopulengon - Menthon, p-menthan-3-on, C10H18O, chøa 2 nguyªn tö cacbon bÊt ®èi xøng, vµ tån t¹i ë 4 ®ång ph©n quang ho¹t. O O D,L-menthon D,L-isomenthon
  69. - C¸c xeton no víi nhãm chøc oxo trªn C2 nh­ ë Carvomethon OH OH O O Carvomenthol Isocarvomenthol Carvomenthon OH OH Isocarvomenthon Neocarvomenthol Neoisocarvomenthol
  70. 7.2.3 Bixiclo monotecpen - C¸c monotecpen hai vßng ®­îc ph©n lo¹i theo 7 nhãm vßng no nh­: thujan, caran, pinan, boran, isocamphan, fenchan, vµ isobornilan. Pinan Bornan (Camphan) Caran Isocamphan Isobornilan fenchan Thujan
  71. a, Nhãm pinan - Hi®rocabon kh«ng no quan träng α vµ β - pinen lµ c¸c thµnh phÇn chñ yÕu (80-90%) cña tinh dÇu th«ng. α-Pinen (1560C) β-Pinen (1640C) - Khi bÞ hi®rat hãa trong m«i tr­êng axit v« c¬ lo·ng c¶ α vµ β- pinen ®Òu më vßng 4 c¹nh, cho α-terpineol hoÆc 1,8-terpin hoÆc hi®rat cña nã. OH H2O(H2SO4) H2O OH OH
  72. b, Nhãm camphan - C¸c hi®rocacbon gèc cña nhãm nµy lµ camphan vµ isocamphan. Tån t¹i tÊt c¶ 6 olephin lµ camphen, bornylen, isotricyclen, exo- isocaphen, vµ endo-isocamphen. Camphan exo-Isocamphan endo-Isocamphan Camphen - Trong tÊt c¶ c¸c olephin nãi trªn, camphen lµ chÊt quan träng nhÊt. Tõ camphen ng­êi ta ®iÒu chÕ ra campho (C10H16O, mét xeton 2 vßng cã trong c©y long n·o). CH3 CH H3C 3 CH H3C 3 O CH 3 CH O O 3 CH3 CH3 Campho L-campho D-campho
  73. 7.3 Secquitecpen 7.3.1 Axiclic secquitecpen Secquitecpen ancol farnesol vµ nerolidol, C15H16O, chóng ®Òu cã 3 nèi ®«i C=C. Nerolidol ph©n biÖt víi farnesol ë vÞ trÝ nèi ®«i C=C vµ nhãm OH. C¸c ancol nµy quan hÖ víi nhau theo cïng c¸ch nh­ gi÷a geraniol vµ linalool. CH CH 3 3 CH3 CH3 CH3 CH3 OH CH 3 CH3 CH OH 2 CH2 Farnesol Nerolidol
  74. 7.3.2 Xiclic secquitecpen - Hi®rocacbon bisabolen ®­îc t×m thÊy trong tinh dÇu vá chanh vµ tinh dÇu l¸ th«ng, cadinen (tõ tinh dÇu cña c¸c loµi b¸c xï vµ tuyÕt tïng) vµ β-selinen (c©y cÇn t©y). H+ O OH H CH3 HOCH2 H2O Farnesol Bisabolen Hernandulcin Cadinen beta-selinen
  75. - C¸c azulen ®­îc ph©n lËp tõ c¸c tinh dÇu, vÝ dô vetivasulen (tinh dÇu h­¬ng lau) vµ guaiazulen (tinh dÇu phong l÷), α-Santalen, C15H24, tõ tinh dÇu gç ®µn h­¬ng tr¾ng, vµ modhephen, C15H24, mét dÉn xuÊt cña [3.3.3]propellan ®­îc ph©n lËp tõ vi khuÈn que cã mµu vµng (Isocome wrightii) HOCH2 Farnesol Vetivazulen (tƯm) anfa-Santanlen CH2 OH Modhephen Farnesol Guaiazulen (xanh)
