Bản hay cho các ví dụ để minh hóa định nghĩa: alcaloid của Pôlônôpski
Show
Năm 1806 một dược sĩ là Priedrich Wilhelm Sertüner phân lập được một chất từ nhựa thuốc phiện có tính kiềm và gây ngủ mạnh đã đặt tên là Morphin. Năm 1810 Gomes 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 kiềm từ hạt một loài Strychnos đặt tên là strychnin và brucin. Đến năm 1819 một dược sĩ là Wilhelm Meissner đề nghị xếp các chất có tính kiềm lấy từ thực vật ra thành một nhóm riêng. Và ông đề nghị gọi tên là alcaloid do đó người ta ghi nhận Meissner là người đầu tiên đưa ra khái niệm alcaloid và có định nghĩa: Alcaloid là những hợp chất hữu cơ, có chứa nitơ, có phản ứng kiềm và lấy từ thực vật ra. Sau này người ta đã tìm thấy alcaloid không những có trong thực vật mà còn có trong động vật. Ví dụ: Samandarin, samanin lấy từ tuyến da con Salamandra maculosa và S.altra. Bufotenin, Serotonin, Bufotenidin, Dehydrobufotenin là những chất độc lấy từ các loài cóc Bufo. Batrachotoxin có trong tuyến da loài ếch độc Phyllobates aurotaenia. Đặc tính của alcaloidNgoài tính kiềm, alcaloid còn có những đặc tính khác như có hoạt tính sinh học mạnh, có tác dụng với một số thuốc thử gọi là thuốc thử chung của alcaloid… Sau này Pôlônôpski đã đưa ra khái niệm alcaloid như sau: “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 mạnh và cho những phản ứng hoá học với một số thuốc thử gọi là thuốc thử chung của alcaloid”. Tuy nhiên cũng có một số chất được xếp vào alcaloid nhưng nitơ không ở dị vòng mà ở mạch nhánh. Ví dụ: Ephedrin trong ma hoàng (Ephedra sinica Staf.), capsaicin trong ớt (Capsicum annuum L.), hordenin trong mầm mạch nha (Hordenum sativum Jess.), colchicin trong hạt cây tỏi độc (Colchicum autumnale Li.). Một số alcaloid không có phản ứng kiềm. Ví dụ: colchicin lấy từ hạt tỏi độc, ricinin lấy từ hạt thầu dầu (Ricinus communis L.), theobromin trong hạt cây cacao (Theobroma cacao L.) và có alcaloid có phản ứng acid yếu như arecaidin và guvacin trong hạt cau (Areca catechu L.). 2. Cách gọi tên alcaloidCác alcaloid trong dược liệu thường có cấu tạo phức tạp nên người ta không gọi tên theo danh pháp hoá học mà thường gọi chúng theo một tên riêng. Tên của alcaloid luôn luôn có đuôi in và xuất phát từ:
Ephedrin: R1 = H; R2 = CH3; Norephedrin: R1 = R2 = H. Các đồng phân thường có tiếp đầu ngữ: Pseudo, iso, epi, allo, neo… Khái niệm alcaloid – Đặc tính – Cách gọi tên./. Copy vui lòng ghi nguồn duoclieu.edu.vn Khi mới biết alcaloid, người ta định nghĩa: Alcaloid là chất hữu cơ, có chứa Ni-tơ, có phản ứng kiềm và lấy từ thực vât ra. Vì quan niệm như vật nên mới đặt tên cho nó là alcaloid, nguồn gốc từ hai chữ: Tiếng Ả-rập ancali là kiềm và tiếng Hy-lạp eidos là giống như, nghĩa là chất giống keiefm. Sau ngày người ta thấy định nghĩa đó chưa sát, vì ancaloid ngoài tính chất kiềm còn nhiều đặc tính khác như: Có dược lực tính rất mạnh, cho kết tủa với một số thuốc thửu gọi là thuốc thử chung của ancaloid, … Vì vật, dược sĩ Polonovski địn nghĩa lại như sau: “Alcaloid là những hợp chất hữu cơ, có chứa Ni-tơ, đa số có nhân dị vòng, có phản ứng kiềm, thường gặp trong thảo mộc