🔙 Quay lại trang tải sách pdf ebook Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học Ebooks Nhóm Zalo TS. PHAN QUỐC KINH GIÁO TRÌNH t a m — cd H0HT T H B N H HOC mm NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM TS. PHAN QUỐC KINH GIÁO TRÌNH CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN CÚ HOẠT TÍNH SINH HỌC ■ ■ NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC VIỆT NAM LỜI GIỚI THIỆU Từ xa xưa, con người đã biết sử dụng một số cây cỏ để làm thực phẩm và để làm thuốc điều trị bệnh tật và các vết thương. Theo dòng lịch sử đâ hình thành các nền y dược học cổ truyền nổi tiếng ở La Mã, Ai Cập, Trung Quốc, Ấn Độ, châu Âu Bắc Mỹ, Mỹ Latinh,... Từ chỗ chỉ biết khai thác các cây cỏ hoang dại để sử dụng, dần dần con người đã biết trồng trọt nhiều loại cây lương thực, thực phẩm và các cây cỏ dùng làm thuốc, mỹ phẩm. Đầu thế kỷ XIX, sau khi Friedrich Sertủrner chiết xuất được morphin từ nhựa quả thuốc phiện vào năm 1805 thì các nhà khoa học mà chủ yếu là các nhà hoá học và sinh học đã tập trung nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học từ cây cỏ và đó là tiền đề cho sự ra đời của ngành Hoá học thực vật - Phytochemistry. Các nhà hoá thực vật đã chiết xuất và xác định được nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học cao từ cây cỏ như quinin trong vỏ cây canh kina để điều trị sốt rét, cafein từ lá chè, hạt cà phê có tác dụng kích thích hệ thống thần kinh trung ương. Vitamin c từ quả chanh, cam có tác dụng phòng và điều trị bệnh chảy máu dưới da cho các thuỷ thủ đi biển lâu ngày. Ngoài ra còn phát hiện được nhiều hợp chất có hoạt tính trừ sâu phá hoại cây trổng như nicotin từ cây thuốc lá, pyrethrin từ hoa cúc trừ sâu, rotenon từ cây duốc cá. Trong những năm giữa thế kỷ XX, khi ngành Hoố học hữu cơ phát triển và đạt được nhiều thành tựu rực rỡ trong việc phát minh các sulfamit, aspirin, paracetamol, veronal, gardenal,... và tổng hợp toàn phần được nhiều nhóm thuốc hoá học mới, có hiệu quả điều trị cao thì chủ yếu các nhóm thuốc quan trọng là các thuốc tổng hợp hoá học toàn phần từ các nguyên liệu cơ bản có trong than đá, dầu mỏ,... Nhưng sau đó các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng nhiều thuốc tổng hợp hoá học toàn phần có cấu trúc hoá học xa lạ, ngoại lai với cấu trúc hoá học của các hợp chất thiên nhiên nên đã sinh ra nhiểu tác dụng phụ độc hại cho cơ thể con người mà chủ yếu là gây quái thai, ung thư và các tai biến nguy hiem khác như dị ứng, điếc, rụng tóc,... Vì vậy, nhiều nhà khoa học đã quay lại nghiên cứu các hợp chất thiên nhiên, vì các chất này có sẵn trong thiên nhiên, có nguồn gốc thiên nhiên, ít gây các phản ứng độc hại, đặc biệt là không gây tác dụng xấu lên hệ thống gen của người sử dụng không Qây các đôt biến gen. Các hợp chât thiên nhiên khong chi được nghiên cứu từ các cây cỏ, mà còn lấy từ động vật, vi sinh vật và được gọi chung là 3 các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học. Từ đó hình thành ngành Hoá học các hợp chất thiên nhiên - Chemistry of Natural Products và sau đó phát triển thành ngành Hoá hữu cơ sinh học - Bioorganic Chemistry. Nhờ những phát minh mới của các nhà khoa học, ngành Hoá học các hợp chất thiên nhiên đã cung cấp cho con người nhiều loại thuốc quý giá có tác dụng phòng và điềú trị nhiều bệnh tật nguy hiểm như các chất kháng sinh điều trị các bệnh nhiễm khuẩn nguy hiểm, các corticosteroid chống viêm, chống dị ứng, các hormon steroid sinh dục chống lão hoá, tăng sinh lực, kéo dài tuổi thọ, các thuốc điều trị ung thư như vincaleucoblastin, vincaleucocristín từ lá dừa cạn, taxoí từ thông đỏ, camptothecin từ cây Camptotheca acuminate. Nhiều nhà khoa học nghiên cứu trong lĩnh vực các chất alcaloid, vitamin, steroid, prostaglandin, hormon peptid,... đã được nhận giải Nobel. Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học không những được sử dụng rộng rãi trong y học mà còn được dùng phổ biến trong chăn nuôi, trồng trọt, thú y và mỹ phẩm. Đặc biệt trong 20 năm trở lại đây, các hợp chất thiên nhiên còn được sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong sản xuất các thực phẩm chức năng (functional food), bổ sung dinh dưỡng (dietary supplements) hay thực phẩm thuốc (neutraceuticals) là các sản phẩm nâng cao sinh lực, nâng cao sức khoẻ cho con người, chống oxy hoá, chống lão hoá, tăng cường miễn dịch, phòng và hỗ trợ điều trị bệnh tật, nâng cao tuổi thọ như các carotenoid, các flavonoid, các vitamin, các acid amin, các enzym. Cũng cần chú ý rằng, trong khoa học đã khám 'phá và sử dụng được nhiều hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học quý giá từ cây cỏ, động vật và vi sinh vật, nhưng thế giới sinh vật rất phong phú và đa dạng và còn nhiều loài sinh vật chưa được nghiên cứu khai thác, đặc biệt là các sinh vật biển, nhất là các sinh vật ở biển sâu. Tập sách này sẽ trình bày các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học đang được sử dụng làm thuốc, mỹ phẩm, thực phẩm chức năng cho người, các sản phẩm dùng cho nông nghiệp, các chất này được phân loại theo cấu tạo hoá học thành các nhóm chính sau: Chương 1. Các chất alcaloid Chương 2. Các chất terpenoid Chương 3. Các chất steroid Chương 4. Các chất flavonoid Chương 5. Các chất vitamin Chương 6. Các chất kháng sinh Chương 7. Các acid béo chưa no và các prostaglandin Chương 8. Các hormon Chương 9. Các chất khác Hà Nội 2011, TS. PHAN QUỐC KINH 4 Chương 1 CÁC ALCALOID GIỚI THIỆU CHUNG Các alcaloid là các hợp chất hữu cơ trong thực vật có chứa một hay nhiều nguyên tử nitơ trong phân tử và chúng có tính kiềm. Đã chiết xuất và xác định cấu tạo hoá học của khoảng 10.000 chất alcaloid khác nhau trong cây cỏ. Một ít alcaloid còn được xác định từ một số động vật như kiến, cóc hay nấm cựa, loã mạch. Nhiều alcaloid là những chất có độc tính rất cao như aconitin trong ô đầu, strychnin trong hạt mã tiền, gelsemin trong lá ngón, solanin trong mầm khoai tây và nhiều trường hợp ngộ độc dẫn đến tử vong do dùng nhầm các chất này. - Để phân loại các alcaloid người ta dựa vào vị trí của N trong phân tử của alcaloid: + Các alcaloid có N ở mạch nhánh, không có N ở trong nhân như capsaicin trong quả ớt, ephedrin trong ma hoàng. + Các alcaloid có N trong nhân dị vòng như nicotin trong thuốc lá, morphin trong thuôc phiện. Tuỳ theo bản chất của các vòng chứa nitơ mà người ta chia ra các nhóm alcaloid dị vòng khác nhau như sau: * Các alcaloid là dẫn xuất của vòng pyridin hay piperidin như nicotin trong thuôc lá, a r G C o lm trong hạt cau, lobelm trong cay Lobelia infalata. Piperidin 5 * Các alcaloid là dẫn chất của tropan như atropin và scopolamin trong cà độc dược, cocain trong lá coca. H3C— N Tropan * Các alcaloid là dẫn xuất của quinolin như quinin, quinidin trong vỏ cây canh kina. Isoquinolin * Các alcaloid là dẫn xuất của isoquinolin như L-tetrahydropalmatin trong củ bình vôi, berberin trong hoàng liên gai, morphin trong nhựa thuôc phiện, emetin trong rễ Ipeca, nuciferin trong lá sen, tubocurarin trong cây Chondodendron tomentosum. * Các alcaloid là dẫn xuất của indol như strychnin trong hạt mã tiền; reserpin trong rễ ba gạc; vinblastin, vincristin trong lá dừa cạn. Indol * Các alcaloid là dẫn xuất của purin như cafein, theobromin trong chè. -------- N ‘NH Purin Và các alcaloid có các dị vòng khác như a-dichroin (lá thường sơn) có nhân quinazolin, solanidin (trong mầm khoai tây) có nhân steroid, aconitin (trong ô đầu) có nhân cấu trúc terpenoid,... - Căn cứ vào sô' hoá trị của nitơ, người ta còn chia ra các nhóm alcaloid khác nhau: + Các alcaloid có nitơ hoá trị ba hầu hêt là các alcaloid nằm trong nhóm này. Ví dụ: ephedrin trong ma hoàng. 6 Ephedrin L-tetrahydropalmatin trong củ bình vôi. + Các alcaloid có nitơ hoá trị 5. Có hai nhóm nhỏ, các alcaloid bậc 4 như palmatin trong hoàng đằng, berberin trong hoàng liên gai. Các chất này có màu vàng đậm. Các N-oxyt alcaloid như genoscopolamin — N—►o 7 Dưói tác dụng của nước oxy già cũng có thể chuyển nhiều alcaloid thành các N-oxytalcaloid (genoalcaloid) như genoatropin, genostrychnin. Khi chuyển sang genoalcaloid thì độc tính của alcaloid sẽ giảm đi nhiều lần nhưng vẫn giữ được các hoạt tính điều trị của chúng. 1.1. LÝ HOÁ TÍNH CỦA CÁC ALCALOID Đa phần các alcaloid ở dưói dạng thể rắn và không có màu. Các alcaloid chỉ có các nguyên tử c, H, N thì thường ỏ thể lỏng như nicotin. Đại bộ phận các alcaloid có cả các nguyên tô" c, H, N, o trong phân tử và thường ở thể rắn, không tan trong nước, tan trong các dung môi hữu cơ. Chúng thường có màu trắng hay không có màu. Chúng có thể tạo muối với các acid vô cơ và hữu cơ, các muối này tan trong nưóc nhưng không tan trong các dung môi hữu cơ. Người ta thường sử dụng các đặc tính này để chiết xuất và tách riêng các alcaloid từ dược liệu. Trong khi đó các alcaloid có nitơ hoá trị 5 (amin bậc 4) thì thường có màu vàng cam hay vàng đỏ. Bản thân các alcaloid này tan được trong nước và không tan trong các dung môi hữu cơ. Các muối của chúng cũng tan được trong nước và trong các dung dịch cồn loãng. 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU CHẾ CÁC ALCALOID Chỉ có vài chục alcaloid được sử dụng rộng rãi trong y học và nông nghiệp như nicotin, anabasin, atropin, hyoscyamin, scopolamin, quinin, quinidin, L-tetrahydro—palmatin, berberin, morphin, codein, papaverin, emetin, tubocurarin, strychnin, vincamin, vinblastin, vincristin, yohimbìn, cafein, theobromin, theophylin, ephedrin, colchicin,... Các quy trình điều chế các alcaloid dựa vào các đặc điểm hoá lý của từng alcaloid riêng biệt. Ví dụ: với alcaloid nicotin thì dùng phương pháp bốc hơi cùng hơi nưốc. Cụ thể: tán nhỏ sợi thuốc lá sau khi đã sấy khô, kiềm hoá bằng ammoniac hay Na2C 03 hoặc dung dịch NaOH loãng để chuyển các muối alcaloid trong cây thành dạng base rồi cất kéo bằng hơi nước. Thường dung các dung dịch acid để chuyển nicotin lỏng thành các muối để phân lập riêng và tinh chế. Vối các alcaloid bậc 3 dạng rắn thì sử dụng các phương pháp sau: - Chiết các alcaloid dưới dạng muôi bằng các dung dịch acid loãng. 