  76. 7.4 Ditecpen 7.4.1 Axiclic ditecpen Phytol, C20H40O, chøa mét nèi ®«i C=C vµ hai trung t©m bÊt ®èi xøng. CÊu h×nh tuyÖt ®èi cña phytol, [(2E)-(7R,11R)-3,7,11,15- tetrametylhexan®ec-2-enol] ®­îc x¸c ®Þnh mét tæng hîp ®Æc thï lËp thÓ. (R) (R) * * OH Phytol 7.4.2 Xiclic ditecpen - Vitamin A, cßn gäi lµ vitamin A1 hoÆc INN: retinol, C20H30O lµ mét ®itecpen ancol bËc 1 kh«ng no. Nã ®­îc t×m thÊy tr­íc hÕt trong tinh dÇu gan c¸, ßng ®á trøng gµ vµ s÷a. 11 X vßng-ß-ionon Vitamin AX=CH2OH 11-cis-Retinal CHO Vitamin A, axitX=COOH
  77. - Axit abietic, C20H30O2, lµ chÊt ®itecpen 3 vßng quan träng nhÊt. Nã lµ thµnh phÇn chÝnh cña colophan, nhùa th«ng. Nã chÞu sù ®ehidro hãa vµ ®ecacboxyl hãa ®Ó t¹o thµnh reten khi bÞ ®un nãng víi l­u huúnh. CH3 CH(CH3)2 CH3 S HOOC H CH3 CH3 axit abietic Reten
  78. - Phorbol, C20H28O6, ®­îc t×m thÊy d­íi d¹ng mét 12, 13- ®icacboxylat este ë trong dÇu ba ®Ëu tõ h¹t c©y Croton tiglum L., Euphorbiaceace; nã lµ chÊt ®ång g©y ung th­. OH OH HO H H H O OH CH2OH Phorbol
  79. 7.5 Tritecpen TÊt c¶ c¸c tritecpen mét vßng ®Õn n¨m vßng vµ c¸c hîp chÊt kh¸c b¾t nguån tõ squanlen, C30H50. Do vËy c¸c tritecpen cßn gäi lµ c¸c squalenoit H H H H HO H HO H Lanosterol Squalen R H H H H HO H HO H Hopan anfa-amyrin R=CH3 (beta-amyrin) R=COOH (axit oleanolic)
  80. 7.6 Tetratecpen Tetratecpen hay còn gọi là carotenoit lµ c¸c chÊt mÇu thùc phÈm, hay cßn gäi lµ c¸c s¾c tè polyen. Caroten lµ hçn hîp cña 3 ®ång ph©n, α, β vµ γ- caroten, Lycopen g©y ra mÇu ®á thÉm cña cµ chua vµ nhiÒu lo¹i qu¶ kh¸c. * anfa-caroten beta-caroten gama-caroten Lycopen
  81. 7.7 Polytecpen - Polytecpen hay còn gọi là polypren, trong đó cao su thiên nhiên là một sản phẩm quan trọng (chuçi của (Z)-1,4-prolyisopren cña polyme all-cis). n/4 - C¸c polyprenol cã c«ng thøc chung: H CH2OH n
  82. CHƯƠNG 8 STEROIT 8.1 Đại cương 8.2 Các sterol 8.3 Các axit mật 8.4 Các steroit vitamin 8.5 Các steroit hocmon
  83. 8.1 Đại cương - Bé khung cña c¸c steroit cÊu t¹o bëi bèn vßng cacbon dÝnh kÕt víi nhau ®Ó t¹o thµnh penhi®ro xiclopenta [a] phenanthren, C17H28, hay cßn gäi lµ gonan hoÆc steran. 21 22 20 18 23 12 12 13 17 13 17 11 11 24 25 C 16 19 16 26 1 9 D 1 9 C D 2 8 14 15 2 14 10 10 8 15 A B A B 27 3 7 3 7 5 5 4 6 4 6 Gonan Cholestan - §Æc ®iÓm dÝnh kÕt vßng. C¸c vßng A vµ B cã thÓ dÝnh kÕt víi nhau hoÆc theo cis hoÆc theo trans, vßng B vµ C lu«n trans, vßng C vµ D th­êng trans, tuy nhiªn còng th­êng gÆp sù dÝnh kÕt cis, thÝ dô nh­ c¸c cacdenolit vµ c¸c bufadienoit.