và đôi khi trong động vật, thường có dược lực tính rất mạnh và cho những phản ứng hóa học với một số thuốc thử gọi là thuốc thử chung của alcaloid”. Nguồn gốcAlcaloid không có rong tất cả các loại thực vật mà chỉ có ở một số ít với tổng số thực vật đã biết. Alcaloid rất ít thấy ở thực vật hạ đẳng, không có ngang Tảo và lớp Rêu, có rất ít ở ngành Nấm, Địa y và những cây một lá mầm (ví dụ colchicin lấy ở Tỏi độc, cevadin lấy ở cevadille). Ở ngành Ẩn hoa, người ta gặp một số alcaloid như ecgotin, ecgotamin lấy từ cựa nấm lão mạch, phalloidin và amanitin lấy ở nấm Amonita phalloides. Ở ngành Ẩn hoa hữu mạch cũng có một số họ chứa alcaloid như họ Mộc tặc (Equisetaceae), họ Thạch tùng (Lycopodiaceae). Nhưng alcaloid có rất nhiều ở những cây hai lá mầm và nhất là ở các họ Mao lương (Ranunculaceae), A phiến (Papaveraceae), Cà phề (Rubiaceae), Mã tiền (Loganiaceae), Cà (Solanaceae) … và ở một số cây đặc biệt thuộc họ Hoa môi (Labiatae). Còn ở họ Hoa hồng (Rosaceae) và chữ Thập (Cruciferae) thì không có alcaloid. Những cây có tỷ lệ alcaloid cao thường gặp ở vùng nhiệt đới vì ở đó có sự đồng hóa diệp lục mạng hơn và có lẽ sự đồng hóa diệp lục cũng đóng vai trò quan trọng trong quá trình thực vật tổng hợp ra alcaloid. Sự phân phối alcaloid trong câyChất alcaloid đầu tiên được Stuerner tìm ra năm 1806 là chất mocphin ở quả thuốc phiện. Hiện nay alcaloid tìm thấy trên thế giới lên tới hơn 800 chất, phân phối trong khoảng 111 họ cây, phần lớn là ở các họ thực vật thượng đẳng. Alcaloid chứa trong nhiều bộ phận khác nhau của cây nhưu: + Hạt: Mã tiền, Cà phê. + Quả: Ớt, Hồ tiêu + Hoa: Cà độc dược + Lá: Cô ca, Thuốc lá, Cà độc dược, Beladon. + Thân: Canhkina, Ma hoàng. + Những bộ phận ở duwois đất: Ba gạc, Lựu, Ô đầu, Ipeca. Tỷ lệ alcaloid trong các bộ phận trên cũng không đều nhau, thường tập trung nhiều hơn ở một bộ phận nhất đinh. Ví dụ, Quinin trong vỏ cây Canhkina (cinchona), cocain trong lá Cô ca (Erythroxylon coca), strychnin trong hạt Mã tiền (Strychnos nux-vomica) … Còn những bộ phận khác thì ít hơn. Những alcaloid trong một cây thường có một nhân căn bản chung và chỉ khác nhau ở các gốc hóa học dinh vào nhân. Vi dụ isopelletierin, metyliso-pelletierin trong vỏ rễ lựu đều có nhân pyridin. Ở các cây trong cùng một họ thực vật hay chứa các alcaloid rất gần nhau về cấu tạo, ví dụ một số cây trong họ Cà (Solanaceae) như Atropa beladona, Datura, … đềy có nhân pyrol và pyridin, đừng rời hay kết hợp với nhau (nhân tropan). Nhưng cũng có khi hai cây rất gần nhau về họ thực vật mà một cây có chứa alcaloid còn cây kia không có hoặc có chứa thì lại là những alcaloid rất khác nhau. Ví dụ: Cây Cà phê, Ipeca và Canhkina tuy cùng trong một họ Cà phề nhưng chúa những alcaloid khác hẳn nhau. Trái lại, một alcaloid có thể gặp nhiều cât thuộc họ khác nhau, như ephedrin trong Ma hoàng (họ Gneraceae) và các cây Taxus baccata (họ Taxaceae), Sida cordifolia (họ Malvaceae) … Cafein cũng thấy trong 7 cây khác nhau, Becberin cũng có ở nhiều cây thuộc nhiều họ khác nhau. Sự tạo thành alcaloid trong câySinh nguyên của alcaloid là một vấn đề quan trọng. Những nhận xét đầu tiên cho