8 s i ’iv r^ÈÊầA Nguyên liệu sau khi tán nhỏ được chiết xuất bằng dung dịch acid acetic loãng hay dung dịch acid sulfuric loãng, có thể đun nóng để chiêt thì sẽ đạt được hiệu suất cao hơn. Các dung dịch chiêt có chứa các alcaloid dưới dạng muối được bôc hơi dưới áp suất giảm thành cao đặc. Sau đó kiềm hoá để chuyến các alcaloid thành dạng base và dùng dung môi hữu cơ để chiết các alcaloid này. Bốc hơi các dung môi sẽ được hỗn hợp các alcaloid. — Chiết xuất các alcaloid dưới dạng các base bằng các dung môi hữu cơ. Tán nhỏ nguyên liệu, làm ẩm và trộn vối Na2C 03 hay NaOH để chuyên các alcaloid thành dạng base. Sau đó chiết bằng dung môi hữu cơ thích hợp hoặc bằng phương pháp cất hồi lưu hay bằng phương pháp ngấm kiệt. Thường sử dụng các dung môi hữu cơ như xăng nhẹ, benzen, chlorofoc, dichloromethan để chiết. Sau khi nhận được dịch chiết thì bốc hơi bốt dung môi dưới áp suất giảm rồi hoà dịch chiết đã cô đặc với các dung dịch acid loãng. Như vậy các alcaloid sẽ chuyển sang các dạng muối tan được trong dung dịch. Kiềm hoá dung dịch acid này để chuyển các alcaloid sang dạng base. Các alcaloid sẽ kết tủa, có thể lọc lấy riêng hay có thể dung các dung môi hữu cơ thích hợp để chiết xuất chúng. Sau khi cất thu hồi dung môi thì sẽ nhận được hỗn hợp các alcaloid thô. — Cũng có thể dùng cồn ethylic để chiết xuất thẳng các alcaloid dưới dạng muối ở trong cây cỏ. Sau đó bốc hơi cồn thành cao đặc rồi kiềm hoá để chuyển các alcaloid dạng muối thành các alcaloid base và tiếp tục chiết xuất nhự,ở các phần trên. Hàm lượng các alcaloid trong cây cỏ có thể có từ vài phần trăm (có khi trên 20%) cho đến vài phần vạn hay phần mười vạn. Ví dụ: trong lá dừa cạn có chứa một phần vạn vinblastin và một phần mười vạn vincristin là những alcaloid có tác dụng điều trị ung thư máu. Trong dừa cạn có khoảng 150 alcaloid khác nhau nên việc tách riêng và tinh chế các alcaloid là rất khó khăn và phức tạp. Để tách riêng các alcaloid thì chủ yếu sử dụng các phương pháp kết tinh khác nhau bằng các dung môi khác nhau trong các điều kiện pH khác nhau. Cũng có thể sử dụng phương pháp sắc ký cột hay phương pháp trao đổi ion. 9 Trong phạm vi phòng thí nghiệm thì thường sử dụng phương pháp sắc ký bản mỏng điều chế, sắc ký cột, sắc ký lỏng cao áp để tách riêng từng alcaloid tinh sạch. Sau đó sử dụng các phương pháp đo nhiệt độ nóng chảy, đo năng suất quang cực, đo phổ tử ngoại, phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng từ hạt nhân và khối phô để xác định từng alcaloid. Một sô" phương pháp chiết xuất và xác định các alcaloid sẽ được trình bày trong các phần sau. 1.3. HOẠT TÍNH SINH HỌC CỦA CÁC ALCALOID Nhiều alcaloid có độc tính cao, chỉ vối liều vài miligram là đã có thể gây tử vong cho người. Các alcaloid như cocain, morphin là những chất ma tuý nguy hiểm. Ephedrin và các dẫn chất của chúng là các chất thuộc nhóm doping. Nói chung alcaloid có các tác dụng sinh học rsft đa dạng, chủ yếu các alcaloid được sử dụng làm thuốíc như: — Các thuốc ức chế thần kinh trung ương như: morphin, scopolamin, L-tetrahydropalmatin. — Các thuốc kích thích thần kinh trung ương như: strychnin, cafein. — Các thuốíc điều trị bệnh tim như: quinidin, ajmalin. — Các thuốc điều trị bệnh cao huyết áp như: reserpin, ajmalixin. — Các thuốc chống co thắt rihư: papaverin. — Các thuốic trị hen suyễn như: atropin, theophylin, ephedrin. — Các thuốc chống sốt rét như: quinin, chống lỵ amíp như emetin. — Các thuốc chống ung thư như: vinblastin, vincristin, colchamin, ellipticin. — Các thuốc có tác dụng kháng sinh, chống viêm như: berberin. — Các thuốic cường dương như: yohimbin. — Các thuốc trị ho như: codein. — Thuốc làm mềm cơ như: tubocurarin. — Các alcaloid của thuốc lá, thuốíc lào, của củ bách bộ và của lá na, hạt na còn được sử dụng làm thuốc trừ sâu, bảo vệ mùa màng. Tóm lại, từng alcaloid khác nhau có các hoạt tính sinh học khác nhau và cũng chỉ khoảng vài chục alcaloid được sử dụng rộng rãi trong y học và trong nông nghiệp. Trong tài liệu này chỉ đi sâu vào các alcaloid sau: Atropin và scopolamin, cocain, quinin và quinidin, L-tetrahydro-palmatin và palmatin, berberin, morphin, codein, emetin, tubocurarin, strychnin, reserpin, vincamin, vinblastin, vincristin, cafein, theobromin, colchicin, aconitin,... 1.3.1. Atropỉn và các atcaloid nhóm tropan -----N D,L-tropintropat (D,L-hyoscyamin) Các alcaloid nhóm tropan là (-) hyoscyamin và đồng phân raxemic atropin và hyoscin (scopolamin). Đó là các este. Khi thuỷ phân chúng bằng nước baryt ỏ nhiệt độ nóng 60°c thì atropin sẽ cho acid tropic và tropin, còn hyoscin thì cho acid tropic và oscin (hay scopin). — N — N Các alcaloid này có trong các cây họ Cà Solanaceae cùng với khoảng 40 alcaloid khác. Các alcaloid tropan khác còn có trong một số cây họ Erythroxylaceae như cocain trong lá cây coca và một số' cây thuộc nhiều họ khác như Convolvulaceae, Dioscoreaceae, Rhizophoraceae, Cruciferae và Euphorbiaceae. Hiện nay đã biết khoảng 200 alcaloid là dẫn chất của tropan nhưng trong y học chỉ sử dụng hyoscyaxnin, atropin, scopolamin, và trước đây có sử dụng cocain làm thuốc gây tê. 11 Các nguyên liệu để chiết xuất các alcaloid tropan là: Lá cây Datura stramonium có chứa 0,2 — 0,45% alcaloid toàn phần, trong đó chủ yếu có hyoscyamin và scopolamin và một ít atropin do hyoscyamin được racemic hoá. Lá cây Hyoscyamus niger có chứa 0,045 — 0,14% alcaloid toàn phần, trong đó chủ yếu có hyoscyamin và scopolamin. Đỉnh hoa và lá cây Atropa belladonna chứa 0,3 — 0,6% alcaloid toàn phần, trong đó chủ yếu là scopolamin, còn rễ của cây này chứa 0,4 - 0,8% alcaloid toàn phần mà chủ yếu là hyoscyamin. Các cây trên không có ở Việt Nam, ở nước ta có cây Cà độc dược (Datura metel) có chứa scopolamin và atropin ở lá, hoa và rễ. Từ lâu, Cà độc dược đã được sử dụng trong y học cổ truyền để làm thuốc điều trị hen suyễn. Cà độc dược còn được gọi là lục lược, mạn la đà thuộc họ Cà Solanaceae. Cây này mọc hoang ỏ nhiều nơi khắp Việt Nam, nhất là ở các tỉnh Trung Bộ. Cà độc dược là cây độc. Đặng Thị Hồng Vân, Phan Quốc Kinh, Nguyễn Văn Long (Trường Đại học Dược Hà Nội) đã chiết được scopolamin là alcaloid chủ yếu của lá Cà độc dược Việt Nam. Sau đó Viện Dược liệu đã chiết được hyoscyamin và atropin. Alcaloid toàn phần trong lá là 0,1 - 0,5%, trong hoa là 0,25 — 0,6%, trong rễ là 0,10 - 0,20% và trong quả là 0,12%. Y học cổ truyền đã dùng các bộ phận của cây Cà độc dược để điều trị ho, hen, thấp khốp, chông co thắt, giảm đau trong loét dạ dày, ruột, chữa trĩ, chống say sóng. Atropin ở dưới dạng tinh thể hình lăng trụ, kết tinh trong aceton. Nhiệt độ nóng chảy ở 114 — 116°c. ít tan trong nước, dễ tan trong alcol, chlorofoc, ête và aceton. Trong y học thường sử dụng dạng muối atropin sulfat tan được trong nước để pha thuốc tiêm. Atropin có tác dụng ức chế đối vối giao cảm và chống tiết cholin, chống co thắt cơ trơn nên có tác dụng làm giảm đau. Kích thích cơ, giãn đồng tử nên có thể dùng để tạo giãn đồng tử trong vài giờ. Chủ yếu dùng điều trị các cơn đau thắt đường tiêu hoá và tiết 12 niệu. Người lớn dùng 0,25 — lmg chia làm 4 liều nhỏ, uống trong 1 ngày. Tiêm dưối da 0,25 — 0,5mg chia làm 2 liều trong 1 ngày ở dưới dạng atropin sulfat. Còn dùng uống để đề phòng say tàu, xe, máy bay và dùng cấp cứu trong điều trị ngộ độc các thuốíc trừ sâu lân hữu cơ. Trong y học còn sử dụng genoatropin, chất này có tác dụng chữa bệnh như atropin nhưng độc tính lại giảm đi nhiều lần, dùng an toàn cho người bệnh hơn atropin. —N—►o Hyoscyamin có hoạt tính và độc tính mạnh hơn atropin 2 lần, nên được dùng như atropin nhưng chỉ vối liều 1/2 liều của atropin. Trong y học còn sử dụng scopolamin dưối dạng bromhydrat. Scopolamin base là chất lỏng sền sệt. [a]ổ° = -28°c tan được trong 9,5 phần nước, dễ tan trong nước nóng, alcol. Scopolamin bromhydrat nóng chảy ỏ 195°c. Kết tinh trong nước dưới dạng trihydrat, dễ tan trong nước, ít tan trong chlorofoc, không tan trong ête. Scopolamin có tác dụng làm liệt đối với giao cảm hơn atropin, nhưng có tác dụng đặc biệt an thần làm dịu hệ thần kinh trung ương, vì vậy có tác dụng trong điều trị chứng đau dây thần kinh và bệnh liệt rung (Parkinson), dùng phòng chông say máy bay, tàu, xe. Chủ yếu dùng để điều trị đau do co thắt, sung huyết cục bộ, do chấn thương hoặc viêm, đau lưng, bong gân. Còn dùng để làm thuốc an thần, giảm đau giai đoạn tiền mê, tiểu phẫu thuật, nội soi. Còn có 13 tác dụng chống dị ứng. Liều uống hay tiêm dưới da cho người lớn là 0,3 - 0,6mg/ngày, chia làm 4 lần. Là thuốc có tác dụng rất độc. 1.3.2. Cocain c o o c h 3 OCOC6H5 Cocain Là alcaloid chính của lá cây Erythroxylon coca và lá cây Erythroxylon truxillense, các cây này được trồng bất hợp pháp ỏ Nam Mỹ. Cây coca được trồng từ xa xưa bởi thổ dân Inca. Năm 1860 đã chiết được cocain từ lá coca. Trong lá coca có từ 0,7 — 1,5% các alcaloid chính là cocain, cinamoyl cocain và a—truxilin cocain. Lá coca trồng ở Nam Mỹ và Sri Lanca có chứa nhiều cocain, trong khi đó lá coca trồng ở Nhật Bản lại có nhiều cinamoyl cocain. Cocain kết tinh hình phiến trong cồn, nóng chảy ở nhiệt độ 98°c, [a]1D8 = -35° (cồn 50°), ít tan trong nưóc, dễ tan trong chlorofoc, ête. Trong y học được dùng dưới dạng cocain hydroclorua, tinh thể không màu, không mùi, vị đắng sau gây tê lưõi và môi, nóng chảy ở 195°c, dễ tan trong nưóc, không tan trong ête. Được dùng làm thuốc gây tê tại chỗ, dùng trong phẫu thuật và nhất là dùng trong nha khoa. Cocain là chất ma tuý gây nghiện nguy hiểm, thường con nghiện sử dụng dưới dạng hít. Cocain là alcaloid độc, gây nghiện. 1.3.3. Quinin và Quinidin H3CO Là hai alcaloid của cây canh kina (Cinchona sp.), thuộc họ Cà phê (Rubiaceae). Đây là cây thuôc và nguyên iiệu để sản xuất quinin và quinidin nguồn gốc Nam Mỹ, vối 4 loài quan trọng nhất là: — Cinchona succirubra Pavon có chứa 6,5% alcaloid toàn phần, trong đó cỏ 30 - 60% là các alcaloid nhóm quinin. 14 — Cinchona ledgeriana Moens. — Cinchona calisaya Weddell. — Cinchona officinalis L. Từ lâu, vỏ cây canh kina đã được dùng làm thuốic trị sốt rét ở Nam Mỹ. Từ năm 1630, ngưòi ta đã biết dùng vỏ cây này để trị sốt và từ năm 1677 đã được sử dụng ở London với tên “Vỏ Pêru”. Từ cây mọc hoang, năm 1792, các nhà khoa học đã tổ chức trồng trọt cây canh kina ở nhiều vùng khác nhau trên thế giới, nhất là ỏ Angeri, Pêru và Java, Bollivia và sau đó là ở Malaysia, Việt Nam và châu Phi (Camơrun, Ghinê). Ở Việt Nam, cây canh kina được trồng ở Lâm Đồng chủ yếu là loài Cinchona ledgeriana. Là cây gỗ cao 10 - lõm, lá mọc đốì nguyên, gân lá hình lông chim, phiến lá hình trứng hoặc hình mác, màu xanh lục hay đỏ nhạt, cụm hoa là chùm sim hay ngù ỏ đầu cành màu trắng hoặc hơi hồng, lưỡng tính, bầu dưới. Bầu có 2 ngăn, nhiều noãn. Quả nang, hạt có cánh. Bộ phận dùng là vỏ cây. Canh kina Việt Nam có chứa 6 -10% alcaloid toàn phần, trong đó chủ yếu là quinin, quinidin chỉ có với hàm lượng nhỏ, ngoài ra còn có khoảng 20 alcaloid khác. Vỏ canh kina có tác dụng bổ, vị đắng, kích thích tiêu hoá, hạ nhiệt, đặc biệt có tác dụng diệt kỷ sinh trùng sốt rét (tác dụng của quirũn). vỏ cây canh kina là nguyên liệu để sản xuất quinin và một phần nhỏ quinidin. Đại bộ phận quinidin — thuốc điều trị loạn nhịp rung tim - được bán tổng hợp từ quinin bằng 2 phản ứng oxy hoá và sau đó hydrogen hoá trở lại để thay đổi lại cấu hình không gian. Quinin ở dưới dạng các tinh thể hình kim, nóng chảy ở 177°c, [a] = -169° (cồn 97°). Dung dịch quinin trong H2S 04 loãng cho huỳnh quang màu xanh. ít tan trong nưốc, tan trong alcol chlorofoc. Hầu như không tan trong ête dầu mỏ. Được dùng dưới dạng quinin sulfat để uống và quinin dihydroclorid để tiêm. Quinin có tác dụng diệt thể phân liệt của ký sinh trùng sô't rét trong máu. Hầu như không có tác dụng lên thể giao tử nên chỉ có tác dung điều trị mà không có tác dụng phòng bệnh sốt rét. Ngưòi lốn uống 1 - l,5g/ngày, uống liên tục 5 - 7 ngày dạng muối quinin sulfat. Tiêm 0,6g/mũi tiêm, 2 - 3 lần/ngày dưối dạng muối quinin hydroclorid hay quinin dihydroclorid. Hiện nay quinin vẫn là thuốíc chủ yếu điều trị sốt rét, nhất là sốt rét ác tính, có thê dùng phôi hợp với Fansidar. Dùng quìnin có thể có tác dụng phụ gây ù tai và có thể gây điếc. Liều cao trên 8g có thể gây tử vong cho ngưòi. Còn dùng Quinidin gluconat: - Có tác dụng điều trị bệnh loạn nhịp rung tim. - Được dùng dưới dạng thuốc tiêm, lml có chứa 80mg quinidin gluconat. - Quinidin cũng có thể gây các phản ứng phụ như quinin. 