  84. - Nhãm metyl ë nguyªn tö cacbon sè 10 ®­îc dïng lµm ®iÓm chuÈn. C¸c nhãm thÕ vµ c¸c nguyªn tö hidro ®­îc ®Þnh vÞ ë cïng phÝa trong ph©n tö nh­ nhãm nµy ®­îc chØ ®Þnh lµ c¸c nguyªn tö β; c¸c nhãm thÕ hoÆc nguyªn tö hi®ro ë phÝa ng­îc l¹i cña vßng lµ c¸c nhãm α. Hai ®ång ph©n lËp thÓ lµ 5-α-cholestan vµ 5-β-cholestan, c¸c vßng B/C vµ C/D ®­îc dÝnh kÕt trans. 17 17 13 H 14 H 13 H 14 H 10 10 5 H H 5 H H H H 5-α-Cholestan 5-β-Cholestan (A-B: trans) (A-B: cis)
  85. 8.2 Các sterol Cholesterol, C27H45OH, lµ thµnh phÇn chÝnh cña sái mËt, thµnh phÇn chÝnh cña c¸c tÕ bµo, cholesterol xuÊt hiÖn d­íi d¹ng tù do hoÆc d­íi d¹ng este trong tÊt c¶ c¸c tÕ bµo ®éng vËt vµ dÞch c¬ thÓ. Ergosterol, (22E)-(24R)-24-metycholesta-5,7,22-trien-3β-ol, C28H43OH, ®­îc t×m thÊy trong men bia, lµ chÊt quang ho¹t. Khi bÞ räi s¸ng, ergosterol chuyÓn sang vitamin D2. Stigmasterol, (22E)-(24S)-24-etycholesta-5,22-®ien-3β-ol, C29H47OH, xuÊt hiÖn trong ®Ëu nµnh vµ chØ ph©n biÖt víi cholesterol b»ng m¹ch nh¸nh. 22 22 H 17 17 24 13 13 14 H H 14 H 10 10 3 5 H H 3 5 H H HO 7 HO 7 Ergosterol Stigmasterol
  86. 8.3 Các axit mật VÒ mÆt hãa lËp thÓ c¸c axit mËt lµ c¸c dÉn xuÊt cña 5-β- Cholestan. ChÊt nµy cã vßng A vµ B dÝnh kÕt cis ®­îc coi lµ hîp chÊt gèc cña c¸c axit mËt. C¸c thÝ dô quan träng nhÊt lµ c¸c axit cholic (axit 3α, 7α, 12α-trihi®roxi-5β-cholan-24-cacboxilic), axit deoxycholic (axit 3α, 7α,-®ihi®roxi-5β-cholan-24-cacboxilic) vµ axit lithocholic (axit 3α- hi®roxi-5β-cholan-24-cacboxilic). TÊt c¶ c¸c axit nµy ®Òu quang ho¹t. OH 12 24 H COOH H 24COOH H H 3 H 7 H HO HO OH H H Axit cholanic Axit cholic
  87. 8.4 Các steroit vitamin Vitamin D2, (Calciferol, ergocalciferol, vigantol), C28H43OH. CÊu tróc cña vitamin D2 ®· ®­îc x¸c ®Þnh lµ (5Z,7E,22E)-(3S)-9,10-secocholesta-5,7,10 (19), 22-tetraen-3- ol. Vitamin D2 lµ chÊt quang ho¹t. 22 17 23 13 14 H 19 9 H 10 hv 10 3 H H 5 5 7 H HO 7 HO 6 Ergosterol Vitamin D2 Ergosta-5,7,22-trien-3-ol
  88. Vitamin D3 (Cholecalciferol, (5Z,7E)-(3S)-9,10- secocholesta-5,7,10(19)-trien-3-ol) xuÊt hiÖn cïng víi vitamin A trong dÇu gan c¸ ngõ Califoni, c¸ b¬n halibut vµ c¸ moruy. Calcitol ®­îc t¹o ra ë trong thËn tõ vitamin D3. 22 24 17 23 13 14 H 19 9 H 10 hv H H 10 3 5 5 7 H HO 7 HO 6 7-§ehirocholesterol Vitamin D3
