Bài giảng Hóa học Bài Alkaloid Giảng viên Trần Thị Phụng

ALKALOID
Giảng viên: Trần Thị Phụng
1

Mục tiêu học tập:
• Sau khi học xong chương này sinh
viên phải: Trình bày được
Định nghĩa, tính chất chung
của alkaloid.
Sự phân loại alkaloid theo
cấu trúc hóa học.
2

1.Định nghĩa
Alkali: kiềm
Oid: Nhóm chất.
Vậy alkaloid là những base hữu
cơ, luôn luôn chứa nitrogen
trong cơ cấu…
3

2. Lịch Sử:
‣1803: DESOSNE (dược sĩ người Pháp) trích ly từ cây
Á phiện một muối kết tinh có phản ứng base được goi là
muối á phiện.
‣1804: SEGUIN trích ly töø caây AÙ phieän moät
muoái keát tinh tan trong acid, traàm hieän bôûi
base.
‣1817: SERTURNER trích ly moät chaát töø caây
AÙ phieän, ñaët teân laø Morphium vaø xaùc nhaän tính
base cuûa morphium.
4

Công trình nghiên cứu đã phát minh hàng trăm chất
base, trích ly từ cây cỏ khác,
• Sự phát minh ra alkaloid trong cây cỏ là
tiếng vang rất lớn trong ngành Hóa ở thế
kỷ XIX.
• Là những nét nổi bật mạnh trong sự nghiên
cứu dược thảo chống ung thư, chống lão hóa
và kháng khuẩn của CATHARANTHUS và
PACLITAXEL từ nửa sau thế kỷ XX.
5

3. Nguồn gốc:
Thông thường các Alkaloid, trích từ
Dicotyledones,Monocotyledones,
Cryptogames, các ẫn hoa có nhiều mạch như
Lycopodiaceae chứa rất nhiều Alkaloid
mọc ở vùng nhiệt đới. Sự tiêu hóa CO 2
bởi cây cỏ là mạnh nhất và yếu tố này
đóng vai trò quan trọng trong sinh tổng
hợp các alkaloid.
6

Một cây chứa nhiều alkaloid rất ít ở
dạng tự do mà luôn ở trạng thái hóa
hợp với acid hữu cơ hoặc vô cơ.
Cùng một cây alkaloid này đóng vai trò biến
chất tính sinh lý đối với Alkaloid khác như
brucine giảm độc tính của Strychnine trong hột
mã tiền.
Hàm lượng alkaloid thay đổi nhiều hay ít tùy theo
điều kiện bên ngoài (Khí hậu, ánh sáng, mùa thu
hái.),đất đai (trạng thái vật lý và thành phần hóa
học.),phân bón …
7

Theo Polonopski, protid của tế bào thực vật chứa
amino acid như nhau
thì tại sao cây này lại tạo ra một kiểu
alkaloid khác cây kia? Vì vậy vai trò
alkaloid trong cây chưa xác định được.
• Chúng là những chất dự trữ, chất thãi hay
đóng vai trò là chất kích thích tố…
8

4. Tính chất
• Alkaloid là chất có trọng lượng phân tử
khá lớn.
• Chứa oxigene thường là chất rắn, kết
tinh, không lôi cuốn bỡi hơi nước.
• Alkaloid thường không màu, vị đắng và
có tính triền quang .
9

5. Danh pháp:
Gọi chúng theo tên riêng.
Tiếp vĩ ngữ in xuất phát từ:
• - Tên chi hoặc tên của loài cây + in, ví dụ:
Papaverin từ papaver somniferum; palmatin từ
Jatrorrhiza palmate; cocain từ erythroxylum coca.
• - Tác dụng của alkaloid đó, ví dụ: morphine do từ
morpheus ( gây ngủ)…
10