1.3.4. Các alcaloid là dẫn chất của isoquinolin 1.3.4.1. L-tetrahydropalmatin và palmatin clorua L-tetrahydropalmatin — một alcaloid nhóm isoquinolin — là alcaloid chính của củ Bình vôi Việt Nam (Stephania glabra). Cây này mọc hoàng ở các vùng núi, nhất là núi đá vôi ở miền Bắc, miền Trung và Đông Nam Bộ. Bộ phận dùng là củ. Phan Quốc Kinh và các cộng sự (1965) đã xác định alcaloid chính của củ bình vôi Việt Nam là L-tetrahydropalmatin chứ không phải là Rotundin như TS. Kondo (Nhật Bản) đã xác định sai. Các nhà khoa học Nhật sau đó đã đính chính lại sài lầm này. L- tetrahydropalmatin Palmatin clorua OCH3 Rotundin Phương p h á p chiết xuất: Củ bình vôi được thái mỏng, nhỏ và sấy khô, sau đó tán thành bột. Bột được làm ẩm vối dung dịch bão hoà Na2C 03 để chuyển các 16 alcaloid dạng muôi sang dạng base và chiết nóng bằng benzen (đun nóng bằng hơi nước). Sau đó tách dịch chiết benzen và để nguội. Acid hoá dịch chiêt benzen vối dung dịch acid sulfuric loãng, lắc kỹ nhiều lần, để lắng và tách phần nước acid có chứa các alcaloid ở dưối dạng sulfat. Làm tiếp 2 lần vối dung dịch acid sulfuric loãng, tách dịch acid. Gộp các dịch acid, kiềm hoá đến pH =11 bằng Na2COg. Sẽ xuất hiện tủa trắng của các alcaloid base không tan trong nước. Đe qua đêm, lọc lấy tủa. Sấy khô, tán nhỏ (thường đạt tỷ lệ 1,5 — 2% tính từ dược liệu khô). Sau đó kết tinh bột alcaloid toàn phần nhiều lần bằng cồn thì sẽ tách được L—tetrahydropalmatin tinh khiết (đạt từ 1 — 1,5%). Rồi cho alcaloid vào dung dịch acid hydrochloric loãng cho tan hết, bốc hơi dung dịch còn lại 1/10 thể tích. Để nhiệt độ lạnh thì sẽ xuất hiện tủa L-tetrahydropalmatin—hydroclorua dưới dạng bột trắng. Lọc và sau đó sấy khô ở 80°. Alcaloid base nóng chảy ở 141 — 142°c, [a] = -291° (cồn 95°), kết tinh trong methanol. Đun Lr-tetrahydropalmatin trong methanol với iod và KÕH thì nó sẽ bị oxy hoá tạo thành palmatin dưới dạng iodua. Sau đó hydrogen hóa palmatin iodua bằng natriboro hydrid thì được D và L - tetrahydropalmatin. h 3c o H 3C 0 O C H 3 Methanol O C H 3 o c h 3 o c h 3 L- tetrahydropalmatinPalmatin iodua (có màu vàng) NaBH4 H3CO h 3c o h 3c o H3CO' ,o c h 3 + o c h 3 O C H 3 O C H 3 L- tetrahydropalmatin D- tetrahydropalmatin (không có hoạt tính sinh học) D,L- tetrahydropalmatin Palmatin cũng có với một lượng nhỏ trong củ bình vôi. Palmatin có nhiều trong cây hoàng đằng (Fibraurea tinctoria), cây này mọc 17 hoang nhiều nơi ở nước ta. Palmatin được dùng làm thuốc kháng sinh phòng chống dịch lỵ, trị bệnh đau mắt dưới dạng palmatin clorua. Đem hydrogen hoá bằng natri borohydrit thì sẽ nhận được D,Lf-tetrahydropalmatin. Chất này chỉ có hiệu lực an thần bằng a L-tetrahydropalmatin vì đồng phân D-tetrahydropalmatin không có hoạt tính sinh học. D,L-tetrapalmatin được sử dụng nhiều ỏ Trung Quốc dưới dạng thuốc uống và thuốc tiêm để giảm đau, an thần. Công dụng chính của L-tetrahydropalmatin là an thần, giảm đau, chống co thắt, giãn cơ. Người lốn uống 30 — 60mg/ngày, chia làm 2 lần. Dùng quá liều quy định sẽ bị ngộ độc. Palmatin clorua được dùng dưối dạng dung dịch 0,3 - 0,5% để làm thuốc nhỏ mắt do có tác dụng kháng sinh và chống viêm. 1.3.4,2. Berberin clorua Là alcaloid chính của các cây: - Hoàng liên gai (Berberis wallichiana D.Q). - Hoàng liên chân gà (Coptis teeta Wall). - Hoàng bá (Phellodendron amurense), mọc hoang và được trồng ở xung quanh dãy Hoàng Liên Sơn. - Vàng đắng (Coscinium fenestratum), mọc hoang ở Nam Trung Bộ và các tỉnh Đông Nam Bộ.' 0 nước ngoài, berberin được sản xuất từ các loài cây Berberis vulgaris, Berberis aquifolium, Hydratis canadensis và Coptis chinensis Franch (Hoàng liên bắc). Trong y học sử dụng berberin ở dạng muối clorua hay muối sulfat. Berberin clorua * Phương p h á p chiết xuất: Bột dược liệu được chiết bằng cồn etylic 70° theo tỷ lệ 1 dược liệu - 8 dung môi (kg/lít) và được đun hồi lưu sôi trong 2 giờ. Lọc nóng dịch chiết, bốc hơi dịch chiết cho đến thành cao sền sệt. 18 Thêm dung dịch NaCl bão hoà, trộn đều 30 phút, đế qua đêm. Lọc lấy tủa berberin clorua màu vàng cam sẫm. Kết tinh lại nhiều lân trong cồn etylic 75° thì sẽ nhận được berberin clorua màu vàng da cam. Từ vỏ rễ hoàng liên gai chiêt được berberin clorua với hiệu suất 11%. Từ thân cây vàng đắng chiết được berberin clorua vối hiệu suất 2 - 3%. Berberin clorua có ở dưới dạng tinh thể hình kim, rất ít tan trong nước lạnh, tan nhiều trong nước nóng, hầu như không tan trong cồn lạnh, chlorofoc, ête. Để có chê phẩm tan trong nưốc thì điều chế berberin sulfat (C20H18NO4)2SO4, chất nàỵ ở dưới dạng tinh thể hình kim màu vàng, tan trong nước, tan trong cồn. * Phương p h á p diều chế: Hoà berberin clorua vào nưốc nóng, cho thêm Na2C03 cho đến pH = 9. Sau đó lại cho thêm dung dịch H2S 04 10% cho đến pH = 3 (àcid). Bốc hơi dung dịch thành dạng đặc, để nguội và làm lạnh thì sẽ tủa berberin sulfat. Lọc lấy tủa, kết tinh lại trong cồn 70°. •Đem hydrogen hoá berberin sulfat bằng NaBH4 thì sẽ nhận được D,Lr-tetrahydroberberin, còn gọi là canadin. Canadin có tác dụng an thần. Alcaloid canadin tự nhiên có trong cây Hydratis canadensis, bên cạnh berberin và hydrastin. < o c h 3 o c h 3 * Công dụng và liều dùng của berberỉn: Berberin là một loại thuốc có hoạt tính kháng sinh, chống viêm. Gần đây, các nhà y học phương Tây lại rất chú ý đến các hoạt tính sinh học mói của berberin. Những nghiên cứu mối nhất đã xác định berberin có tác dụng chống lại nhiều loại vi khuẩn Gram (+), Gram (-), và các vi khuẩn kháng acid. Bên cạnh đó nó còn có tác dụng chống lại một số loại nấm men gây bệnh và một số động vật nguyên sinh. 19 Trên lâm sàng, nó có tác dụng điều trị bệnh đau mắt hột ở các giai đoạn khác nhau. Sau một đợt điều trị 3 tuần bằng thuốc nhỏ mắt berberin thì đã không tìm thấy vi khuẩn Chlamydia trachimatis ồ mắt bệnh nhân, v ề điều này, berberin hơn hẳn sulphacetamit. Trên lâm sàng trong việc điều trị các bệnh nhiễm khuẩn đường ruột thì berberin có hoạt tính điều trị tốt hơn furazolidon, metronidazol và quinacrin. Trong điều trị cho 100 trẻ em bị bệnh tiêu chảy và viêm ruột thì berberin có tác dụng tương đương với các loại kháng sinh thuộc các thê hệ mới. Trong điều trị tiêu chảy cho ngưòi lớn thì berberin cũng có hoạt tính như cloramphenicol, nhưng để điều trị bệnh tả thì berberin tốt hơn hẳn so với cloramphenicol, nhất là hạn chế được các trường hợp tử vong, lại không gây ra phản ứng phụ nào nguy hiểm. Khi sử dụng berberin để điều trị các trường hợp ngộ độc cấp tính gây nên bởi các độc tố do E. coli tiết ra thì berberin có hoạt tính điều trị rất tốt. Việc dùng berberin để điều trị các bệnh đường ruột không ảnh hưởng tới việc phát triển của hệ vi sinh vật có ích ở đưòng ruột. Berberin còn có tác dụng chống lại vi khuẩn gây bệnh Streptococus pyogenes. Các nghiên cứu mới nhất chứng minh rằng, khi dùng phối hợp berberin vói một số kháng sinh sẽ hạn chế được tác dụng phụ gây ra bởi các kháng sinh đối với hệ vi sinh vật đưòng ruột. Vì vậy, việc sử dụng berberin để điều trị một sô bệnh nhiễm khuẩn là một hưống đang được chú ý phát triển ở nhiều nước. ở nước ta, từ năm 1972, Phan Quốc Kinh và Đặng Thị Hồng Vân (Trường Đại học Dược Hà Nội), đã nghiên cứu điều chế berberin từ hoàng liên gai, hoàng bá để góp phần chủ yếu dập tắt dịch lỵ trong thời gian đó. Trong thời gian kháng chiến chống Mỹ, ngành Dược Việt Nam ở Nam Trung Bộ đã sản xuất berberin từ vàng đắng. Sau năm 1975 thì nhiều cơ sỏ xí nghiệp đã tham gia sản xuất berberin từ vàng đắng để dùng trong nước và xuất khẩu. * Công d ụ n g chính của berberin: - Phòng và điều trị bệnh lỵ trực khuẩn. - Điều trị viêm ruột, viêm đại tràng, rổi loạn tiêu hoá, ỉa chảy. - Trị đau mắt hột. - Thông mật, trị viêm gan. 20 * Liều dùng: — Người lớn uống 0,2 — 0,5g/ngày, uống từ 5 — 7 ngày. - Dưới dạng berberin clorua hay berberin sulfat. 1.3.4.3. Nuciferin Nuciferin từ lá sen, tâm sen (Nelumbo nucifera). Y học cổ truyền Việt Nam sử dụng tâm sen, lá sen làm thuốc an thần, gây ngủ. Năm 1971, Phan Quốc Kinh và cộng , sự đã chiết xuất được nuciferin từ lá sen bánh tẻ. Đã xác định nuciferin từ cao lá sen có tác dụng an thần, gây ngủ. Năm 1972, Marko (Mỹ) cũng xác định được nuciferin có tác dụng an thần. Trong tâm sen cũng có nuciferin và các alcaloid khác như liensinin, isoliensinin, neferin. Các thuôc an thần Senvong, Sevona, Seivo, Seroga và thực phẩm chức năng Senvocaps đều có chứa cao lá sen, cao tâm sen có chứa nuciferin. Nuciferin còn được dùng làm chất giảm béo, hạ đường huyết, giảm lipid và cholesterol máu, chống ngộ độc amphetamin. 1.3.4.4. Các alcaloid của thuốc phiện Thuốc phiện là nhựa lấy từ vỏ quả của cây thuốc phiện, còn gọi là cây anh túc, a phiến, a phù dung. Cây thuốic phiện có tên khoa học là Papaver somniferum L., thuộc họ Thuốc phiện Papaveraceae. Từ thòi xa xưa, cách đây khoảng 6.000 năm, con người đã biết sử dụng cây thuốc phiện. Người ta cho rằng châu Á là quê hương đầu tiên của cây thuốc phiện, còn Iran, Thổ Nhĩ Kỳ là những nước đầu tiên trồng cây thuốc phiện. Rồi cây thuốc phiện được đưa từ Trung Cận Đông vào trồng ở Ân Độ, Afganistan, Pakistan, Mianma, Thái Lan, Trung Quốc, Lào, Việt Nam và đến tận Mexico, Colombia. Đầu thế kỷ XVII, người châu Âu mối biết được tính chất chữa bệnh của thuốc phiện. Nhựa của thuốc phiện được lấy từ khi quả còn xanh, chuyển sang màu vàng nhạt, phải trích nhựa vào lúc tròi khô ráo. Dùng các dụng cụ có răng rạch sâu vào quả, vết rạch phải đủ sâu đến các ống nhựa mủ của quả. Đem phơi nắng cho nhựa khô. Nhựa thuốíc phiện có chứa từ 7 — 13% alcaloid, alcaloid chính là morphin, có loại nhựa có thể chứa tới 20% alcaloid. Ngoài ra còn có các alcaloid khác như thebain, narcotin, codein, papaverin,... Nhựa thuốc phiện có màu nâu sẫm. Khi cứng lại người ta đóng thành bánh có kích cỡ khác nhau và bọc bằng lá thuốíc phiện, hay bọc giấy đỏ. Trung bình 1 quả thuốc phiện cho 0,02g nhựa khô. Trong y h.