  89. 8.5 Các steroit hocmon Gåm 2 nhãm hocmon quan träng lµ c¸c hocmon giíi tÝnh vµ hocmon tuyÕn th­îng thËn. Nhãm sau ®­îc gäi lµ c¸c coticoit. 8.5.1 Hocmon giới tính nam (androgen) C¸c hocmon ®Çu tiªn lo¹i nµy lµ an®rosteron, C19H30O2 vµ 5- ®ehy®roandrosteron, C19H28O2. Hi®rocacbon gèc cña c¶ hai androgen nµy lµ androstan (10,13-®imetlgenan), C19H32. C¶ hai hîp chÊt ®Òu cã mét nhãm xeto ë nguyªn tö cacbon 17. Testosteron, C19H29O2, ®­îc ph©n lËp tõ tinh hoµn bß ®ùc (Lac¬, 1935), lµ mét androgen ho¹t ®éng. O CH3 OH CH3 CH3 17 CH3 H CH3 H CH3 H H H H HO O H O An®rosteron Testosteron 16-An®rosten-3-on 3-α-hi®roxi-5α-an®rostan-17-on 17-β-hi®roxian®rostan-4-en-3-on
  90. 8.5.2 Hocmon giới tính nữ (androgen) -Ph©n biÖt hocmon nang trøng (follicular hormones) vµ c¸c hocmon thai nghÐn (Pregnancy hormones). a, Hocmon nang trứng (các estrogen) - Hocmon nang trøng ®­îc kÕt tinh tõ n­íc tiÓu phô n÷ cã thai gäi lµ esteron, C18H22O2; 17β-estra®iol, C18H26O2; vµ estriol, C18H24O3. O OH CH3 CH OH 3 H CH3 17 17 17 H H 18 H OH 3 H H H H H H HO HO HO Estron 17-β-Estra®iol Estriol - Hocmon ho¹t ®éng nhÊt lµ 17-β-estra®iol (estra-1,3,5(10)- trien-3,17β-®iol)
  91. b, Các hocmon thể vàng (gestagen) - Hocmon n÷ giíi ®Æc tr­ng tõ thÓ vµng hay hocmon thai nghÐn lµ progesteron (poluton), C21H30O2. O CH O CH3 3 CH CH3 3 CH CH3 H 3 H CH3 H H CH3 H CH3 H H H H H H H H O HO 5β-Pregnan Progesterol Pregnenolon (®.n.c. 840C [357K]) (®.n.c. 1210C [394K]) (®.n.c. 1900C [463K]) (Pregna-4-en-3,20-®ion) (3β-Hi®roxipregna-5-en-20-on)
  92. c, Các steroit tránh thai - C¸c gestagen bÞ thay ®æi, thÝ dô nh­ 19-norethisternoxetat, khi phèi hîp víi c¸c estrogen cã thÓ ng¨n ngõa sù thô thai. CH3 O COCH3 OH N CH3 OH C CH C CH CH3 H H C C CH3 H H H H O HO O 19-Norethisteronaxetat 17β-Ethynylosestra®iol RU 486 (Mifepriston)
  93. CHƯƠNG 9 FLAVONOIT 9.1 Phenolic thiên nhiên 9.2 Hợp chất flavonoit 9.3 Sinh tổng hợp flavonoit 9.4 Hoạt tính sinh học của flavonoit
  94. 9.1 Phenolic thiên nhiên - YÕu tè ®Æc tr­ng cho phenolic lµ cã mÆt Ýt nhÊt mét nh©n benzen liªn kÕt víi Ýt nhÊt mét nhãm OH ë d¹ng tù do hoÆc liªn kÕt trong mét nhãm chøc kh¸c: este, ete ChÊt ®¬n gi¶n nhÊt của phenolic lµ phenol. C¸c flavonoit là 1 nhóm của lớp chất phenolic.
