TỔNG QUAN Về ALKALOID - Tài Liệu Text - 123doc

Có thể bạn quan tâm

Tải bản đầy đủ (.docx) (61 trang)

Trang chủ

Luận Văn - Báo Cáo

Công nghệ - Môi trường

TỔNG QUAN về ALKALOID

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.65 MB, 61 trang )

MỤC LỤCDANH MỤC BẢNGDANH MỤC HÌNH ẢNHDANH MỤC SƠ ĐỒDANH MỤC VIẾT TẮT1DANH MỤC BẢNGBảng 1.1. Các họ thực vật giàu alkaloid [8] 9Bảng 1.2. Một số loài động vật có chứa alkaloid 15Bảng 1.3. pKa của một số alkaloid 18Bảng 1.4. Phản ứng của alkaloid với các thuốc thử tạo tủa vô định hình 19Bảng 1.5. Phản ứng của alkaloid với các thuốc thử tạo tủa tinh thể 19Bảng 1.6. Phản ứng của alkaloid với các thuốc thử đặc hiệu 20Bảng 3.1. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung dịch Na2CO3 10% để kiềm hóa bột trà 35Bảng 3.2. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi thời gian đun dung dịch trà – kiềm 37Bảng 3.3. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung môi dicloromethane sử dụng 38Bảng 3.4. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung môi cloroform sử dụng chiết hồi lưu cao quất 44Bảng 3.5. Kết quả khảo sát khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi thời gian chiết hồi lưu cao quất 45Bảng 3.6. Kết quả khảo sát khối lượng, hiệu suất sản phẩm thu được khi thay đổi khoảng nhiệt độ chiết hồi lưu cao quất 47DANH MỤC HÌNH ẢNHHình 1.1. Cây mã tiền 10Hình 1.2. Cà độc dược 102Hình 1.3. Cây trà (chè) 10Hình 1.4. Cây thuốc lá 11Hình 1.5. Cây ma hoàng 11Hình 1.6. Canh ki na 11Hình 1.7. Cây náng 12Hình 1.8. Cây anh túc 12Hình 1.9. Cây hồ tiêu 12Hình 1.10. Cây lựu 13Hình 1.11. Cây ba gạc 13Hình 1.13. Cây bách bộ 13Hình 1.12. Cây bình vôi 22Hình 2.1. Cây trà (chè) 22Hình 2.2. Cây quất (tắc, hạnh) 26Hình 3.1. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung dịch Na2CO3 10% sử dụng 36Hình 3.2. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi thời gian đun dung dịch trà – kiềm 37Hình 3.3. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung môi dicloromethane sử dụng 39Hình 3.4. Sắc phổ của sản phẩm 41Hình 3.5. Sắc phổ của mẫu caffein chuẩn 43Hình 3.6. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi lượng dung môi cloroform sử dụng 44Hình 3.7. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi thời gian chiết hồi lưu cao quất 46Hình 3.8. Biểu đồ khảo sát sự phụ thuộc của khối lượng sản phẩm thu được khi thay đổi khoảng nhiệt độ chiết hồi lưu cao quất 47Hình 3.9. Sắc phổ của sản phẩm 493Hình 3.10. Sắc phổ của mẫu codein chuẩn 50DANH MỤC SƠ ĐỒSơ đồ 2.1. Quy trình chiết alkaloid sử dụng dung môi MeOH 29Sơ đồ 2.2. Quy trình chiết alkaloid sử dụng dung môi cồn acid/ nước acid 30Sơ đồ 2.3. Quy trình chiết alkaloid dưới dạng base 30Sơ đồ 2.4. Quy trình chiết tách caffein trong lá trà 314Sơ đồ 2.5. Quy trình chiết tách alkaloid trong cao quất 335DANH MỤC VIẾT TẮTAlk: AlkaloidDCM: dicloromethanedm: dung môiIR: infra redMS: mass spectrometryNuclear Magnetic Resonance sp: sản phẩm6Đồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VTCHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ALKALOID1.1. Alkaloid [1][9]1.1.1. Khái niệm alkaloidAlkaloid có nguồn gốc từ chữ: alcali tiếng Ả rập có nghĩa là kiềm, đâylà những hợp chất hữu cơ có chứa dị vòng nitơ, có tính bazơ thường gặp ởtrong nhiều loài thực vật và đôi khi còn tìm thấy trong một vài loài độngvật. 1.1.2. Phân loại alkaloid a) Phân loại alkaloid theo bậc Nitơ Có thể chia alkaloid làm 5 loại dựa vào bậc của nguyên tử Nitơ trongcấu tạo phân tử alkaloid: Nitơ bậc I, Nitơ bậc II, Nitơ bậc III, Nitơ bậc IV;Nitơ – oxyd.- Các alkaloid bậc II, bậc III:ở pH < 7.0 chúng tồn tại ở dạng ion hóa vàở pH > 8.0 chúng ở dạng không ion hóa.