ọc, nhựa thuốc phiện được dùng làm thuốc trị ỉa chảy, ho, giảm đau, gây ngủ và morphin là hoạt chất chính của thuốc phiện. Trong công nghiệp Dược sử dụng morphin chlohydrat để bào chế thuốc tiêm và morphin sulfat để bào chế thuốc viên để uống. Sơ đồ chiết xuất alcaloid của thuốíc phiện như sau: Kton hoở hồnij NH«OH, ChỉẽtbỏngaUol AtidaceiK lofing 8enien* Acỉdatrtic ioâng (chứa morphin acetat)| J (Narcotin)Dichbeiưen Dịch nước axit (chứa codein, thebain) *NHtOH, Kẽt run B ith a l 22 BỗchỢỊ Papaverin acetat Morphin có tác dụng chọn lọc và trực tiếp với tê bào thần kinh trung ương, nhất là vỏ não. Nhiều trung tâm bị ức chê (trung tâm cảm giác đau, trung tâm hô hấp, trung tâm gây ho) nhưng có những trung tâm bị kích thích nên gây ra nôn mửa, co đồng tử, chậm nhịp tim. Morphin ức chế vỏ não và những trung tâm ở gian não, ức chế cảm giác đau rất đặc hiệu. Morphin có tác dụng an thần, gây ngủ và làm giảm hoạt động tinh thần, liều cao có thể gây mê, làm mất tri giác. Tóm lại, morphin là thuốc giảm đau dùng trong các trường hợp bị chấn thương, sau phẫu thuật, trị ỉa chảy và cũng có tác dụng chốhg ho. Nhưng khi dùng morphin và thuốc phiện lâu ngày sẽ bị nghiện. Morphin và thuốc phiện và nhất là heroin (diacetylmorphin — được bán tổng hợp từ morphin và anhydrid acetic) là những chất ma tuý nguy hiểm nhất. Ngưòi nghiện morphin bị rối loạn về tâm lý, nói dối, lười biếng, ít chú ý vệ sinh thân thể. Có các triệu chứng thực thể như ngáp, co đồng tử, thiếu máu, chán ăn nên sút cân, gầy, mất ngủ, già trước tuổi, run rẩy. Người nghiện bị giảm khả năng chống nhiễm khuẩn, dễ chết vì các bệnh truyền nhiễm. Người nghiện luôn luôn “đói morphin”. Khi cai thuốc có những triệu chứng đặc biệt như đi lỏng, rối loạn tuần hoàn, nôn, vã mồ hôi, chảy »ưốc mắt, đau thắt ngực, trầm cảm, có khi bị kích thích thần kinh,... Hiện tượng này có thể kéo dài 1 - 2 tuần và sẽ mất ngay nếu dùng lại morphin (hay các chất gây nghiện thuộc nhóm opioid). Codein có trong thuốc phiện với một hàm lượng thấp. Trong công nghiệp Dược được bán tổng hợp từ morphin vói trimethyl phenylamonihydroxyd. Trong y học sử dụng morphin dưới dạng muối hydroclorua hay sulfat để làm thuốc giảm đau, an thần. Codein để làm thuốc giảm đau, an thần, trị ho. Narcotin để làm thuốc trị ho. Papaverin làm thuốc 23 chống co thắt và các dẫn chất khác của thuốc phiện như nalorphin, naltrexon để làm các chất đối kháng, chống ngộ độc thuốc phiện và cai nghiện heroin cùng các chất ma túy opioid khác. Cấu tạo hóa học của các alcaloid của thuôc phiện có nhiều liên quan với nhau và chỉ thay đổi một phần cấu tạo hóa học là tác dụng sinh học đã khác nhau và có khi còn đối ngược nhau như trường hợp morphin với nalorphin và naltrexon. Trong công nghiệp Dược, morphin được dùng làm thuốc và phần lớn làm nguyên liệu bán tổng hợp codein ethylmorphin (thuốíc trị ho); nalorphin (thuốc đối kháng với morphin); apomorphin (thuốc gây nôn và mới đây phát hiện có tác dụng như Viagra đã được bán ở Nhật). Morphin còn là nguyên liệu để điều chế ma túy nguy hiểm, heroin, bằng cách acetyl hóa thành dẫn chất diaxetyl morphin. Morphin hydroclorua là muôi của morphin và HC1 ở dưới dạng tinh thể hay khối lập phương không màu, hay ở dạng bột tinh thể trắng, tan trong nước, ít tan trong cồn. ở Mỹ, Anh,... lại sử dụng morphin sulfat. Morphin có tác dụng giảm đau và ức chê hệ thần kinh trung ương. Được dùng uống hay tiêm để điều trị các cơn đau thắt ngực, đau do ung thư, đau do phẫu thuật, chấn thương. Nó còn có tác dụng trị ho. Còn dùng để giải độc khi ngộ atropin, quinin, cafein. Người lớn uống: 0,01g/lần; 0,05g/ngày. Tiêm: 0,005g/lần; 0,02g/ngày. Thuốc độc, gây nghiện dùng phải theo sự chỉ dẫn sát sao của thầy thuốc. Cho morphin phản ứng với anhydrit acetic thì nhận được chất ma túy heroin. Trong phân tử morphin có một nhóm —OH phenolic, khi metyl hóa nhóm này thì sẽ tạo thành codein. Phản ứng này phải dùng một tác nhân metyl hóa nhẹ nhàng, chỉ 24 metyl hóa được nhóm -OH phenolic mà không metyl hóa được nhóm -OH ancol. Tác nhân đó là Trimetyl phenyl amonihydroxyt. Phản ứng metyl hóa này đạt hiệu suất 90%. Codein ở dưới dạng các tinh thể không màu hay bột kết tinh trắng, vị đắng, ít tan trong nước, tan nhiều trong nước sôi, tan trong cồn, ête, chlorofoc, benzen. Nóng chảy ở 154 - 156°c. Năng suất quay cực ở 15° là - 136° (dung dịch 20% trong cồn etylic). Trong y học thường dùng dưối dạng codein phosphat; codein được dùng làm thuốc giảm đau, an thần, trị ho. Dùng uống cho người lớn từ 20 — 60mg codein phosphat cho 1 ngày. Thường dùng dưới dạng phôi hợp terpin codein để trị ho. Codein tuy ít độc hơn morphin nhưng vẫn là thuốc độc gây nghiện. Thuộc nhóm các alcaloid dẫn chất isoquinolin còn có emetin — điều trị lỵ amíp và D-tubocurarin, thuốc curarơ làm mềm cơ để tiêm cho những người chuẩn bị phẫu thuật lồng ngực. 1.3.4.5. Emetin Là alcaloid của rễ cây Ipeca (Cephaelis ipecacunanha) là cây mọc hoang nhiều nơi ở Ân Độ và Malaysia. Năm 1817, Pelletier và Magendic đã chiết được emetin từ rễ cây Ipeca. Bên cạnh emetin còn có các alcaloid cephaelin, psychotrin. Trưốc kia rễ Ipeca được dùng làm thuốc long đòm, gây nôn. Sau này đã phát hiện được' tác dụng chống amíp gây bệnh lỵ ỏ người của emetin. Emetin ở dưới dạng bột trắng vô định hình, nóng chảy ỏ 74°c, dễ biến thành màu vàng dưới tác dụng của ánh sáng và nhiệt độ, dễ tan trong methanol, ethanol, chlorofoc, ít tan trong nưốc. Trong y học dùng dưới dạng muối emetin dihydroclorua, nóng chảy ở 235 - 255°c (phân hủy). Emetin có tác dụng diệt lỵ amíp trực tiếp, có tác dụng điều trị bệnh lỵ do ký sinh trùng amíp gây ra, không có tác dụng điều trị bệnh lỵ do vi khuẩn gây ra, còn có tác dụng cầm máu trong trường hợp ho ra máu, nôn ra máu. Liều tiêm bắp cho ngưòi lớn lmg/kg thể trọng/ngày, dùng mỗi đợt 5 - 7 ngày. Các đợt phải cách nhau 45 ngày. Nên dùng kèm với thuốc tiêm Strychin sulfat lmg/ngày để đỡ mệt. Muốn uống thì phải dùng viên bọc keratin 0,03g, ngày uống 2 viên (tránh bị dịch dạ dày phá hủy emetin). 25 h 3c o h 3c o ' 2HCI 0CH3 0CH3 Emetin dihydroclorua 1.3.4.6. D-tubocurarin Từ xa xưa các thổ dân thượng nguồn sông Amazon (Brazil, Peru) đã dùng các chất độc để tẩm tên độc. Một trong những chất độc đó được lấy từ cây Chondodendron tomentosum. Từ cây này các nhà khoa học đã chiết được D-tubocurarin (là chất curarơ đựng trong các ống cây) và xác định chất này có tác dụng làm mềm cơ, với liều cao có thể gây tử vong. h3c^ h3cx D- tubocurarin Trong y học sử dụng dạng muối D—tubocurarin chlorua để làm thuốc tiêm trước khi phẫu thuật lồng ngực để làm giảm sức căng của các cơ của lồng ngực. 1.3.5. Các alcaloid nhân indol Là nhóm alcaloid có nhiều loại thuốc quý giá như các thuốc hạ huyết áp, các thuốíc điều trị loạn nhịp rung tim, các thuốc điều trị các bệnh ung thư. Nhiều alcaloid thuộc nhóm này có độc tính rất cao như strychnin có trong hạt mã tiền, gelsemin lá ngón và thường gây ra nhiều vụ ngộ độc dễ đi đến tử vong. Trong phần này sẽ trình bày các alcaloid chính là Strychnin, Reserpin, Vincamin, Vinacaleucoblastin, Vincaleucocristin. 26 1.3.5.1. Strychnin Là alcaloid chính của hạt mã tiền. Cây mã tiền có tên khoa học là Strychnos nux—ưomica thuộc họ Mã tiền Loganiaceae. Cây này mọc hoang có trữ lượng lớn ở Đông Nam Bộ. Bộ phận dùng là hạt quả lấy từ quả chín. Trong hạt có 2 — 3% alcaloit toàn phần, trong đó chủ yếu là strychnin và bruxin (có lượng tương đương nhau) và các alcaloid khác như vomicin, novacin,... Trong y học chỉ sử dụng strychnin, không sử dụng bruxin vì chất này độc. ít có hoạt tính kích thích hệ thần kinh trung ương. Phương pháp chiết xuẩt strychnin: Hàm lượng strychnin trong hạt có từ 1 - 1,5%. Giai đoạn quan trọng nhất là loại bỏ bruxin để nhận được strychnin tinh khiết. Hạt mã tiền được hấp chín cho mềm sau đó cắt thành lát, sấy khô rồi tán mịn. Trộn bột với Na2COg làm ẩm, để một đêm, sau đó chiết nóng bằng benzen, hay dichloromethan với tỷ lệ lkg dược liệu, 8 lít dung môi hữu cơ bằng đun hồi lưu 2 giờ. Lọc nóng (phần bã chiết tiếp lần thứ hai). Gộp dịch chiết, acid hóa bằng dung dịch H2S 04 10% để chuyển alcaloid base thành các dạng muối sulfat. Tách riêng phần nước acid, kiềm hóa nước acid bằng Na2C03 cho đến pH = 11. Sẽ xuất hiện tủa alcaloid toàn phần dưới dạng base. Lọc riêng, sấy khô, tán nhỏ. Hòa bột này vào dung dịch HNOg 10% và đun nóng 1 giờ. Bruxin sẽ bị phá hủy thành chất có màu đỏ bởi acid nitric. Còn strychnin chuyển sang dạng nitrat. Cho thêm than hoạt tính, đun nóng 1 giờ. Lọc nóng. Để nguội thì strychnin nitrat sẽ kết tủa, dẫn chất bruxin còn lại trong nước mẹ. Sau đó chuyển strychnin nitrat thành base bằng tác dụng của dung dịch Na2C 03 bão hòa, rồi sau đó chuyển thành dạng muối strychnin sulfat bằng dung dịch acid sulfuric 5%. Strychnin sulfat được dùng làm thuõc kích thích thần kinh trung ương. Dùng quá liều sẽ ngộ độc, gây co giật như uôn ván, sau đó ngừng hô hấp và tử vong. Strychnin có trong thành phần cao mã tiền được dùng trong sản xuất thuốc chữa phong thấp: phong thấp bà Giằng. 27 Từ loài cây Strychnos sp. (SKV1) ở Bắc Giang, Phan Quốc Kinh, Đặng Thị Hồng Vân, đã chiết được strychnin hiệu súất cao từ các bộ phận của cây và đặc biệt lý thú là không phát hiện được bruxin trong cây này. Hạt chứa: 3,23% strychnin nitrat. Vỏ thân chứa: 2,2% strychnin nitrat. Lá chứa: 2,5% strychnin nitrat. Ớ Việt Nam có nhiều loài lá ngón mọc hoang ở miền Bắc là Gelsemium elegans, ở miền Trung và miền Đông Nam Bộ là Gelsemium serpervirens. c ả hai cây này đều chứa alcaloid độc là gelsemin. Đó là nguyên nhân gây tử vong cho nhiều vụ ngộ độc hay đầu độc ở nưốc ta. 1.3.5.2. Reserpin Là alcaloid chính của rễ cây ba gạc hoa đỏ Rauwolfia serpentina (L) Benth và nhiều loài ba gạc khác như Rauwolfia verticilllata; Rauwolfia vomitoria; Rauwolfia cambodiana. Các cây này được dùng từ lâu ở nhiều nước để điều trị rắn cắn, hạ huyết áp. Các nhà khoa học đã chiêt được khoảng 100 alcaloid khác nhau từ các loại ba gạc, trong đó quan trọng nhất là reserpin, rescinnamin được dùng làm thuốc hạ huyết áp. ơ Việt Nam có nhiều loài ba gạc, ỏ phía Bắc có Rauwolfia ưerticiỉlata mọc ở Lào Cai, Cao Bằng, Lạng Sơn, Ninh Bình, Thanh Hóa. ở miền Trung và Đông Nam Bộ có ba gạc lá to Rauwolfia 28 Ểằẳ.tíấ* cambodiana Pierra. Ba gạc Rauwolfia vomitoria mọc hoang ở Phú Thọ. Cả 3 loại này đều có reserpin ở rễ. Cây ba gạc được nghiên cứu nhiều nhất là ba gạc hoa đỏ - Rauwolfia serpentina. Ớ Việt Nam thì mới tìm thấy ở Tây Nguyên. Mọc hoang chủ yếu ở An Độ, Mianma, Thái Lan, Indonesia, Lào. Đã được trồng ở quy mô lớn ở nhiều nước. Trong rễ khô có chứa 2 — 3,5% alcaloid toàn phần, có khoảng 30 alcaloid khác nhau, trong đó chủ yếu là reserpin và rescinamin. Cả 2 chất này đểu được dùng làm thuốc hạ huyết áp. Ngoài ra còn có các chất ajmalin và yohimbin nhưng vối hàm lượng rất thấp. Yohimbin có tác dụng cương dương, điều trị suy thoái chức phận sinh dục ở nam giới, được chiết chủ yếu từ cây Pausinystalia yohimbe họ Cà phê Rubiaceae. Reserpin Rescinamin Reserpin ở dưới dạng bột vi tinh thể trắng hay hơi vàng nhạt, không có mùi dễ tan trong chlorofoc, khó tan trong cồn, aceton, gần như không tan trong ête và nưốc. Nóng chảy ở 261 - 265°c (phân hủy). Reserpin có tác dung ha huyêt ap, lam. chạm nhịp tim va. con có tác dụng an thần, gây ngủ do có tác dụng ức chế hệ thần kinh trung ương. Chủ yếu dùng để điều trị bệnh tăng huyết áp và các chứng rối loạn tâm thần, các trạng thái bồn chồn. Người lớn uông 0,1 - lmg/ngày. Dùng reserpin có thể có các phản ứng phụ rối loạn đường tiêu hóa, nôn, ỉa chảy, ngủ gà, chán ăn. Rescinamin có tác dụng hạ huyết áp nhẹ hơn Reserpin nên được dùng cho các bệnh nhân tăng huyết áp vừa phải. 1.3.5.3. Yohimbin (C21H26N2OJ ở dưới dạng tinh thể kết tinh trong cồn loãng, nóng chảy ở 234°c. [o ff = +50,9° -r +62,2° (ethanol), UVmax = 226, 280, và 291nm. Rất ít tan trong nưốc, tan trong ethanol. Yohimbin có tác dụng làm dãn mạch ngoại vi nên cũng được dùng làm thuốc hạ huyết