- Teân ngöôøi + in.
Ví duï Pelletierin do teân
Pelletier; Nicotin do teân J.
Nicot.
- Tieáp ñaàu ngöõ nor dieãn taû
daãn chaát maát moät nhoùm
metyl. Ví duï: Ephedrin
(C 10 H 15 ON) norephedrin
(C 9 H 13 ON).
11

6. Phân loại:
Pyridine
Pyrolidine – pyridine
Quinoline
Isoquinoline
Phenantrene
Indol.
12

6.1 Nhóm pyridine:
Sườn cơ bản
4
5
3
6
N
1
2
N
13

hóm pyridine: Trigoneline (C 7 H 7 O 2 N)
trong hạt Cà phê
COO
N
Ba(OH) 2
CH 3 NH 2
Cl
CH 3
HCl, P
COOH
CH 3 Cl
N
Acid nicotinic ( acid piridin_ 3 _carboxilic)
14

ổng hợp trigoniline (PP HANTZSCH)
COOH
MeI
COOMe
AgOH
COOH
( H 2 O)
COO
N
KOH, T
N
I
T
N
OH
N
Me
Me
Me
Trigonelin
15

Ricinine (C 8 H 8 O 2 N 2 ) trong hạt Thầu
dầu
OMe
CN
N
O
Me
16

Những alkaloid có trong hạt Cau (
Areca cotechu ) như sau:
COOH
N
H
Guvacine (acid1,2,5,6_tetrahidronicotinic)
17

COOCH 3
N
H
Guvacoline (1,2,5,6_tetrahidronicotinatmetil)
18

COOCH 3
N
CH 3
Arecoline (N_metil_1,2,5,6_tetrahidronicotinatmetil)
19

Những alkaloid có trong cây lựu (Punica
granatum) họ Punicaece
N
HO
Peletierine
20

N CH 2 C
CH 3
H
O
Isopeletierine
21

Những alkaloid có trong hạt tiêu đen
(piper nigrum) họ Piperaceae
N
O
C
H
C
C
H
C
H
O
H
C
O
Piperine
22

Piper nigrum L.
23

4
Nhóm Pyridine:
5
6
N
1
3
2
N
‣ Ricinine (C 8 H 8 O 2 N 2 )
‣Trigoneline (C 7 H 7 O 2 N)
‣ Guvacine, Guvacoline, Arecoline
‣ Peletierine, Isopeletierine
‣ Piperine
24

6.2 Nhóm Pirolidine_Pyridine.
Alkaloid có trong cây thuốc lá (nicotiana tabacum)
họ Solanaceae
25

N
N
CH 3
Nicotine
COOH
COOH
N
N
COOH
N
Acid nicotinic Acid picolic Acid isonicotine
( Pyridine_3_carboxilic) ( Pyridine_2_carboxilic) (Pryridine_4_carboxilic)
26

N
N
N
CH 3
N
H
Nicotyrine
Nor _ Nicotine
Nicotine là chất kích thích của hệ đối giao cảm, dạng tiêm cho động
vật, gây sự kích thích hệ thống thần kinh trung ương.
Sự hấp thu khói thuốc lá gây ra nột số bệnh: Về tiêu hóa, tuần hoàn,
thần kinh.
Hút thuốc lá đưa dến các hiện tượng ngộ độc: Kích ứng đường
phổi, nhiễu loạn về tim, về tuần hoàn , về tiêu hóa, về thần kinh.
Sự đốt cháy điếu thuốc càng chậm, ngoài nicotine, còn các chất độc
khác: HCN, CO2, CO. 100g thuốc lá chứa 2% nicotine.
27

6.3 Những alkaloid thuộc nhóm quinoline
• Alkaloid của vo ûcây quinquina (cinchona
Rubiaceae): Có hai alkaloid quan trọng :
quinine và cinchonine..
5
4
6
3
7
8
N
1
2
28