- Các alkaloid bậc IV (berberin, palmatin, sanguinarin ): đây là các hợpchất rất phân cực, trong mọi điều kiện pH chúng đều tồn tại ở dạng ion,để tách chiết chúng phải phân lập dưới dạng muối. - Các alkaloid trung tính: gồm các amid alkaloid (-CONH-, colchicin,capsaicin) và hầu hết các lactam (ricinin ) - Các N-oxyd-alkaloid (gen- alkaloid): nói chung chúng rất phân cực, dễtan trong nước, hay gặp ở các alkaloid pyrrolizidin (N-oxyd-indicin).b) Phân loại alkaloid theo đường sinh tổng hợpTheo đường sinh tổng hợp có thể chia alkaloid thành 3 loại : pseudo-alkaloid, proto-alkaloid, alkaloid thực. Alkaloid thực (Real alkaloid): đây là nhóm lớn, quan trọng, được hìnhthành từ các acid amin, chúng có chứa dị vòng Nitơ, và có thể đượcchia thành nhiều nhóm nhỏ hơn tùy nhân căn bản như sau:- Alkaloid khung pyrrol và pyrrolidin:Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 7 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT - Alkaloid khung pyrrolizidin: - Alkaloid khung tropan: - Alkaloid khung pyridin và piperidin: - Alkaloid khung indol, indolin:Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 8 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 9 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT- Alkaloid khung indolizidin: - Alkaloid khung quinolizidin: - Alkaloid khung quinolein: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 10 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT - Alkaloid khung iso- quinolein là nhóm lớn nhất với nhiều kiểu như: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 11 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT - Alkaloid khung quinazolin: - Alkaloid khung imidazol:  Proto- alkaloidProto- alkaloid có nguồn gốc từ các acid amin, chúng có cấu trúc đơngiản, thường gặp ở cả động vật và thực vật. Chúng là những chất thơm cóchưa nitơ ở mạch nhánh.Các kiểu proto- alkaloid thường gặp:- Kiểu phenyl- alkylamin: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 12 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT - Kiểu indol- alkylamin: - Kiểu tropolon:  Pseudo- akaloid gồm nhiều kiểu như:- Kiểu purin: Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 13 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT - Kiểu steroid: - Kiểu peptid: ergotamin, ergocryptinin Ngoài ra, người ta còn có thể phân loại alkaloid dựa trên:- Cấu trúc hóa học: purin, tropan, quinolin, indol - Nguồn acid amin: từ tyr, tryp, orn, lys, his - Nguồn sinh vật: động vật, thực vật, rêu, nấm - Taxon thực vật: họ Fabaceae, chi Atropa, Datura c) Ứng dụng của alkaloid Alkaloid là một hợp chất hữu cơ có tính dược tính, do vậy nó có nhiều ứngdụng trong việc điều trị bệnh, tùy từng loại alkaloid mà nó có những công dụng khác nhau như:- Kích thích thần kinh trung ương: strychnine, caffeine- Ức chế thần kinh trung ương: morphin. Codeine- Kích thích thần kinh giao cảm: ephedrine- Liệt giao cảm: yohimbin- Kích thích phó giao cảm: pilocarpin- Liệt phó giao cảm: atropine- Gây tê: cocaine- Tác dụng hạ huyết áp: reserpine, serpentin- Tác dụng chống ung thư: taxol, vinblastine, vincristine- Tác dụng diệt ký sinh trùng, diệt khuẩn: quinine, berberine, arecoline, emetineNgoài ra với các alkaloid có tác dụng tạo hưng phấn như caffein, người ta còn sử dụng như một chất phụ gia trong chế biến đồ uống, thực phẩm.1.1.3. Phân bố Alkaloid trong tự nhiênNgành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 14 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VTAlkaloid trong tự nhiên có ở cả động vật và thực vật, tuy nhiên chúng tồntại phần lớn ở trong thực vật. Trong thực vật chúng tồn tại chủ yếu ở thực vậtbậc cao, ngành hạt kín (cà phê, mã tiền, họ cà, hành, tỏi ), ít gặp