áp, nhưng chủ yếu được dùng làm thuốc cường dương. Người lớn uống 2 - 4mg/ngày. 1.3.5.4. Vincaleucoblastin và Vincaleucocristin Từ cây dừa cạn Catharanthus roseus (L) G. Don, họ Trúc đào Apocynaceae. Là cây mọc hoang ở nhiều nơi ở nưóc ta và còn được trồng phổ biên làm cây cảnh ở các vườn hoa. Dừa cạn còn mọc nhiều ỏ châu Phi, Nam Á, Đông. Nam Á. ở Phú Yên đã trồng dừa cạn quy mô lớn để xuất sang Pháp. Trưốc đây ở miền Bắc cũng đã xuất khẩu lá dừa cạn sang Hungari. Bộ phận dùng để chiết xuất các alcaloid làm thuốc điều trị ung thư vincaleucoblastin, vincaleucocristin và các nguyên liệu bán tổng hợp vincaleucoblastin là vindolin và catharanthin đều từ lá cây dừa cạn. Rễ để chiêt alcaloid hạ huyết áp - ajmalixin — và chiết xuất cao rễ để điều trị bệnh tăng huyết áp. Trong dừa cạn có khoảng hơn 150 alcaloid nhân indol được chia ra các nhóm chính như sau: 30 Các alcaloid indol monome có chứa 1 vòng indol như vindolin, catharanthin. Các alcaloid indoldime có chứa 2 vòng indol trong phân tử như vincaleucoblastin, vincaleucocristin. Cây dừa cạn sinh tổng hợp các alcaloid indol từ acid mevalonic qua nhiều phản ứng sinh tổng hợp sẽ tạo thành các alcaloid monome như vindolin và catharanthin. Hai alcaloid monome này sẽ gắn với nhau để tạo thành vincaleucoblastin. Tỷ lệ vincaleucoblastin và vincaleucocristin ở trong lá rất thấp. Gluc Các Iboga alcaloid Aspidosperma alcaloid và vindolin trong lá dừa cạn từ acid mevanolic 31 Còn hàm lượng vindolin và catharanthin trong lá lại cao. Vì vậy, hiện nay người ta đã tách riêng 2 alcaloid này rồi ngưng tụ chúng vối nhau dưới tác dụng của men để tạo thành vincaleucoblastin và từ vincaleucoblastin bằng phương pháp hóa học - oxy hóa hay sử dụng enzym sẽ chuyển hóa alcaloid này thành vincaleucocristin có tác dụng và hoạt tính tốt hơn vincaleucoblastin. Các nhà khoa học Việt Nam đã chiết được vinaleucoblastin ở lá dừa cạn Việt Nam cũng như chiết được vindolin và catharanthin vối hàm lượng cao từ lá. Từ rễ đã chiết được ajmalicin — là thuốc hạ huyết áp với tên biệt dược là Raubaxin. Từ vindolin và catharanthin sẽ bán tổng hợp được các alcaloid chống ung thư như sau: Vindolin 32 Từ rễ dừa cạn Việt Nam, Phan Quốc Kinh còn chiết được ajimalicin và tetrahydroalstonin o o Ajimalicin Tetrahydroalstonin Vinblastin (tên gọi ngắn của Vincaleucoblastin) có công thức hóa học là C46Hg8N40 9. ở dạng kết tinh hình kim, nóng chảy ở 211 - 216°c. [oc]d6 = + 42° (chlorofoc), UVmax= 214, 259nm. Trong y học sử dụng muôi vinblastin sulfat tinh thể hình kim, nóng chảy ở 284 - 285°c. UVmax= 214, 259nm. Là thuốc thiết yếu để điều trị ung thư như bệnh Hodgkin, u lympho bào lưới, u sùi dạng nấm, ung thư vú, ung thư phổi, ung thư da, tinh hoàn, buồng trứng. Dùng tiêm tĩnh mạch liều 4 — 7mg/m2 diện tích cơ thể theo sự chỉ dẫn chi tiết của thầy thuốc. Vincristin (tên thu ngắn của Vincaleucocristin) có công thức hóa học là C46H56N4O10. ở dạng kết tinh hình ptúến trong methanol nóng chảy ở 218 - 220°c. [ Dạng pinan Dạng camphan (bornan) Dạng fenchan \ Limonen -OH s a-terpineol ,0 s Cineol a-pinen P-pinen Menthon X II Menthol •OH Thymol 43 Sau đây trình bày một số chất monoterpen có tr.ong một số loài cây cỏ chứa tinh dầu. Một số loại tinh dẩu có chứa các chất terpenoid quan trọng Tinh dầu Cây Bộ phận dùng Tỷ lệ tinh dầu (%) Tỷ lệ các chất chính (%) Công dụng Ghi chú Bergamot Citrus aurantium ssp bergamia Vỏ quả tươi (ép) 0,5 Liomonen (42), Linalyl acetit (27), y-Teroinen (8 ), Linalool (7) Chất thơm, trị liệu tinh dầu, mỹ phẩm Camphor Cinnamomum camphora Gỗ 1-3 9 Camphor (27-45), Cineol (4-21), Safrol (1-18) Xà phòng Caraway Carum carvi Quả chín 3-7 (+)Carvon (50-70), Limonen (47) Chất thơm, chất màu, trị liệu tinh dầu Cardamon Elettaria cordamomum Chamomile Chamaemelum nobile Citronella Cymbopogon winterianus, c. nardus Coriander Coriandrum sativum Quả chín 3-7 y - Terpinyl acetat (25-35), Cineol (25-45), Linalool (5), Hoa khô 0,4-1,5 Các este aliphatic của các acid angelic, tiglic, isovaleric, isobutyric (75-85) Lá tươi 0,5-1,2 (+)Citronellal (25-55) Geraniol, (+)Citronellol (10-15), Geranyl acetat (20- 40) Quả chín 0,3-1,8 (+)linalool (60-75), y -Terpinen (5), a - Pinen (5), Camphor (5) Chất thơm, chất màu Chất thom, trị liệu tinh dầu Mỹ phẩm, trị liệu tinh dầu, diệt côn trùng Chất mùi, chất màu Dill Anerrthum graveolens Quả chín 3-4 (+)Carvon (40-65) Chất mùi, chất thơm Eucalyptus Eucalyptus globules, E. smithii, E. polybracter Lá tươi 1-3 Cineol (= eucalyptol) (70-85), a - Pinen (14) Chất thơm, sát trùng, trị liệu tinh dầu Eucalyptus (Lemon scented) Eucalyptus citriodora Lá tươi 0,8 Citronellal (65-85) Mỹ phẩm Gừng Zingiber officinale Củ khô 1,5-3 Zingiberen (34), p - sesquiphell àntren (12), (3 - phellantren (8 ), p - bisabolen (6 ) 44 Chất thơm, chất kích thích. Gingerol không bay hoi. Tinh dầu Cây Bộ phận dùng Tỷ lệ tinh dầu (%) Tỷ lệ các chất chinh (%) Công dụng Ghi chú Juniper Juniperus communis Lavender Lavandula angustifolia, L.officinalis Quả chín khô Đỉnh hoa tươi 0,5-2 a-oinen (45-80), Myrcen (10-25), Limonen (1- 10), Sabinen (0-15) 0,3-1 Linalyl acetat (25-45), ùnalool (25-38) Chất tham, sát trùng, lợi tiểu, trị liệu tinh dầu Mỹ phẩm, trị liệu tinh dầu, an thần nhẹ, gây ngủ Lemon Citrus limon Vỏ khô (ép) 0,1-3 (+) (-) limonen (60-80), p-pinen (8- 12), y- terpinen (8- 10), Vitral (= geranial + neral) (2-3) Chất thơm, mỹ phẩm, trị liệu tinh dầu Lemon lá cỏ Cymbopogon citratus Lá tươi 0,1-0,3 Citral (= geranial + neral) (50-85) Mỹ phẩm, trị liệu tinh dầu Matricaria (Chamomile Đức) Matricaria chamomilla (Chamomilla recutica) Hoa khô 0,3-1,5 (+) (-)ct- bisabolol (10-25), Oxide bisabolol A và B (10-25), Chamaz ulen (1-15) Chất thơm. Chamazulen cho màu xanh đậm Cam đắrrg Citrus aurantium ssp. amara Vỏ quả khô (ép) 0,5-2,5 (+) (-) limonen (92-94), Myrcen Chất thơm, trị liệu tinh dầu Hoa cam (Neroli) Citrus aurantium ssp. amara Hoa tươi 0,1 Linalool (36), p-pinen (16), Limonen (12), Linalyl acetat (6 ) Chất thơm, mỹ phẩm, trị liệu tinh dầu Bạc hà Peppermint Mentha piperita Lá tươi 1-3 Menthol (30-50), Menthon (15-32), Menthyl acetat (2 - 10), Mrnthofuran (1-9) Chất thơm, chất màu, trị liệu tinh dầu Thông Pinus palustris hay một số Pìnus sp. Lá, cành nhỏ a-terpineol (65) Sát trùng, diệt sâu bọ, trị liệu tinh dầu Thông Pumilio Pinus mugo ssp. pumilio Lá 0,3-0,4 a- và p- phellantren (60), a- và p-ponen (10-20 ), Bornyl acetat (3-10) Xông mũi Hoa hồng Rosa damascena, R.gallica, R.alba R. centifolia Hoa tươi 0 ,002- 0,003 Citronellol (36), Geraniol (17), 2-phenyl athenol (3), Các hydrocacbon C 1 4 -C 2 3 (25) Mỹ phẩm, trị liệu tinh dầu Rosemary Rosmarinus officinalis Đầu hoa tươi 1-2 Cineol (15-45), a-pinen (10-25), p- pinen (8), Camphor (10-25) Mỹ phẩm, trị liệu tinh dầu Tinh dẩu Cây Bộ phận dùng Tỷ lệ tinh dau (%) Tỷ lệ các chất chính (%) Công dụng Ghi chú Sage Salvia officinalis Đầu hoa tuoi 0,7-2,5 Thuijon (40-60), Camphor (5-22), Cineol (5-14), Limonel (6 ), Ỵ-Caryophyllen (10) Trị liệu mỹ phẩm, thực phẩm, chất thơm Gỗ đàn hương Santalum allbum Tâm gỗ 4,5-6,3 Các sesquiterpen, a-Santalol (50), p- Santalol (21), Bạc hà Spear Mentha spicata Lá tươi 1-2 (-) Carvon (50-70), (-) Limonen (2-25) Mỹ phẩm, trị liệu tinh dầu Chất thơm, chất màu, trị liệu tinh dầu Chàm Mela leuca alternifolia Lá tươi 1 ;8 Terpinen -y-ol (30-45), y-Terpinen (10-28), a-Terpinen (5-13), p- Cymen (0,5-12), Cineol (0,5-10), a-Terpineol (1,5-8) Sát trùng, trị liệu tinh dầu, phổ sát trùng rộng Thyme Thymus vulgaris Đầu hoa tươi 0,5-2,5 Thymol (40), P-cymen (30), Linalool (7), Carvacrrol (1) Sát trùng, trị liệu tinh dầu, chất thơm, thực phẩm Dầu Turpentin Pinus palustris và một số Pinus sp. khác Cất nhựa lấy từ vỏ (+) và (-)cc-pinen (35-65) (60-70), p-pinen Nguyên liệu cho cõng nghệ hóa chất 2.2.1. Các monoterpen dị biệt (Irregular monoterpenes) Một sô cấu trúc monoterpen thiên nhiên có cấu tạo dị biệt khác với cấu tạo đầu nôi đuôi của các monoterpen dị biệt. Khung monoterpen thông thường O O Các khung monoterpen dị biệt Đại diện cho nhóm này là các pyrethrin có trong hoa cúc trừ sâu Chrysanthemum cỉnerariaefolium. Các monoterpen Ri r 2 Tỷ lệ (%) Pyrethrin 1 c h 3 c h = c h 2' 35 Pyrethrin II c o 2c h 3 c h = c h 2 32 Cinerin 1 c h 3 c h 3 10 Cinerin II c o 2c h 3 c h 3 14 Jasmolin 1 c h 3 Et 5 Jasmolin II c o 2c h 3 Et 4 Cây hoa cúc trừ sâu được trồng quy mô lớn ở Đông Phi nhất là ỏ Kenia, còn được trồng ở Equador và úc. Cây hoa cúc trừ sâu có chứa 0,7 — 2% các chất Pyrethrin. Được dùng để làm thuốic trừ sâu bảo vệ mùa màng, ít độc hơn các thuốc trừ sâu hóa học. Dựa vào cấu trúc hóa học của các pyrethrin thiên nhiên, các nhà khoa học đã tổng hợp được nhiều thuốíc trừ sâu mới có hoạt tính cao hơn pyrethin I hàng ngàn lần, lại ít độc hơn cho động vật có vú, đó là permethrin và phenothrin. 47 Hai sản phẩm này được sử dụng rộng rãi làm thuốc trừ sâu và có tác dụng diệt chấy ở. tóc. 2.2.2. Các iridoid Khung iridan có trong công thức các ừidoid là một monoterpen chính hiệu chứa vòng cyclopentan gắn vối dị vòng 6 cạnh chứa oxygen. ị ị } Iridan Iridoiđ Ố Thuộc nhóm có các hoạt chất của rễ cây Nữ lang — Valeriana officinalis có tác dụng an thần, gây ngủ, chống stress, lo âu, phiền muộn. Đó là các chất valepotriat (chiếm 0,5 — 1,6% rễ). Trong đó chủ yếu có valtrat (80%). o Valtrat Đã có các nghiên cứu valtrat có tác dụng gây độc đối vối các tê bào, đó là điểm hạn chế của việc ứng dụng rộng rãi cao nữ lang làm thuốic an thần và gây ngủ. 2.3. CÁC SESQUITERPEN (C15) Thuộc nhóm này có các hoạt chất chính của cúc thơm Tanacetum parrthenium, Chamaemelum nobile, Matricaria chamomilla, Thanh hao hoa vầng Artemisia annua, cây Bông Gossypium hirsutum. Y học cổ truyền dùng cúc thơm để điều trị thấp khớp, đau nửa đầu, đau răng và các rối loạn chu kỳ kinh nguyệt. Bộ phận dùng là lá có chứa hoạt chất chính là parthenolid (khoảng 1% từ lá khô), mùi thơm là của các monoterpen như cainphor. Y học hiện đại sử dụng cúc thơm để điều trị bệnh đau nửa đầu. Hai dạng cúc thường dùng làm thuốc là cúc La Mã Chamaemelum nobile và cúc Đức Matricaria chamomilla, là cây mọc hàng năm, được trồng ở châu Âu và sử dụng phần ngọn hoa có chứa nhiều tinh dầu. Parthenolid o Cúc La Mã có tác dụng sát trùng nhẹ và chông viêm. Còn cúc Đức chủ yêu được dùng để chống viêm và chống co thắt đường tiêu hóa, viêm dạ dày. Cúc Đức có chứa a—bisabolol và chamazulen. (-,-------------- Matricin Chamazulen o Chamazulen là chất được tạo thành do quá trình điều chế, nó được tạo thành từ matricin. Cúc La Mã chứa một hàm lượng nhỏ chamazulen. a - bisabolol có hoạt tính chống viêm, sát khuẩn, chông loét. Chamazulen có tác dụng chống viêm do ức chế enzym cyclooxygenase trong sinh tổng hợp prostaglandin và tác dụng chống viêm, có thể là do ức chế sự tạo thành leucotrien. Các nhà khoa học Trung Quốc đã chiết xuất và xác định cấu trúc hóa học của artemisinin - một loại thuốc phòng và trị bệnh sốt rét rất có hiệu quả từ cây thanh hao hoa vàng Artemisia annua. Trong y học cổ truyền Trung Quốc và Việt Nam, cây thuốc này được dùng làm thuốc hạ nhiệt, giảm