29

Cinchona succirubra P.
(Cây canhkina)
30

H 3 CO
6'
HO
5'
9
H
C
4'
7
8
3'
4
5
N
1
6
3
2
10 11
CH CH 2
7'
8'
N
1'
2'
31

32

33

C 3 nhóm etilen
C 6’ nhóm metoxi
• 9
C 9 nhóm hidroxi
Cơ cấu của quinine chứa 4 carbon phi đối
xứng: C 3 ,C 4 ,C 8 ,C 9 .
(3etilen-9-hidroxi-6’metoxiruban)
34

35

7'
6'
HO
5'
9
H
C
4'
4
7
5
3'
8
N
1
3
6
2
10 11
CH CH 2
5'
6'
2'
7'
N
N
8'
1'
8'
1'
9
4'
7
8
3'
2'
4
N
1
5
6
3
2
Cinchonine
Ruban
36

Cinchonine
37

38

39

Cơ cấu lập thể của quinine, quinidine
Cinchonine, cinchonidine.
HO
H 2 C CH
2
7
8
9
N
1
C
H
Q
3
4
6
H
5
H
HO
H 2 C CH
2
7
8
C
Q' '
9
N
1
H
3
4
6
H
5
HO
H 2 C
H
C
7
8
Q H
Q' '
2
CH
N
1
3
4
6
H
5
H 3 CO
Với Q=
N
Với
Q’=
N
40

.4 Alkaloid thuộc nhóm isoquinoline:
6
5
4
3
7
N
2
8
1
41

Papaver somniferum L.
(Cây thuốc phiện )
42

43

Alkaloid được trích từ cây á phiện có nhân
isoquinoline: Papaverine, laudanosine, laudanine
H 3 CO
H 3 CO
H 3 CO
H 3 CO
6'
5'
N
CH 2
1'
2'
3'
4' OCH 3
OCH 3
H 3 CO
6'
5'
N CH 3
CH 2
1'
2'
3'
4' OCH 3
H 3 CO
5'
6'
N CH 3
CH 2
1'
2'
3'
4' OH
OCH 3
OCH 3
44

Papaverine ( C 20 H 21 O 4 N )
45

Laudanosine
46

6.5 Những alkaloid thuộc nhóm phenantren:
• morphine là alkaloid quan trọng nhất trong cây Á
phiện.
HO
3
2
1
H
H
O
HO
4
5
6
11
12
10
13
9
14
15 16
8
7
N CH 3
(C 17 H1 9 O 3 N)
47

Morphine
48

H 3 CO
H 3 CO
O
O
H
H
N
CH 3
N
CH 3
OH
Codein (C 18 H 21 O 3 N)
OCH 3
The bain (C 19 H 21 O 3 N)
C* : C5, C6, C9, C13, C14
OH : C3, C6
Nhóm epoxi: C4 C5
Vòng 6 chứa N-CH3: C13 C9
Nối đôi : C7, C8
49

Codeine
50

6.6 Alkaloid thuộc nhóm Indol:
2
1
6 7
3
4
5
9
N
8
H
51

Alkaloid của chi Strychnos họ Loganiaceae:
Strychnine, Brucine, Vomicine.
17 18
R 1
1
2
R 2
3
I
4
5
9
O
6 7
II
8
10
III
11
16
IV
13
14
12
V
O
19
15 N 20
VI
VII
23
21
22
R1, R2 = H : Strychnine
R1, R2 = OCH 3 : Brucine
52

Trychnine
53

Trychnos ( họ Loganiaceae)
54

Strychnos nux-vomica L.
(Cây mã tiền)
55

lkaloid của chi Rauwolfia, họ Apocynaceae: Ajmaline,
Ajmalicine, Serpentine, Reserpine, Yohimbine.
10
9
8
7
6
5
H 3 CO
11
12
13
N
1
2
3
N
4
H
H 3 COOC
OCH 3
O C
O
OCH 3
OCH 3
OCH 3
Reserpine (C 33 H 40 O 9 N 2 )
56