  95. 9.2 Hợp chất flavonoit 9.2.1 Khung cơ sở của flavonoit - C¸c flavonoit cßn ®−îc gäi lμ dÉn xuÊt cña 2-phenyl chroman (flavan). §ã lμ c¸c hîp chÊt cã cÊu t¹o khung cacbon C6-C3-C6, gåm hai vßng benzen A, B vμ mét dÞ vßng C.
  96. - Vßng A vμ vßng C kÕt hîp t¹o khung chromon. NÕu vßng B ®Ýnh víi dÞ vßng C ë vÞ trÝ C3 th× ta cã c¸c iso flavonoit. - DÞ vßng C cã thÓ lμ: - Hai flavonoit cã thÓ ng−ng tô víi nhau ®Ó t¹o ra biflavonoit. Ngμy nay nhiÒu flavonoit tù nhiªn ®· ®−îc biÕt vμ nghiªn cøu
  97. 9.2.2 Sù ph©n lo¹i c¸c nhãm flavonoit - C¬ së cña sù ph©n lo¹i c¸c nhãm flavonoit tuú theo møc ®é oxi ho¸ vßng pyran là sù cã mÆt hay kh«ng cã nèi ®«i gi÷a C2 vμ C3 vμ nhãm cacbonyl ë C4. a, Nhóm flavon và flavonol Ngμy nay ng−êi ta ®· biÕt kho¶ng 90 hîp chÊt cña nhãm flavon vμ flavonol. Chóng cã c«ng thøc cÊu t¹o chung nh− sau: Sù ®a d¹ng cña nhãm chÊt nμy lμ do sè l−îng vμ vÞ trÝ nhãm hidroxy liªn kÕt víi c¸c nguyªn tö cacbon cña khung. C¸c nhãm hidroxy nμy cã thÓ bÞ ankyl hãa t¹o ra c¸c dÉn xuÊt kh¸c nhau.
  98. b, Nhóm flavanon C¸c flavanon th−êng xuÊt hiÖn víi nhiÒu nhãm hidroxy hoÆc metoxy vμ ®−îc ph©n lËp tõ c¸c hoa mμu tr¾ng. Chóng cã mét trung t©m kh«ng trïng vËt ¶nh (nguyªn tö cacbon bÊt ®èi xøng C2) nªn cã tÝnh quang ho¹t, và luôn có một cân bằng hỗ biến.
  99. c, Nhóm flavanonol Flavanonol-3 hay cßn gäi lμ flavanon-3-ol hoÆc dihidroflavonol. Flavanonol gÇn gièng nh− flavanon nh−ng chØ kh¸c lμ cã nhãm hidroxy ë vÞ trÝ C3. Flavanonol cã hai nguyªn tö cacbon bÊt ®èi xøng ë C2 vμ C3 nªn chóng cã tÝnh quang ho¹t. Flavanonol dÔ bÞ oxi hãa dÓ cho flavonol t−¬ng øng, và ng−êi ta biÕt ®Õn kho¶ng 30 hîp chÊt thuéc nhãm nμy, phÇn lín ë d¹ng aglycon, chØ cã vμi chÊt ë d¹ng glycozit.
  100. d, Nhóm chalcon Chalcon kh¸c víi c¸c lo¹i flavonoit kh¸c lμ ph©n tö bao gåm hai vßng benzen A vμ B nèi víi nhau bëi mét m¹ch hë gåm ba cacbon. Chalcon th−êng cã mμu tõ vμng sÉm, ®á da cam ®Õn ®á tÝa. §èi víi ph¶n øng mμu xianidin, chalcon th−êng cho mμu râ rÖt.