sốt hàng trăm năm nay. Bệnh sốt rét gây ra bởi các đơn bào Plasmodium đặc biệt là Plasmodium falcifarum. Vi sinh vật này được truyền qua muỗi cho người, và hàng năm có 2 - 3 triệu người trên thế giới chết do bệnh này. 49 Các thuốc chống sốt rét tổng hợp hóa học như chloroquin ít có hiệu quả trong điều trị bệnh sốt rét do ký sinh trùng sốt rét nhờn thuốc. Artemisinin là một sesquiteroen có cầu nối peroxit hiếm gặp, có hoạt tính trị sốt rét cao. Artemisia annua có chứa 1% artemisinin, nhưng có nhiều chủng cây này chỉ chứa 0,05 — 0,2%. Một sô" chủng lại có chứa acid artemisinic (0,2 - 0,8%) và một lượng nhỏ artenisinin. Có thể dễ dàng chuyển acid artemisinic thành artenisinin. Đem khử artenisinin bằng natri borohydrid thì được dihydroartenisinin - là một nguyên liệu trung gian bán tổng hợp các thuốc chống sốt rét có hiệu quả cao như artemether, artether; còn sử dụng artesunat natri (muôi natri của acid artesunic) làm thuốic tiêm chống sốt rét nhưng chất này dễ bị phân hủy trong môi trường kiềm. H : I I oArtemisinin H : H : H OH Dihydroartemisinin H : t ộ H HOOC H OR R =CH3: Artemether R = Et : Artether Acid artesunic 50 Gossypol là một sesquiterpen có trong hạt cây bông Gossypỉum hirsutum, G. herbaceum, G. arboreum, G. barbadense. ở một sô vùng Trung Quốc, ngưòi dân ăn dầu hạt bông còn dư lượng gossypol thì có hiện tượng nam giới mất khả năng sinh sản. Gossypol có tác dụng như là một thuốc chống thụ thai cho nam giới, làm thay đổi sự trưởng thành của tinh trùng, sự di chuyển của tinh dịch và vô hiệu hóa các enzym của tinh dịch cần thiết cho khả năng sinh sản. ở Trung Quổíc đã thử lâm sàng sử dụng gossypol làm thuốc chống thụ thai cho nam giới. Kết quả có hiệu lực nhưng độc gây nhiều di hại cho người sử dụng, nên không đưa vào sản xuất. Đã xác định đồng phân (-)gossypol có hoạt tính chống thụ thai. Còn đồng phân (+)gossypol gây ra nhiều độc tính và cũng chính chất này có hoạt tính chống ung thư và siêu vi khuẩn. OHC OH (+) gossypol HO CHO (-) gossypol 2.4. CÁC DITERPEN (C20) Diterpen quan trọng và đơn giản nhất là phytol: OH Phytol 51 Và gốc phytyl có trong cấu tạo hóa học của vitamin Kj ' Phy lloquinone): o o Phytyl còn có mặt như là một mạch nhánh của chlorophyl a— Đại diện đặc thù nhất của các diterpen là taxol (Paclitaxel) có trong Thông đỏ, được chiết xuất lần đầu tiên vào năm 1971. Taxol là một este diterpen có hoạt tính chống ung thư. Thuốic chông ung thư taxol được chiết từ vỏ cây thông đỏ Taxus brevifolia, là cây mọc rất chậm lốn ở Tây Bắc Canada và nhiều bang ở Mỹ. Từ vỏ của 3 cây thông đỏ 100 tuổi chỉ chiết được khoảng lg taxol, một đợt điều trị cho một bệnh nhân cần 2g taxol. Nhu cầu thế giới hàng năm là 100 — 200kg taxol. AcO o o PhAp Ph IOH Taxol (Paclitaxel) HO-- 10-deacetyl baccalin III: Hũocetaxel (Taxofere) Từ lá và cành Taxus baccata mọc hoang và được trồng nhiều ở Mỹ và châu Âu có chứa baccalin III và 10—deacetyl baccalin. Hai chất nàý có thể chuyển hóa thành taxol. Trong y học sử dụng taxol để điều trị ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư phổi, ung thư đầu và cố. Docetaxel (Taxotere), một dẫn chất bán tổng hợp của taxol đi từ 10—deacetyl baccalin có hoạt tính điều trị ung thư buồng trứng và ung thư vú. 2.4.1. Lá ngân hạnh (Gibkgo biloba) Cây ngân hạnh có nguồn gốc ở Trung Hoa, nhưng được trồng rộng rãi làm cây cảnh ở Anh, Pháp và Mỹ. Y học cổ truyền Trung Quốc dùng quả của cây Bạch quả để điều trị một sô" bệnh về đường hô hấp, còn quả non được dùng làm rau ăn. Y học hiện đại đã xác định lá ngân hạnh là một dược liệu quý giá và hiện nay được dùng rất rộng rãi trên thị trường quốc tế. Cao lá ngân hạnh có tác dụng tăng cường tuần hoàn ngoại biên và tuần hoàn não, có tác dụng điều trị các bệnh mạch máu não và chứng hay quên, giúp điều trị chứng suy giảm trí nhớ, lú lẫn cho người cao tuổi, tăng cường cung cấp máu lên não, đảm bảo các chức phận tuần hoàn não, trị chứng mất thăng bằng thần kinh, suy giảm thính giác. Hoạt chất của lá ngân hạnh là hỗn hợp các terpenoid và flavonoid. Lá khô có chứa 0,1 - 0,25% các lacton terpen bao gồm 5 chất: ginkgolid A, ginkgolid B, ginkgolid c, ginkgolid J, ginkgolid M. Còn chứa bilobasid, các ginkgolid là các diterpenoid. Bilobasid là sesquiterpenoid. Lá khô còn chứa 0,5 - 1,0% các ílavonoid. Đó là hỗn hợp của các mono-, di—, tri—glycosid của các flavonol-kempferol và quercetin, ngoài ra còn chứa các biflavonid. Các biílavonoid này có tác dụng chông oxy hóa. Ngưòi ta thường phối hợp cao lá ngân hạnh với nhân sâm để dùng cho người cao tuổi. 53 Ri r 2 r 3 Ginkgolid A OH H H Ginkgolid B OH OH H Ginkgolid c OH OH OH Ginkgolid J OH H OH Ginkgolid M H OH OH Kempferol: H Quercetin: OH 2.4.2. Forskolin Trong quá trình sàng lọc các cây thuốc dùng trong y học cổ truyền Ân Độ, đã xác định cao rễ cây Colus forskohlii họ Lamiaceae có tác dụng hạ huyết áp. Từ rễ cây này đã tách chiết được diterpen forskolin, còn gọi là coleonol với hàm lượng 0,1%. Forskolin có hoạt tính kích thích trực tiếp lên cyclase adenylat và là thuốc có tác dụng điều trị bệnh Glaucom, suy tim, cao huyết áp, hen suyễn. Forskolin 2.5. CÁC SESTERTERPEN (C25) Là một nhóm terpenoid mối phát hiện, chủ yếu có trong nấm mốc và các sinh vật biển. Điển hình là ophiobolen và ophiobolin A có trong Helminthosporium maydis — một loại nấm hại cây. Ophiobolin A có phổ tác dụng rộng chống lại vi khuẩn, nấm môc và các loài giun sán. Đại diện điển hình thường gặp ở sinh vật biển thuộc nhóm này là selarin có cấu tạo hóa học 5 vòng. 2.6. CÁC TRITERPEN (C30) Các triterpen được sinh tổng hợp từ squalen. Squalen là tiền chất của các chất triterpen và steroid. Một sô" dầu hạt thực vật có chứa nhiều squalen như hạt Amaranthus cruentus. Một sô" triterpen thường gặp là: Lanosterol, ví dụ: a-amyrin Cycloartenol, ví dụ: Taraxasterol Cururbitacin E, ví dụ: Amyrin Euphol, ví dụ: Hopan-22-ol Lupeol, ví dụ: Tetrahymanol 2.6.1. Các saponin triterpenoid Các khung triterpenoid 5 vòng thường tạo thành dạng cấu trúc 55 saponin triterpenoid. Các saponin là các glycosid tan được trong nước vì có tính sức căng bề mặt và xà phòng. Tên saponin có nguồn gốc tiếng Latinh. Sapo là xà phòng và nhiều cây chứa saponin được dùng để giặt áo quần như Saponaria officinalis, Quiỉỉạịa sapoparia,... Các nguyên liệu này gây tiêu huyết, ly giải hồng huyết cầu do làm tăng độ thấm qua màng plasma, do vậy chúng có độc tính cao khi tiêm vào mạch máu. Một sô cao thực vật chứa saponin được dùng để tẩm tên độc. Nhưng một số’ saponin không độc hại có trong một số thực phẩm có giá trị như đậu nành, đậu xanh, rau chân vịt, kiểu mạch. Các saponin khi thủy phân bằng acid thì cho các phần đường và aglycon (sapogerin). Các aglycon có thể có cấu tạo triterpenoid hay steroid. Nhiều cây chứa hàm lượng cao các saponin như vỏ cây Quillaia có chứa 10%. Các triterpenoid có hàm lượng ít trong các cây Một lá mầm nhưng nhiều trong các cây Hai lá mầm. Y học sử dụng nhiều cây thuốc có chứa các saponin có cấu tạo p-amyrin. Chất này được sinh tổng hợp từ squalen các cây có nhiều saponin như vỏ cây QuiUaia, Cam thảo, Aesculus hippocasfrum, Nhân sâm. Squalen p-amyrin Squalen-2,3-oxyd Cation triterpenoic Cation lupenyl Khi thủy phân các saponin (hoặc bằng dung dịch acid loãng đun nóng, hoặc băng enzym) thì được các genin trong đó có nhiều acid 56 terpenic như: acid oleanolic, hederagenin, gypsogenin, acid quillaic, acid glycyrhetinic, acid asiatic. Tỷ lệ các saponin triterpenoid trong thực vật rất cao. Ví dụ: rễ cam thảo có từ 2 — 12% acid glycyrrhizic, hạt Aesculus hippocastanum có 13% aesin. Ri r 2 Acid oleanolic -c h 3 -H Hederageni -c h 2o h -H Gypsogenin -CHO -H Acid quillaic -CHO -OH p-amyrin R1 = R2 = H Môt vài ví dụ khác về khung cơ bản và cấu tạo hóa học của các genin: 57 K hung lanostan OH VD: C ycloastragenol o Các saponin thường có vị đắng, dễ gây kích ứng niêm mạc. Tan trong nước, trong ethanol, methanol loãng, rất ít tan trong ête, aceton, hexan. Khi thủy phân các saponin (bằng dung dịch acid loãng và nóng hay bằng enzym) thì sẽ được các phần đường và phần aglycon hay genin. Dựa vào cấu tạo hóa học của các aglycon mà chia ra 2 nhóm saponin khác nhau: - Các saponin triterpenic. - Các saponin steroid. Về mặt nguồn gôc sinh học thì cả hai loại này đều được sinh tổng hợp từ squalen. Saponin sterpenic 5 vòng, gồm có các khung: olean; ursan; lupan; hopan. Các saponin triterpenic 4 vòng gồm có các khung: damara, lanostan, cucurbitan. 58 30 Sau đây trình bày một số cây cỏ chứa saponin triterpen dùng làm thuốc và thực phẩm chức năng. 2.6.2. Cam thảo Rễ cây cam thảo Glycyrrhiza glabra được trồng ở Tây Ban Nha, Ý, Pháp, Nga, Trung Quốc,... Thường được dùng dưới dạng cao để pha chế bia, bia đen, tạo mùi cho thuốc lá. Y học cổ truyền Trung Quốc, Việt Nam,... dùng làm chất điều vị cho các bài thuốc y học cố truyền. Rễ cam thảo chứa glycyrrhizin là một hỗn hợp muôi kali và calci của acid glycyrrhizic (còn gọi là acid glycyrrhizinic). Acid glycyrrhizic là digluconid của aglycon glycyrrhetic (còn gọi là aglycon glycyrrhetic). Màu vàng của cam thảo là màu của các ílavonoid như liquiritin và iso liquiritin và các aglycon tương ứng của chúng. Rễ cam thảo còn chứa 5 - 15% các chất đường như glucose, sucrose. Glycyrrhizin ngọt hơn đường sucrose từ 5 0 - 150 lần, cam thảo có tác dụng chông viêm được dùng để điều trị thấp khớp, bệnh Addison và các bệnh viêm khác. Dẫn chất bán tổng hợp carbenoxolon sodium của acid glycyrrhetic được sử dụng rộng rãi làm thuốc chông loét dạ dày và tá tràng. 59 Ểầ h o 2c A A \ / \ H HO9C b Acid glycyrrhetic O H Acid glycyrrhizic © Carbenoxolon sodium 2.6.3. Nhân sâm (Parax ginseng) Rễ của cây nhân sâm Parax ginseng họ Araliaceae ỏ Trung Quốc, Triều Tiên và Nga cùng các loại Panax liên quan như: Sâm Mỹ - Panax quinquefolium ỏ Mỹ và Canada; Tam thất - Panax notoginseng (San chi ginseng) ở Trung Quốc, Việt Nam; Sâm Việt Nam - Panax Vietnamensis ỏ miền Trung Việt Nam; được sử dụng để điều trị nhiều bệnh tật như bệnh thiếu máu, tiểu đường, viêm dạ dày, mất ngủ, suy giảm hoạt động tình dục và suy nhược toàn thân. Gần đây, ginseng đã được sử dụng rộng rãi không chỉ làm thuốc mà còn dùng để sản xuất các thực phẩm chức năng dưới dạng bột, cao và chè. Nhân sâm sấy khô bình thường thì được gọi là sâm trắng — bạch sâm. Nếu chế biến bằng hơi nưốc nóng thì nó sẽ có màu hồng nâu gọi là hồng sâm. Do quá trình chế biến, hồng sâm có hoạt tính sinh học cao hơn bạch sâm. Nhân sâm là một dược liệu được xếp vào nhóm adaptogen - sinh thích nghi, giúp cơ thế chống lại các stress, khỏe mạnh và tăng sinh lực, phòng và hỗ trợ điều trị ung thư, còn được dùng làm thuốc cưòng dương. 