trong cácngành hạt trần, nấm, quyết thực vật, và hầu như không gặp chúng ở các thựcvật bậc thấp. Năm 1995, người ta tìm thấy khoảng 27000 alkaloid, trong đó có hơn21000 alkaloid được tìm thấy ở các thực vật bậc cao, gồm 27 nhóm, 1872khung cơ bản. Và khoảng 6000 alkaloid được tìm thấy ở động vật, thực vậtkhác. Hiện nay, vào năm 2013 con số alkaloid được tìm đã tăng lên đến30000 alkaloid, trong đó có khoảng 21120 alkaloid được tìm thấy trong thựcvật hạt kín và hạt trần, ở thực vật bậc cao, alkaloid có mặt trong 67/83 bộ,186họ, 1730 chi, 7231 loài, 16 bộ còn lại chưa phát hiện có mặt alkaloid.a) Alkaloid trong thực vật Các họ thực vật giàu alkaloidBảng 1.1. Các họ thực vật giàu alkaloid [8]Apocynaceae(họ Trúc đào)Papaveraceae (họ Thuốc phiện)Ranunculaceae(họ Hoàng liên)Fabaceae (họ Đậu) Rutaceae (họ Cam) Poaceae (họ Hòa thảo)Annonaceae (họ Na) Solanaceae (họ Cà) Asteraceae (họ Cúc)Rubiaceae (họ Cà phê)Liliaceae (họ Loa kèn)Loganiaceae (họ Mã tiền)Amaryllidaceae(họ Loa kèn đỏ)Lauraceae(họ Nguyệt quế)Berberidaceae(họ Hoàng mộc)Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 15 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VTBoradinaceae(họ Vòi voi)Piperaceae (họ Tiêu)Menispermaceae (họ Tiết dê)Ngoài ra alkaloid còn tồn tại trong các loài thực vật bậc thấp như:- Ngành nấm tản (Mycophita): có 2 loại nấm có chứa psilocybin làpsilocybe semilanceata và panaeolus subalteatus.- Ngành dương xỉ (Polypodiophyta): từ chi Lycopodium, loài Huperziaserrata.- Ngành vi khuẩn, vi nấm (Fungus): Các bộ phận chứa alkaloid: Trong cây, alkaloid thường tồn tại ởmột số bộ phận nhất định như hoa, lá, thân, hạt, củ, rễ Dưới đây làmột số ví dụ điển hình về các loài cây phổ biến có chứa alkaloid:- Cây có chứa alkaloid trong hạt như mã tiền, cà độc dược Hình 1.1. Cây mã tiền Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 16 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VTHình 1.2. Cà độc dược- Cây có chứa alkaloid trong lá như: trà, thuốc lá Hình 1.3. Cây trà (chè) Hình 1.4. Cây thuốc lá- Cây có chứa alkaloid trong thân như cây ma hoàng Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 17 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT Hình 1.5. Cây ma hoàng- Cây có chứa alkaloid trong vỏ thân như cây canh ki na Hình 1.6. Canh ki na- Cây có chứa alkaloid trong củ như cây náng Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 18 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VTHình 1.7. Cây náng- Cây có chứa alkaloid trong hạt như cây anh túc, cây hồ tiêu Hình 1.8. Cây anh túc Hình 1.9. Cây hồ tiêu- Cây có chứa alkaloid trong hoa như cây cà độc dược - Cây có chứa alkaloid trong rễ như cây lựu, cây ba gạc Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 19 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VTHình 1.10. Cây lựu Hình 1.11. Cây ba gạc- Cây có chứa alkaloid trong củ như cây bình vôi, cây bách bộ Hình 1.13. Cây bách bộ Hình 1.12. Cây bình vôiNgành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 20 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT Sự đa dạng và chuyên biệtAlkaloid trong tự nhiên thường tồn tại ở dạng hỗn hợp của các alkaloidcùng nhóm, chúng thường chứa 1-2 alkaloid chính có hàm lượng cao nhất(trong trà xanh ngoài chứa phần lớn là caffein chúng còn chứa 1 lượng nhỏtheobromin và theophyllin), trong các thực vật cùng họ thường chứa cácalkaloid cùng nhóm (trong họ Rutaceae - họ Cam thường chứa codein).