  101. e, Nhóm auron Kh¸c víi c¸c flavonoit kh¸c, auron cã vßng C lμ mét dÞ vßng n¨m c¹nh. Auron cã mμu vμng ®Ëm vμ kh«ng t¹o ph¶n øng xianidin. Trong tù nhiªn, c¸c chalcon-glycozit dÔ bÞ oxi hãa thμnh auron-glycozit nªn hai nhãm chÊt nμy tån t¹i c¹nh nhau. C¸c auron-glycozit hay xuÊt hiÖn trong c¸c c©y hä Cóc (Asteaceae).
  102. f, Nhóm anthoxianin Anthoxianin th−êng gÆp trong tù nhiªn ë d¹ng glycozit dÔ tan trong n−íc. Khi ®un anthoxianin trong m«i tr−êng axit (HCl 20%) th× phÇn ®−êng g¾n vμo bÞ c¾t ra vμ cho ta phÇn aglycon lμ anthoxianidin. Anthoxianidin cã cÊu tróc 2-phenylbenzopyrilium hay cßn gäi lμ cation flavylium.
  103. Mμu s¾c cña anthoxianin thay ®æi theo pH. Trong dung dÞch axit v« c¬, anthoxianin cho muèi oxoni cã mμu Ýt nhiÒu ®á, cßn trong m«i tr−êng kiÒm, chóng t¹o thμnh c¸c anhidrobaz¬ víi mét nhãm quinoit cho mμu xanh. Tuy nhiªn, sù xuÊt hiÖn mμu kh¸c nhau cña cïng mét anthoxianin ë trong c¸c c©y kh¸c nhau l¹i do sù t¹o thμnh c¸c chelat kim lo¹i kh¸c nhau. VÝ dô, xianidin clorua t¹o thμnh mμu ®á cña hoa hång, tr¸i l¹i mét phøc xianidino nh«m s¾t (III) cho mμu xanh cña hoa mua.
  104. g, Nhãm leucoanthoxianin Leucoanthoxianin cßn ®−îc gäi lμ flavan-3,4-diol. Khi ®un s«i víi n−íc hoÆc etanol cã mÆt axit HCl, leucoanthoxianin sÏ chuyÓn hãa thμnh anthoxianin. C¸c chÊt thuéc nhãm nμy míi chØ t×m thÊy d−íi d¹ng aglycon, ch−a t×m thÊy ë d¹ng glycozit.
  105. h, Nhãm catechin Catechin lμ c¸c dÉn xuÊt flavan-3-ol. Do cã hai trung t©m kh«ng trïng vËt ¶nh, chóng tån t¹i d−íi d¹ng hai cÆp diastereome, vÝ dô c¸c cÆp catechin vμ epicatechin. Trong sè bèn ®ång ph©n quang häc nμy cña catechin th× chØ cã (+)-catechin vμ (-)-epicatechin xuÊt hiÖn trong thiªn nhiªn. Catechin cã nhiÒu trong c¸c qu¶ vμ l¸ chÌ, lμ hîp chÊt flavonoit phæ biÕn trong thiªn nhiªn.
  106. i, Nhãm iso flavonoit Iso flavonoit bao gåm c¸c dÉn xuÊt cña 3-phenylchroman. VÒ mÆt cÊu tróc, iso flavanon kh¸c iso flavon ë chç kh«ng cã liªn kÕt ®«i gi÷a C2 vμ C3, lo¹i hîp chÊt nμy còng kh«ng cho ph¶n øng mμu xianidin.