60 Sâm Triều Tiên là loại có giá trị cao nhất và rất đắt. sử dụng nhân sâm lâu dài có thể có các hiện tượng như ngộ độc corticosteroid bao gồm: cao huyết áp, phiền muộn, khó ngủ. Nó cũng có tác dụng hạ huyết áp và trấn tĩnh. Rễ nhân sâm có chứa nhiều saponin triterpenoid, có cấu tạo nhóm phụ damaran. Các saponin này được gọi là các ginsenosid (theo các nhà khoa học Nhật) hay là các panaxosid (theo các nhà khoa học Nga). Chúng là dẫn chất của 2 - aglycon chính: Protopanaxadiol; Protopanaxatriol. Các đường được đính vào các aglycon ở nhiều vị trí khác nhau. Đã xác định được khoảng 30 ginsenosid, ginsenosid Rg— 1 và ginsenosid Rb-1 có nhiều trong Panax ginseng. Các ginsenosid Rb—1 và Rd có nhiều trong tam thất. Các ginsenosid Rb-1, Re và malonyl Rb có nhiều trong sâm Mỹ. Khi thủy phân saponin toàn phần của nhân sâm thì nhận được acid oleanolic - một sapogenin triterpenoid 5 vòng. Hàm lượng các saponin trong sâm Mỹ là khoảng 6%, trong tâm thất khoảng 12%, trong nhân sâm p. ginseng khoảng 1,5 - 2%. Rễ của Sâm Siberi — Eleutheroccus senticosus (Acathophanax senticoccus■), họ Araliaceae cũng được sử dụng như Nhân sâm dưới tên sâm Nga hay Sâm Siberi. Nó cũng có tác dụng sinh thích nghi như Panax ginseng. Hoạt chất của nó là các eleutherosid. OH 2.6.4. Rau đắng (Bacopa monnierí) Là cây rau nhỏ, mọc ở vùng đất ẩm ướt, được dùng làm rau án sống hay nấu canh có nhiều ở Ấn Độ, Nepal, Sri Lanca, Trung Quốc, Đài Loan và Việt Nam, ở Florida, Ha Oai (Mỹ), cây thuộc họ Scrophulariaceae. Y học cổ truyền Ấn Độ sử dụng rau đắng để điều trị động kinh và hen suyễn. Nó có tác dụng chống lo âu phiền muộn. Chế phẩm từ cao 61 rau đắng có tác dụng làm tăng cưòng trí nhớ. Rau đăng có chứa các alcaloid (brahmin, herpestin), đặc biệt là các saponin triterpenoid như bacosid A, bacosid A3, bacosid B,... OH Bacoảịd A tăng cường tác dụng cho cơ thể chống lại các chất chống oxy hóa. Tăng cường hoạt động của não, tăng trí nhố. Cao rau đắng được dùng để chống phiền muộn lo âu. Dùng mỗi lần 300mg cao có chứa 20% bacosid A và bacosid B, dùng trong 4 - 6 tuần. 2.6.5. Các triterpenoid cải tiên Là chất có các khung triterpenoid, nhưng đã loại bỏ một sô nguyên tử cacbon ở trong phân tử như các limonoid (tetranortriterpenoid) đã mất 4 nguyên tử cacbon ở mạch nhánh và các quassinoid bị mất 10 nguyên tử cacbon bao gồm cả nhóm C4 methyl. Các quassinoid có khung 20 cacbon, có thể xem như là một cấu trúc diterpen, nhưng nó được sinh tổng hợp từ euphol- một triterpenoid. Các limonoid chủ yếu có trong các cây họ Rutaceae, Meliaceae và Simaroubaceae. Azadirachtin là một limonoid có cấu tạo rất phức tạp. Chất này có trong hạt cây sầu đậu Azadirachta indica mọc ở Ấn Độ và các nước Nam Á khác và cũng có ở Việt Nam. Nó được dùng để trừ sâu bọ bảo vệ mùa màng, ít độc hơn các thuốc trừ sâu hóa học. Các quassinoid có trong một số cây họ Simaroubaceae, đặc biệt là các loài Quassia. Quassin có trong cây Quassia amara có tác dụng độc với tê bào, chống sốt rét và chông lỵ amíp. 62 2.7. CÁC TETRATERPEN (C40) Các tetraterpen chỉ có trong một nhóm các hợp chất, đó là các carotenoid bao gồm hàng trăm các chất khác nhau. Các carotenoid được sinh tổng hợp từ hai phân tử GGPP (geranyl geranyl diphosphat) qua nhiều quá trình sẽ tạo ra z-phytoen và tiếp đó là lycopen có cấu hình all-trans. 63 Các carotenoid có vai trò quan trọng trong quá trình quang hợp, nhưng cũng tìm thấy chúng trong một số mô thực vật không có liên quan tối quang hợp. Còn có trong nấm men và vi khuẩn. Có 2 nhóm carotenoid. Nhóm các carotenoid trong phân tử có cacbon hydrogen, còn gọi là các cacbotenoid như a-caroten, |3-caroten, y-caroten, 5— caroten, lycopen. Nhóm các carotenoid trong phân tử có caebon hydrogen và oxygen, còn gọi là các oxycarotenoid như: lutein, zeaxanthin, violexanthin, astaxanthin, capsanthin, fucoxanthin. Ngoài ra còn có các chất apocarotenoid là các chất carotenoid bị giáng vị cắt bớt các nguyên tử cacbon như bixin, croxetin s. 2.7.1. Các caroten Lycopen là carotenoid của quả cà chua chín, còn P-caroten là carotenoid của củ cà rốt. p-caroten có nhiều trong một sô' cây cỏ. ị3—caroten và một số caroten khác được dùng làm phẩm màu thực phẩm, nước uống, bánh kẹo và làm thuốíc. Các vitamin nhóm A là các chất chuyển hóa quan trọng của các carotenoid. Vitamin Aj (retinol) có cấu tạo diterpen, nó có trong động vật và được tạo thành từ chuyển hóa các carotenoid (tetraterpen) mà chủ yếu là p-caroten có trong thức ăn. Sự giáng vị được thực hiện ỏ màng nhầy ruột non và được xúc tác bởi dioxygenase, có thể là đi qua peroxid trung gian. Về lý thuyết có thể nhận được 2 phân tử của aldehyd trung gian— retinal từ p—caroten. Vitamin A2 (dehydrorentinol) là một chất tương tự retinol nhưng có thêm một dây nốĩ đôi trong vòng 6 cạnh (vòng cyclohexadien). Retinol và các dẫn chất của nó chỉ có trong các sản phẩm động vật. Dầu gan cá biển có chứa nhiều chất này. Các chất bixin và croetin có lượng các nguyên tử cacbon ít hơn các carotenoid thông thường được gọi là các apocarotenoid. Bixin có trong hạt Bỉxa orellana với hàm lượng 10%. Bixin màu đỏ được dùng rộng rãi làm chất màu thực phẩm; croetin ở dạng este với gentiobiose là chất màu chính của Crocus stativus. Các giai đoạn sinh tổng hợp lycopen từ GGPP: 64 Crocetin 65 p-caroten là một chất thuộc nhóm terpenoid. Nó có màu đỏ cam đậm và có nhiều trong một sô" cây và quả. [3—caroten có trong củ cà rốt làm cho củ có màu vàng cam. Năm 1930, Karrer và cộng sự đã xác định được cấu tạo hóa học của p-caroten. Trong thiên nhiên, p-caroten là tiền chất (dạng không hoạt tính) của vitamin A. Dưới tác dụng của men dioxygenase, p-caroten sẽ chuyển hóa thành vitamin A trong cơ thể. (3-caroten được sinh tổng hợp từ geranylgeranylpyro phosphat. Để chiết xuất Ị3—caroten có nhiều trong một số loại quả thì phải dùng dung môi là hexan, sau đó tinh chế bằng sắc ký cột. Các cây có chứa carotenoid là nguồn thực phẩm chức năng dồi dào về tiền vitamin A đó là p-caroten, a—caroten và (3—cryptoxanthin. Một phân tử p—caroten khi phân ly cho 2 phân tử vitamin A, còn một phân tử a—caroten và một phân tử P-cryptoxanthin khi phân ly chỉ cho một phân tử vitamin A. Có 3 loại đánh giá hoạt tính của retinol, đơn vị quốíc tế: - 1 RE = 3,33 IU hoạt tính.vitamin A từ retinol. - 1 RE = 10 IU hoạt tính vitamin A từ retinol. (ở Canada 1 RE = 6,667 IU từ Ị3—caroten) Tương đương retinol (RE): - 1 RE = l|j.g retinol. - 1 RE = 6|j,g [3-caroten. (Ở Canada 1 RE = 2|xg [3-caroten) - 1 RE = 12|_ig carotenoid tiền vitamin A khác. Tương đương hoạt tính retinol (RAE): - 1 RAE = lịxg retinol. - 1 RAE = 2)j.g all—trans—P-caroten, làm chất bổ sung. - 1 RAE = 12ịxg all-trans—P-caroten, trong thực phẩm. - 1 RAE = 24(jg của các caroten tiền vitamin A khác trong thực phẩm. P-caroten có nhiều nhất trong màng đỏ quả gấc Việt Nam (Momordica cochinhinensis) và trong dầu cọ thô. Nguồn nguyên liệu p -caroten dễ tìm nhất là củ cà rốt. Theo Cục Nông nghiệp Mỹ thì các rau củ quả chứa nhiều P-caroten là: cà rôt, bí ngô, khoai tây ngọt, rau chân vịt. Ngoài ra, còn có nhiều ở tảo đỏ (Dunariella salina). Liều dùng hàng ngày cho người lớn từ 2 - 7mg p-caroten. Năm 1941, Guichard và Bùi Đình Sang (Đại học Y dược Hà Nội) đã xác định dầu màng đỏ quả gấc có chứa nhiều p-caroten. Năm 1959, Nguyễn Văn Đàn đã xác định dầu màng đỏ quả gấc còn có chứa lycopen. Năm 1987, Phan Quốc Kinh đã xác định quả gấc chín có chứa vitamin E. Năm 1994, Phan Quốc Kinh và cộng sự đã xác định trong các quả gấc chín nhũn thì hàm lượng ị3—caroten thấp hơn hàm lượng lycopen. Trong lOOg bột màng đỏ quả gấc khô có: — 15 - 20rag p-caroten. — 16 — 30mg (hoặc hơn) lycopen. — 5 — lOmg vitamin E. Còn xác định f3—caroten có nhiều trong phần thịt vàng quả gấc chín và trong lá cây gấc. Các phản ứng phụ: Dùng quá nhiều p-caroten sẽ bị vàng da do carotenoid tập trung ở phần ngoài của biểu bì. Những người hút thuốc có nhiều nguy cơ bị ung thư phổi do dùng p-caroten cũng như có nguy cơ bị bệnh ung thư tuyến tiền liệt, chảy máu não và các bệnh tim mạch. 2.7.2. Lycopen Lycopen là một caroten có màu đỏ sẫm, là một chất màu carotenoid có trong quả cà chua, quả gấc và một số’ khác như cà rốt đỏ, dưa hấu, đu đủ. Lycopen thuộc nhóm caroten không có hoạt tính vitamin A. Trong cây cỏ, tảo và các vi sinh vật, lycopen là một chất trung gian quan trọng để sinh tổng hợp nhiều carotenoid, trong đó có ị3~caroten, nhiều chất sắc tố màu vàng, da cam, đỏ sử dụng cho các quá trình quang tổng hợp và bảo vệ ánh sáng. Cấu tạo hóa học của lycopen có nhiều dây nối đôi liên hợp và là một chất tetraterpen có 8 đơn vị isopren chỉ có các nguyên tô' c và H và không tan trong nưóc. Lycopen có 11 dây nôi đôi nên có màu đỏ sẫm và có hoạt tính chông 67 oxy hóa cao. Do có màu đậm và không độc nên lycopen được dùng làm phẩm màu thực phẩm. Lycopen không phải là một chất dinh dưỡng tôì cần thiết cho cơ thể, nhưng nó thường có trong thức ăn. Ví dụ như nưóc sôt cà chua. Khi vào dạ dày, lycopen sẽ vào máu nhờ các lipoprotein khác nhau và được tích lũy ở gan, tuyến thượng thận và tinh hoàn. Lycopen có hoạt tính cao phòng một sô bệnh ung thư, đặc biệt là ung thư tuyên tiền liệt. Lycopen dùng làm thực phẩm chức năng để chống oxy hóa. Nhiều loại quả và rau chứa hàm lượng cao lycopen như gấc, dưa hấu, bưởi đào, ổi đào, đu đủ, kỷ tử, bụp dấm,... Quả gấc có hàm lượng lycopen cao nhất trong các loại hoa quả, nhưng gấc chỉ có ở Đông Nam Á, còn cà chua thì được trồng khắp các châu lục. Hàm lượng lycopen trong cà chua tuỳ thuộc từng loài, từng vùng cây cà chua mọc và độ chín của quả cà chua. NGUỒN LYCOPEN (Theo tài liệu của Mỹ) Nguồn ng/g khối lượng quả tưdi Gấc 2.000 - 3.000 Cà chua nguyên liệu 8 ,8 -4 2 Nước ép cà chua 8 6 -1 0 0 Sốt đặc cà chua 6 3 -1 3 1 Dưa hấu 124 Bưởi đào 2 3 -7 2 Ổi đào 3,6 - 34 Guava đào 54 Đủ đủ 2 0 -5 3 Bụp dấm 7,8 Táo <0,1 Trong công nghiệp, lycopen được chiết xuất từ quả cà chua, từ nấm Blakeslea trispola và từ quả gấc. Lycopen có dạng trans, trong một số cây cỏ còn có nhiều lycopen dạng cis. Thực phẩm chức năng sử dụng dạng lycopen trans (all-trans-lycopen). Lycopen không độc và thường được gặp trong nhiều loại thức ăn. 6 8 Nhưng ăn quá nhiều lycopen cũng có tác dụng phụ. Phụ nữ ăn nhiều cà chua thì da và gan sẽ bị vàng và có hàm lượng cao lycopen trong máu. Hiện tượng này gọi là lycopenodermia, không độc. Lycopen là carotenoid có tác dụng chống oxy hóa mạnh nhất. Hoạt tính chông oxygen đơn gốc của nó mạnh hơn vitamin E 100 lần. Oxygen đơn gôc là hậu quả của tia tử ngoại gây ra và đó là nguyên nhân lão hóa da. Đã xác định lycopen có ảnh hưởng tốt tới sức khỏe toàn thân, cải thiện các bệnh tim mạch, ung thư, tiểu đưòng, loãng xương và vô sinh ở nam giới. Đặc biệt, lycopen có hoạt tính phòng và hỗ trợ điều trị bệnh ung thư tuyến tiền liệt. 2.7.3. Lutein Lutein theo tiếng Latinh là vàng, đó là một chất xanthophyl, một trong 600 chất carotenoid đã biết. Lutein có trong lá cây, có nhiều trong lá cây chân vịt, cây cải xoăn. Trong cơ thể, lutein có hoạt tính như là một chất chống oxy hóa và hấp phụ tia sáng xanh. Còn tìm được lutein trong trứng gà, mỡ động vật, ở võng mạc và điểm vàng ở mắt cùng với một lượng nhỏ đồng phân của nó là zeaxanthin. Cấu tạo hóa học lập thể của lutein thiên nhiên là (3R,3’.R,6’R)— p-epsilon-caroten-3’3-diol. Lutein tan trong dầu mỡ, không tan trong nước. Do phân tử có nhiều dây nối đôi liên hợp nên lutein dễ bị tác động đến sạ giáng vị oxy hóa bởi ánh sáng hay đun nóng và dễ bị thay đổi bởi các acid. Trong cây cỏ, lutein ở dạng este với các acid