ta thấy những alcaloid có trong cùng một cây tường có cùng một kiến trúc căn bản và hcir khác nhau do những hóa chức đinh thêm vào, như các alcaloid trong hạt cau, cà độc dược, canhkina, coca, … Do đó người ta dễ quan niệm do một số quá trình oxy hóa, khử oxy, methyl hóa, khử methyl, este hoa, xà phòng hóa, … có thẻ chuyển từ alcaloid nọ sang alcaloid kia. Có giả thuyết cho rằng nhân căn bản cho các chất đường hay thuộc chất của đường sinh ra, kết hợp với amoniac để có Ni-tơ. Nhưng giả thiết được nhiều nguwofi rán thành hơn thì cho rằng alcaloid do các acid amin tạo nên bởi vì người ta thấy có nhiều sự giống nhau giữa tính chất của một số acid amin với một số alcaloid như sự liên quan giữa thuộc chất của purin và nucleotid. Những alcaloid mới tạo thành, lúc đầu nằm ở các bộp phận đang phát triển của cây (ngọn, chồi, mầm, …), về sau chuyển ra các tổ chức bên ngoài. Rất ít khi thấy alcaloid trong nhu mô ruột hoặc trong những tế bào phụ của mạch rây (libe). Người ta thường gặp alcaloid tỏng vỏ hạt và nhũ dịch. Trong cây, alcaloid thường ở trong dịch tế bào dưới dạng muối (ít khi thấy ở thể tự do – alcaloid base), do sự kết hợp với các acid vô cơ hay hữu cơ như acid xitric, tactric, oxalic, tanic, … ít khi gặp acid acetic, lactic, sunfuric, photphoric, xeanhydric. Ở một số cây, các alcaloid kết hợp với các acid đặc biệt của chính cây đó như acid quiric trong canh kina, acid meconic trong thuốc phiện, acid tropic trong họ Cà (Solanaceae) và acid aconitic trong Phụ tử, … Tỷ lệ alcaloid trong dược liệu rất ít, thường 1 – 10%. Một dược liệu có chứa 1 -3 % alcaloid đã được coi là tỷ lệ khá cao rồi. Trừ một số trường hợp đặc biệt như cây Canhkina và thuốc phiện, tỷ lệ alcaloid có thẻ lên tới 16 – 20%. Tỷ lệ alcaloid trong cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khí hậu, ánh sáng, chất đất, phân bón, giống cây, bộ phận thu hát cũng như thời kỳ thu hái,… Vì vật, đối với mỗi dược liệu cần nghiên cứu cách trồng trọt, thu hái và bảo quản thế nào để có tỷ lệ hoạt chất cao nhất và tốt nhất. Tính chất chung của alcaloid
Người lại muối alcaloid thì dễ tan trong nước, không tan trong các dung môi hữu cơ. Trên cơ sở tính chất này đã lấy riêng được các alcaloid từ dược liệu và tinh chế nó. Trừ một số trường hợp ngoại lệ alcaloid base lại tan trong nước như conin, nicotin, spactein, colchicin, cafein (tan 1/80 trong nước lạnh và ½ trong nước nông). Strychnin không tan trong ete nhưng rất tan trong clorofoc, mocphin gần như không tan trong các dung môi hữu cơ thông thường. Một số alcaloid có chức phenol tự do như mocphin, xephelin lại tan trong dung dịch kiềm. Đa số alcaloid và muối của nó đều không màu, trừ một số ít có màu như becberin (màu vàng) Phần lớn alcaloid có khả năng quay cực, thường tả truyền, trừ mấy thứ hữu tuyền như cinchonin, cicutin, aconitin, pilocacpin, …một số khác không có rác dụng với ánh sáng phân cực nhưu betain, piperin, nacxein, atropin, atropamin, isopelletierin, … khả năng quay cực của các alcaloid còn thay đổi tùy theo dung môi hòa tan nó. Hóa tính
Phản ứng kết tủa: những thuốc thử của phản ứng kết tủa gồm 2 loại khác nhau.