  107. 9.3 Sinh tæng hîp c¸c hîp chÊt flavonoit - Ở c¸c flavonoit mét ®¬n vÞ C15 c¬ së bao giê còng cã mÆt nh− ®−îc thÓ hiÖn ë cÊu tróc sau: - B»ng c¸c thÝ nghiÖm ®¸nh dÊu b»ng ®ång vÞ phãng x¹ ng−êi ta ®· x¸c ®Þnh ®−îc r»ng tiÓu ®¬n vÞ ArC3 cã nguån gèc tõ shikimat vμ kiÓu ®¬n vÞ kia (nh©n th¬m A) cã nguån gèc tõ polyketit. - KiÓu kÕt hîp oxi cña vßng A ®−îc chØ ra ë h×nh trªn vμ vßng B cã kiÓu thÕ 4-hidroxy, 3,4-dihidroxy hoÆc 3,4,5-trihidroxy.
  108. 9.4 Ho¹t tÝnh sinh häc cña c¸c flavonoit - C¸c flavonoitcã t¸c dông chèng oxi hãa (antioxidant). §©y lμ mét trong nh÷ng c¬ së sinh hãa quan träng nhÊt ®Ó flavonoit thÓ hiÖn ®−îc ho¹t tÝnh sinh häc cña chóng. Flavonoit cã kh¶ n¨ng k×m h·m c¸c qu¸ tr×nh oxy hãa d©y chuyÒn sinh ra bëi c¸c gèc tù do ho¹t ®éng. - Tuy nhiªn, ho¹t tÝnh nμy thÓ hiÖn m¹nh hay yÕu phô thuéc vμo ®Æc ®iÓm cÊu t¹o hãa häc cña tõng chÊt flavonoit cô thÓ.
  109. CHƯƠNG 10 ANCALOIT 10.1 Khái niệm và vai trò sinh học 10.2 Phân lập ancaloit 10.3 Phân loại và danh pháp 10.4 Một số ancaloit tiêu biểu
  110. 10.1 Khái niệm và vai trò sinh học a, Kh¸i niÖm Ancaloit lµ mét nhãm hîp chÊt thiªn nhiªn mµ hÇu hÕt lµ c¸c dÞ vßng chøa nit¬, cã tÝnh baz¬, cã trong mét sè sinh vËt nhÊt ®Þnh. 2 1 O O3 13 N 11 12 4 CH3 10 N 4a' 9 N+ 5 Nicotin CH O 8 3 7 6 O OCH3 OH CH N Beberin 3 N CH3 O N N CH3 Cofein
  111. b, Vai trò sinh học - Ancaloit h×nh thµnh ®Ó b¶o vÖ c©y, v× c¸c ancaloit nãi chung ®Òu rÊt ®éc víi ®éng vËt. - Ancaloit cã vai trß g©y ph¸t dôc cho c©y. - Ancaloit lµ chÊt dù tr÷ dinh d­ìng nu«i mÇm c©y cho thÕ hÖ sau. - Ancaloit lµ chÊt trung gian hay chÊt th¶i trong qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt. Cã thÓ ancaloit cã c¶ bèn chøc n¨ng trªn.
  112. 10.2 Phân lập ancaloit a, NghiÒn nhá nguyªn liÖu (l¸, th©n, rÔ ) thµnh bét råi ng©m víi dung dÞch axit HCl (hoÆc ng©m trùc tiÕp b»ng dung dÞch Na2CO3) ®Ó chuyÓn ho¸ hoµn toµn ancaloit thµnh muèi clohidrat dÔ tan. b, Läc lÊy dung dÞch muèi (bá b· ®Ó ®Ô xö lÝ giai ®o¹n sau), kiÒm ho¸ ®Ó ®Èy ancaloit hoµn toµn ra khái muèi. c, CÊt cuèn h¬i n­íc (víi ancaloit dÔ bay h¬i cïng n­íc) hoÆc chiÕt b»ng dung m«i h÷u c¬ nh­ clorofom, benzen d, Ch¹y cét s¾c kÝ hoÆc s¾c kÝ b¶n máng ®iÒu chÕ ph©n lËp riªng tõng ancaloit. c, X¸c ®Þnh cÊu tróc c¸c ancaloit, thö ho¹t tÝnh sinh häc, ®em s¶n phÈm thö nghiÖm, øng dông.