béo. Do có 2 nhóm -OH nên lutein có thể este hóa vối hai acid béo hoặc chỉ với một acid béo. Đem xà phòng hóa các este của lutein thì nhận được lutein với hiệu suất từ 1 : 1 đến 1 : 2 tùy thuộc vào số lượng các acid béo. Như đã nói ở trên, zeaxanthin là đồng phân vị trí của lutein do vị trí khác nhau của dây nôi đôi ở một vòng 6 cạnh. Năm 1947, Karen và các cộng sự đã chiết được lutein từ cánh hoa cúc vạn thọ Tagetes erecta và chuyển thành zeanxathin bằng natri alcoholat. Lutein ỏ dưới dạng các tinh thể màu đỏ cam có ánh kim loại, nóng chảy ở 190°c. Lutein dipalmitrat kết tinh hình kim, màu đỏ, còn có tên là helenien, adaptinol. Lutein hấp phụ ánh sáng xanh, còn có khả năng hấp phụ ánh sáng vàng và ánh sáng đỏ cam. Lutein còn được cho vào thức ăn nuôi gà để ruột trứng gà có màu đậm hơn và da gà có màu vàng. Trong y học, lutein được dùng làm thuốc, thực phẩm chức năng và còn được dùng làm mỹ phẩm. Trong cơ thể người, lutein tập trung ở điểm vàng của mắt, ỏ một số võng mạc và là một chất thiết yếu cho khả năng nhìn của mắt. Ngưòi ta cho rằng, lutein bảo vệ mắt trước các tác hại stress, oxy hóa và năng lượng photon cao của ánh sáng xanh. Lutein có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị bệnh thoái hóa điểm vàng ỏ ngưòi cao tuổi. Đã xác định nguyên nhân gây ra bệnh thoái hóa điểm vàng là do hàm lượng lutein ở mắt bị giảm sút vì tuổi cao và có thể dẫn tối mù lòa. Theo thông kê ở Mỹ có 10% ngươi độ tuổi 66 — 74 bị bệnh thoái hóa điểm vàng và 30% người có tuổi từ 75 — 85 bị bệnh này. Nguyên nhân của căn bệnh này là con người được cung cấp đủ lutein từ thức ăn như rau, quả. Còn ngưòi già do giảm khả năng hấp thụ thức ăn nên dẫn tới hàm lượng lutein ở mắt bị giảm hụt. Từ năm 1996, lutein được dùng làm thực phẩm chức năng để phòng và hỗ trợ điều trị bệnh thoái hóa điểm vàng ở mắt. Lượng sử dụng lutein hàng ngày từ 2 - lOmg. về hoạt tính của lutein tự do và lutein este thì có ý kiến cho rằng, lutein este có độ hấp thụ kém hơn lutein tự do (Alexandra A.R., 2004, Kemin Health). Trong công nghiệp, lutein được sản xuất từ cánh hoa cúc vạn thọ (Tagetes erecta). Ngoài ra, lutein còn có ở rau chân vịt, cải Brussel, súp lơ xanh,... Tóm lại, lutein được dùng để phòng và hỗ trợ điều trị bệnh thoái hóa điểm vàng ở mắt, phòng chông mù lòa. Ngoài ra, còn có tác dụng phòng và hỗ trợ điều trị bệnh quáng gà, phòng và chống lại tác hại của ánh sáng xanh. Vối liều từ 2 - lOmg/ngày, lutein còn được dùng làm mỹ phẩm bảo vệ da và làm chất chống oxy hóa. Giá trị thương mại hàng năm trên thế giới về lutein như sau: - Thị trường Dược phẩm: 190 triệu USD. - Thị trường Thực phẩm chức năng: 110 triệu USD. - Thị trường thức ăn cho gà và các lĩnh vực khác: 175 triệu USD. Cúc vạn thọ được trồng nhiều ở Tiền Giang, Đồng Tháp, Thành phố Hồ Chí Minh, Bình Thuận và Hà Nội để lấy hoa trang trí và cúng bái. ơ Việt Nam chưa có tài liệu nào đề cập tói lutein trong hoa cúc vạn thọ. Từ năm 2003, Viện Khoa học - Công nghệ mới, Bộ Quốc phòng đã bắt đầu nghiên cứu chiết xuất lutein từ hoa vúc vạn thọ trồng ỏ thành phô" Hồ Chí Minh, thành phô" Phan Thiết, Tiền Giang và Hà Nội. Thiêu tướng Phạm Sơn Dương đã chủ trì đề tài cấp Viện KH—CN Quân sự, Bộ Quốc phòng về nghiên cứu chiết xuất lutein từ hoa cúc vạn thọ và điều chê thực phẩm chức năng Ocpola chứa 3mg lutein/viên. Ocpola đã được Bộ Y tê cho phép sản xuất. Giấy chứng nhận tiêu chuẩn sản phẩm số 559/2007/YT—CNTC do Phó Cục trưởng Cục An toàn Vệ sinh Thực phẩm Hoàng Thủy Tiến ký ngày 24/01/2007. Đề tài nghiên cứu về Ocpola đã được nghiệm thu và hoàn thành năm 2008. Từ năm 2004, Khoa Thực phẩm, Trưòng Đại học Bách khoa Hà Nội và Khoa Sinh học, Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc Gia Hà Nội) cùng TS. Phan Quốc Kinh đã hướng dẫn hai sinh viên làm Luận văn tốt nghiệp kỹ sư về nghiên cứu chiết xuất lutein từ hoa cúc vạn thọ và một nghiên cứu sinh đã hoàn thành Luận án Tiến sĩ Sinh học về nghiên cứu các carotenoid từ cây cỏ Việt Nam, trong đó có hoa cúc vạn thọ. Năm 2009, TS Phan Quốc Kinh, công ty Kinhphar đã nghiên cứu bào chế viên nang mềm Kinhphar Ocula có chứa lutein chiết xuất từ hoa cúc vạn thọ Việt Nam và piperin, alcaloid của hạt hồ tiêu, để làm tăng sự hấp thụ lutein vào cơ thể. Bộ Y tế cho phép công ty Kinhphar sản xuất viên nang mềm Kinhphar Ocula theo giấy chứng nhận tiêu chuẩn sản phẩm sô" 1476/2010/YT—CNTC. Trên thị trường Việt Nam, Bộ Y tế đã cho phép Công ty CP sản xuất và Thương mại Hồng Bàng sản xuất một số sản phẩm TPCN có chứa lutein nhập nội và cho phép lưu hành những sản phẩm này trên thị trường. 2.7.4. Astaxanthin Astaxanthin là một carotenoid nhóm terpen xanthophyl với tên ÍÍỴ ' V _____ » Lá vàng . Giống như nhiều carotenoid, nó có màu, tan trong lipid. Nó có trong các loài vi tảo, nấm men, cá, tôm, chim,... Basil Weedon là người đầu tiên xác định cấu tạo hóa học của 71 astaxanthin. Astaxanthin là một carotenoid không có hoạt tính vitamin A trong cơ thể người. Như đã biết, liều vitamin A quá cao là độc cho cơ thể, còn astaxanthin có độc tính thấp. Nó có hoạt tính chống oxy hóa. Astaxanthin được dùng làm chất bổ sung dinh dưỡng cho ngưòi, gia cầm và chăn nuôi thủy sản. Trong công nghiệp sử dụng cả astaxanthin thiên nhiên và astaxanthin tổng hợp. Astaxanthin thiên nhiên được lấy từ các loài tôm, cua, sò, hến ở biển như Euphausia pacifica, Euphausia borealis, Tôm Pandaỉus borealis, nấm men Xanthophyllomyces dendrorhous và vi tảo Haematococcus pluvialis. Vi tảo là nguồn nguyên liệu giàu astaxanthin nhất để sản xuất astaxanthin thiên nhiên, từ lkg sinh khối khô vi tảo này có 40g astaxanthin. Nguồn nguyên liệu quan trọng khác để chiết xuất astaxanthin là nấm men Xanthophyllomyces dendrorhous chứa 100% astaxanthin tự do. Astaxanthin tổng hợp từ các chất hóa dầu mỏ có giá 2.000 USD/kg, hàng năm cả thê giói dùng khoảng 200 triệu USD cho astaxanthin. Do astaxanthin tổng hợp có lẫn chất đồng phân, nên người ta thích sử dụng astaxanthin thiên nhiên hơn. lkg astaxanthin thiên nhiên có giá 7.000 USD. Năm 1948, nhà khoa học George Wald (đạt giải Nobel) đã sử dụng astaxanthin làm phẩm màu thực phẩm và chất bổ sung dinh dưỡng cho gia cầm, tôm, cá và cho ngưòi. Astaxanthin dùng cho người có tác dụng chống oxy hóa, tốt cho hệ thông tim mạch, miễn dịch, chống viêm và các bệnh thoái hóa thần kinh. Nó còn có tác dụng chống ung thư. CÂU HỎI ÔN TẬP CHƯƠNG 2 1. Tinh dầu bạc hà có chứa các monoterpenoid nào? Công thức hóa học và công dụng của chúng. 2. Monoterpenoid chính của cây thông là chất gì? Cấu tạo hóa học của chất đó. 3. Các hoạt chất chính của Cúc trừ sâu. Công dụng của chúng. 4. Cây nữ long có chứa các chất terpenoid loại gì? Công dụng của chúng. 5. Parthenoid có trong cây nào? Công thức hóa học và công dụng của Parthenoid. 6. Công dụng của cúc La Mã và cúc Đức. 7. Artemisinin có trong cây nào? Các dẫn chất trị sốt rét của arterrỹsinin. 8. Công thức hóa học và độc tính của hoạt chất độc cây bông. 9. Các thuốc trị ung thư từ cây thông đỏ. Cấu tạo hóa học của chúng. 10. Các hoạt chất và công dụng của lá ngân hạnh. 11. Các saponin của cam thảo có hoạt tính sinh học như thế nào? Cấu tạo hóa học của chúng. 12. Nhân sâm có chứa các saponin thuộc nhóm nào? Công dụng chính của nhân sâm. 13. p-caroten có trong cây cỏ nào? Công dụng của (3-caroten. 14. Lutein có trong nguyên liệu nào? Cấu tạo hóa học và công dụng của lutein. 73 Chương 3 CÁC STEROID GIỚI THIỆU CHUNG Các chất steroid là một nhóm lốn các hợp chất có cấu tạo với khung cơ bản là cyclopentan perhydrophenantren, còn gọi là gonan. Phenantren Perhydrophenantren Cyclopentan perhydrophenantren (Gonán) Các chất steroid còn có thêm 2 nhóm -CH3 vói cấu tạo như sau: Cholesterol là chất steroid có nhiều trong các động vật, còn ở thực vật có các chất sitosterol, stigmasterol và campesterol. Trong cơ thế người, cholesterol được chuyển hóa để sinh tổng hợp các acid mật, các hormon sinh dục, các hormon vỏ tuyến thượng thận. Cholesterol có công thức hóa học như sau: 74 H O ' v ^ C holesterol Dựa vào cấu trúc hóa học của cholesterol, các nhà hóa học đã quy định các đánh số các cacbon trong phân tử steroid như sau: Khung cơ bản và cách đánh số các cacbon trong phân tử steroid: Tùy vào vị trí không gian của —H ở C5, ở hướng a hay p mà chúng ta có các chất 5—a-cholestan và 5-p-cholestan. Có ba nhóm hormon steroid là dẫn chất 5-cc-cholestan, đó là: 5—a—pregnan, 5—a—androstan, 5—a—estran. Dẫn chất 5—a—pregnan gồm có: progesteron — nội tiết tô sinh dục nữ và hydrocortison — nội tiêt tô của tuyến thượng thận. Dẫn chất 5—a —androstan có testosteron — nội 75 tiết tố sinh dục nam. Dẫn chất 5-a-estran có 17-p-estradiol - nội tiết tô" sinh dục nữ. .0 Hydrocortison O H 5 - a-an d ro stan Testosteron 5 -a -e s tra n Estradiol D. Barton, nhà hoá học đặt nền móng cho cấu hình không gian của các phần tử hoá hữu cơ nhận giải Nobel về chuyên ngành này đã xác định cấu hình không gian của các chất steroid'như sau: Trước hêt là cấu hình của cấu hình hai vòng: trans decalin và cis decalin. Và sau đó là cấu hình 4 vòng trong phân tử các chất steroid. 76 l_l Trans decalin Cấu hình steroid 4 vòng: Trên các cơ sở đó đã thiết lập được các khung cơ bản của các nhóm, loại các chất steroid như sau: 77 H Estran 124' I 242 242 Phân loại các steroid: Các steroid bao gồm nhiều loại thuốc và thực phẩm chức năng quan trọng được dùng để phòng và điều trị các bệnh hiểm nghèo như thấp khớp, choáng, dị ứng, suy tim, các chất steroid còn dùng để điều trị các bệnh thiểu năng các tuyến sinh dục, điều trị vô sinh, ung thư và đặc biệt là các thuốc chống thụ thai giúp cho nhân loại hạn chế được khả năng sinh đẻ quá mức. Các chất steroid được phân loại theo cấu tạo hóa học và một phần theo hoạt tính sinh học, bao gồm các nhóm sau: 3.1. CÁC STEROL Gồm các steroid động vật như cholesterol được trình bày phần giối thiệu chung và các sterol thực vật. Các sterol thực vật (Phytosterol) có nhiều trong các loại cây cỏ và nấm men như sitosterol có trong lúa mỳ, gạo, gỗ; stigmasterol có trong hạt đậu tương; ergosterol có trong nấm của lõa mạch, men bia. 79 Trong công nghiệp Dược phẩm hiện nay, các steroil này được sản xuất từ phụ liệu công nghệ làm xà phòng từ dầu đậu tương và công nghệ sản xuất giấy từ gỗ. Hỗn hợp sterol của đậu tương chủ yếu được dùng để làm nguyên liệu bán tổng hợp các hormon steroid, nhất là các thuổíc chống thụ thai. Y học còn sử dụng hỗn hợp các sterol thực vật làm thuốíc uống để phòng và điều trị xơ vữa động mạch (tranh chấp cholestrol trong cơ thể ngươi) và điều trị bệnh như chu viêm. Trong cám gạo có chứa y—oryzanol, đó là este của sitosterol vối acid ferulic. y—oryzarol có tác dụng chống oxy hóa, chống lão hóa. Nó còn có tác dụng điều trị các rối loạn hệ sinh dục nữ. Các chất này được sử dụng nhiều ở Nhật, úc, Hàn Quôc. Ecdysteron là một chất có trong sâu bọ (như tằm) và trong một số loài thực vật. Trong thực vật, ecdysteron được sinh tổng hợp từ cholestol. Hiện tại, ecdysteron được dùng để tăng sinh lực, tăng quá trình đồng hóa, tăng dưỡng và tăng thành tích thi đấu cho các vận động viên thể dục thể thao. OH 80