+ Iodoiodua (TT Bouchardat) + Mercuriiodua kali (TT Mayer – Valser) + Iodobismuthit kali (TT Dragendoff) + Iodua kép K và Cd (TT Marme)
Phản ứng màu: cho với các alcaloid những màu đặc biệt khác nhau.Một vài loại hay dùng là:
Vai trò của alcaloid trong đời sống thực vậtVấn đề này đang còn được bàn cãi, hiện nay có một số giả thuyết sau:
Muốn xác định xem alcaloid có trong một bộ phận nào của dược liệu phải dùng thuốc thử thích hợp. Có thể dùng tất cả các thuốc thử nói trên nhưng tốt nhát là thuốc thử Bouchardat vì nó cho một kết quả màu: chỉ cần nhỏ một giọt thuốc thử lên vi phẫu mới cắt (không rửa và không nhuộm), đợt một lúc rồi soi kính hiển vi, sẽ thấy kết quả tủa màu nâu nhưng trước khi kết luận phải chú ý hai nguyên nhân có thể gây nhầm lẫn:
Có thể dùng những phản ứng đặc hiệu để xác định alcaloid nhưng thường các thuốc thửu đó quá acid, phá hủy tế bào, làm cho việc xác định vị trí alcaloid khó khăn. Chiết xuất alcaloidNgười ta dựa vào những nguyên tắc sau đây:
Nhưng còn tùy theo tính chất của alcaloid như loại bay hơi và loại không bay hơi được mà phương pháp chiế xuất phải thay đổi cho thích hợp.
NH4OH chỉ có thể đẩy một phần alcaloid của Ipeca. Vôi có thẻ đẩy tất cả alcaloid của rễ lựu, còn NaHCO3 chỉ đẩy được các alcaloid không có tác dụng mà thôi. Người ta còn có thể lấy riêng alcaloid bằng phương pháp sắc ký cột, chất hấp phụ nhôm oxyt, khi alcalid đi qua cột hấp phụ và khai triển bằng dung môi thích hợp thì alcaloid được tách ra thành từng thành phần khác nhau. Định lượng alcaloidNgười ta có thể định lượng toàn bộ alcaloid hay chri một vài thứ nhất định trong một dược liệu (như mocphin trong thuốc phiện, quinin trong canh-ki-na). Có nheieuf phương pháp định lượng như:
Phương pháp nào cũng gồm 2 giai đoạn chính: lấy riêng alcaloid ra khỏi dược liệu và định lượng. Sau đây là một vài phương pháp hay dùng: Phương pháp đo acid (phương pháp thể tích)Muốn định lượng được phải viết khối lượng phân tử và khả năng kiềm của alcaloid để chọn acid và chỉ thị màu thích hợp. Sau khi lấy riêng alcaloid base, ta cho một lượng acid chuẩn độ nhất định có thừa, định lượng acid thừa bằng các kiềm thích hợp để biết lượng acid đã kết hợp với alcaloid và do đó suy ra lượng alcaloid. Việc lựa chọn hệ số để tính tỷ lệ alcaloid nhiều khi cũng khó khăn vì trong một cây có nhiều alcaloid do đó phải lấy khối lượng phân tử trung bình của các alcaloid có trong dược liệu, nhưng kết quả không được chính xác vì tỷ lệ các alcaloid trong một dược liệu không đều nhau. Thương người ta chỉ dựa vào một alcaloid chính của dược liệu để tính, ví dụ: ở lá Cà độc dược thì tính theo hyoscyamin; ở lá Beladon thì tính theo Atropin, … Việc chọn chỉ thị màu cũng rất quan trọng, vì dùng chỉ thị màu không đúng thì kết quả định lượng sẽ sai. Người ta phải căn cứ vào vùng chuyển màu của acid, kiềm dùng trong định lương, thường hay dùng là Iodeosin hoặc đỏ metyl, … Phương pháp cân.
Thường thì 1 phân tử acid tương đương với 4 phan tử alcaloid, trừ trường hợp aconitin và ecgotinin thì 1 phân tử acid tương đương với 3,5 phân tử alcaloid. Một vài alcaloid có thể chuẩn độ bằng phương pháp định lượng sinh vật; cới phương pháp này nguwofi ta cũng có thể đánh giá được độ tinh khiết và độ độc của nó. Kiến trúc và phân loại alcaloidCho đến ngày nay, toàn thế giới đã biết trên 800 alcaloid trong 111 họ thực vật. Nếu tính riêng Liên Xô thì tới năm 1950 đã tìm ra 120 alcaloid mới (chủ yeus do nhà hàn lầm Opexob và các người cộng tác của ông tìm ra). Con số alcaloid tuy lớn nhưng tính chất lý học của nó tương đối thống nhất với nhau; còn về cấu tạo hóa học thì rất khác nhau, phần lớn alcaloid có cấu tạo dị vòng, có N ở trong nhân. Ta có thể xếp những alcaloid đó vào các nhóm tho những nhân chính sau đây:
|