  113. 10.3 Phân loại và danh pháp 10.3.1 Phân loại - C¸ch 1: Dựa theo thành phần nguyên tố hóa học, có thể chia ancaloit thành 4 nhóm chất như sau: + Nhãm 1 cã c¸c nguyªn tè C, H, N. + Nhãm 2 cã c¸c nguyªn tè C, H, N, O. + Nhãm 3 cã c¸c nguyªn tè C, H, N, S. + Nhãm 4 cã c¸c nguyªn tè C, H, N, O, S. C¸c ancaloit nhãm 3 cã ®é ®éc cao nhÊt, th­êng cã trong nÊm ®éc.
  114. - C¸ch 2: Theo cÊu t¹o vßng c¬ së cã chøa dÞ tè N, ph©n ra thµnh c¸c lo¹i pirole, imidazole, piridin, quinolin, isoquinolin, tropan, indole 4 3 4 3 4 5 4 N 3 5 6 3 5 2 5 2 6 N 1 N 1 2 7 2 N 1 8 N1 H H Pirole Imidazole Piridin Quinolin 4 5 2 4 7 1 3 6 3 5 8 3 CH3 N 6 2 7 N2 1 8 1 6 5 4 7 N Isoquinolin H Tropan Indole
  115. 10.3.2 Danh pháp - ViÖc ®¸nh sè trong vßng ancaloit ®¬n gi¶n tu©n theo viÖc ®¸nh sè trong c¸c dÞ vßng ®· biÕt. ThÝ dô, c¸c ancaloit lo¹i tropen ®¸nh sè theo kiÓu vßng bixiclo: 7 1 2 8 3 CH3 N 6 5 4 Tropan 7 1 2 H 9' 3 2' 3' CH N8 CH2OH 3 8' 1' 6 4 O C CH 4' 5 7' ' O 6' 5 Atropin
  116. - Víi c¸c vßng phøc t¹p h¬n th× c¸ch ®¸nh sè hîp lÝ lµ theo c¸ch ®¸nh sè cña c¸c dÞ vßng, vßng th¬m, vßng no ®· biÕt. ThÝ dô: ®¸nh sè trong ph©n tö beberin theo kiÓu ®¸nh sè trong ph©n tö pentaphen: 2 2 1 3 1 O O3 14 4 13 13 11 12 5 4 10 4a' + 6 9 N 5 CH O 8 8 7 3 7 6 OCH3 OH Pentaphen Beberin
  117. -Víi c¸c vßng phøc t¹p h¬n th× ph¶i chän vßng c¬ së gÇn gièng víi vßng ®· biÕt råi ®¸nh sè vßng c¬ së theo kiÓu ®¸nh sè vßng ®· biÕt, tiÕp ®Õn c¸c vßng kh¸c sao cho cã trËt tù hÕt vßng nµy ®Õn vßng kh¸c. -ThÝ dô: §¸nh sè trong ph©n tö mophin, mét ancaloit lo¹i isoquinolin, nÕu ®¸nh sè vßng tõ isoquinolin th× rÊt phøc t¹p, nªn Robinson ®· biÓu diÔn vµ ®¸nh sè theo kiÓu vßng phenantren: 2 HO 1 3 10 1 4 11 11 10 9 2 12 O 13 9 14 14 15 8 12 3 5 13 4 17 16 N CH3 8 7 5 HO 6 7 6 Mophin kiÓu phenantren Phenantren
  118. 10.4 Một số ancaloit tiêu biểu CH3CH2 CH2 N CH3 CH2CH2CH3 O N N Pilocacpin H Coniin O CH N N CH N 3 3 CH3 O N N N Nicotin Cofein CH3 2 CH CH2 1 O O 3 13 11 12 4 N 10 CHOH 9 Quinin N 5 CH3O CH3O 8 7 6 OH OCH 3 Beberin N