Reserpine
57

58

Rauwolfia serpentina
59

Yohimbine ( C 21 H 26 O 3 N 2 )
10
9
8
7
6
5
11
12
13
N
1
H
2
H
3
H
N
4
H
H 3 COOC
OH
60

Yohimbine
C*: C3, C15, C16, C17, C20.
Nhóm amino nhị cấp
amino tam cấp
OH tại C17
carbometoxi tại C16
61

62

Yohimbine
63

7. Phương pháp ly trích:
• 7.1. Alkaloid dễ bay hơi:
Sử dụng phương pháp lôi cuốn hơi nước. Base
hiện diện trong cây ở trạng thái muối, cây
được phơi khô và nghiền nát thành bột, trộn
bột cây với chất kiềm vô cơ amoniac hoặc vôi
) thu được alkaloid dạng muối base tự do và
sau đó được lôi cuốn bởi hơi nước
Ví dụ: nicotine ( trong cây thuốc lá )
64

7.2 Alkaloid ổn định :
Sơ đồ tổng quát ly trích alkaloid ổn định
65

8. Thuốc thử để nhận biết alkaloid:
8.1 Thuốc thử tạo tủa ( thuốc thử chung):
Thuốc thử này cho với alkaloid những muối đơn
giản hoặc dang phức, chúng có thể tồn tại ở
dạng kết tinh hoặc vô định hình, ít tan hoặc
không tan trong nước, phản ứng thực hiện trong
môi trường acid nghiã là cho thuốc thử tác dụng
với muối alkaloid trong nước
66

Thuốc thử iodur
• Thuốc thử Bouchardat:
• Iod 2,5g
• KI 5g
• Nước cất 100ml
• Cho trầm hiện màu nâu, tan trong lượng
thừa thuốc thử, nó làm trầm hiện hoàn toàn
dung dịch acid của alkaloid
67

Thuốc thử Mayer_ Valser
* Thuốc thử Mayer
HgCl 2 6,8g
KI 25g
Nước cất 1000ml
* Thuốc thử Valser
HgI 2
KI
Nước cất
10g
Để yên và lọc
Lượng thừa
100ml
68

Iodur Bismuth và K
Thuốc thử Dragendorff
Bi(NO 3 ) 3 trung hòa 20g
HNO 3 đậm đặc
30g
KI 68
Nước cất
250ml
Hòa tan Bi(NO 3 ) 3 trong HNO 3 . Lọc thêm dung dịch
KI (68g) trong 60ml nước cất . Để yên 24giờ. Lọc. Pha
loãng thành 250ml với nước cất .
69

• Thuốc thử làm trầm hiện dung dịch H 2 SO 4
của alkaloid, trầm hiện màu đỏ, tan trong
lượng thừa thuốc thử.
Thuốc thử Yvon
Nitrat Bi 1,5g
KI
7g
HCl đậm đặc 20 giọt
Nước cất
20ml
70

8.2 Thuốc thử tạo màu (thuốc thử riêng )
• Đó là thuốc thử cho với mỗi alkaloid hoặc một
nhóm alkaloid có cấu trúc gần giống nhau có
một màu đặc trưng.
IRDMAN
(H 2 SO 4 đđ+HNO 3 )=a.sulfonitric.
MARQUIS = sulfoformol
Morphine cho maøu ñoû tím.
71

• LAFON= sulfoselenieu
Codein cho màu xanh cẩm thạch.
• Thuốc thử HNO 3 :
•Brucine cho màu đỏ máu; Ajmaline cho màu
đỏ.…thuốc thử có thể là tác nhân
khử như H 2 SO 4 đđ
Oxi hóa như H 2 O=,k 2 Cr 2 O 7 , HNO 3 , H 2 SO 4 .
Oxi hóa khử.
Đôi khi người ta dùng cả tác nhân trùng hợp
hóa.
72

73

74

Colchicum autumnale L.

Cây cà lá xẻ (Solanum laciniatum)

Chúc các SV đạt kết quả tốt với chương
alkaloid.