Đặc biệt rất hiếm khi alkaloid và tinh dầu tồn tại đồng thời. Hàm lượng alkaloidHàm lượng alkaloid thay đổi theo điều kiện dinh dưỡng, sinh lý củacây, nói chung thường là thấp. Hàm lượng alkaloid được cho là nhiều khichiếm trên 1% khối lượng, ít khi chiếm dưới 1% khối lượng, và nếu chỉchiếm dưới 0,01% nó được coi là không tồn tại. Tuy vậy, vẫn có nhữngtrường hợp đặc biệt như:- Vỏ thân cây canh ki na chứa 6-10% alkaloid- Nhựa cây thuốc phiện chứa 20-30% alkaloidb) Alkaloid trong động vậtTrong động vật người ta tìm thấy có khoảng 1500 alkaloid. Một số loài động vật có chứa alkaloid:Bảng 1.2. Một số loài động vật có chứa alkaloidLoài động vật Loại alkaloidẾch phi tiêu độc Kokoe (Phyllobatesaurotaenia)Ếch dâu cực độc (Dendrobates pumilio)BatrachotoxinPumiliotoxinNgành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 21 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VTCóc mía (Bufo bufo)BufoteninBufotenidinSerotoninSa giông (Salamanders)SamandarinSamaninGiun heo (Ascaris suum)MorphinSâu bi (Glomeris marginata)GlomerinHomoglomerinSaxidomus giganteusSaxitoxinCá cóc (Tetraodon spp.)TetrodotoxinNgành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 22 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VTHải ly (Castor fiber)CastoraminHươu xạ (Moschus)Muscopyridin1.2. Tính chất chung của Alkaloid [1][6][9]1.2.1. Tính chất vật lýa) Trạng thái - Alkaloid thường không màu, không mùi, vị đắng.- Đa số các Alkaloid có chứa oxy trong phân tử tồn tại ở trạng thái rắn ởnhiệt độ thường, trừ: arecolin, pilocarpidin tồn tại dạng lỏng ở nhiệt độthường - Đa số các Alkaloid không chứa oxy trong phân tử tồn tại ở trạng tháilỏng ở nhiệt độ thường- Alkaloid ở trong thực vật đa số tồn tại ở dạng muối, ít khi ở dạngglycosid, và hiếm khi ở dạng base.b) Độ tan- Các alkaloid tồn tại ở dạng base thường kém tan trong nước, nhưng dễtan trong dung môi hữu cơ kém phân cực.- Các alkaloid tồn tại ở dạng muối thường dễ tan trong nước, và khó tantrong dung môi hữu cơ kém phân cực.- Các alkaloid tồn tại ở dạng phenol tan được trong dung dịch kiềm.1.2.2. Tính chất hóa họca) Tính kiềm của Alkaloid- Đa số các alkaloid có tính kiềm yếu.- Một số ít alkaloid có tính kiềm mạnh như: nicotin, các Alkaloid cóchứa Nitơ bậc 4, các alkaloid có chứa Nitơ oxyd, các Alkaloid có chứa2 nguyên tử Nitơ.- Các alkaloid có tính kiềm rất yếu như: theobromin, theophyllin, cafein, Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 23 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT- colchicin, codein, ricinin, piperin.- Các alkaloid có tính acid yếu như: arecaidin, guvacin, isoguvacin.Các alkaloid có tính kiềm mạnh rất dễ tạo muối bền với acid, còn alkaloidcó tính kiềm rất yếu thì cho muối kém bền, dễ trở về dạng base khi tác dụngvới acid. Bảng 1.3 trình bày giá trị thông số pKa của một số alkaloid:Bảng 1.3. pKa của một số alkaloidAlkaloid pKa Alkaloid pKa Alkaloid pKaBerberin 2.5 Pilocarpin 7.0 Morphin 9.2Caffein 3.6 Vinblastin 7.4 Ammoniac 9.3Acid acetic 4.8 Heroin 7.6 Ephedrin 9.6Reserpin 6.6 Scopolamin 7.7 Amphetamin 9.9Codein 6.05 Quinin, brucin 7.8 Atropin 10.2Quinin 5.07 Quinidin,codein7.9 Nicotin 11.0Quinidin 5.4 Strychnin 8.3StrychninHCl 2.3 Cocain 8.6b) Phản ứng với các thuốc thử chungAlkaloid còn tham gia các phản ứng đặc trưng với :- các thuốc thử tạo tủa vô định hình (Bảng 1.4),Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 24 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩmĐồ án tốt nghiệp Đại học khóa 2010-2014 Trường ĐH BR - VT- các thuốc thử tạo tủa tinh thể (Bảng 1.5) và - với các thuốc thử đặc hiệu (Bảng 1.6).Bảng 1.4. Phản ứng của alkaloid với các thuốc thử tạo tủa vô định hìnhThuốc thử Thành phần Tạo tủa vô định hình màuBouchardat KI + I2Nâu, nâu đỏDragendorff KI + BiI3Đỏ camMarme’ KI + CdI2Trắng -> vàng (tinh thể)Valse-Mayer KI + HgI2Bông trắng -> vàng ngàBertrand Acid silicotungstic Trắng -> trắng ngàTannin Acid tannic Trắng (tan trong cồn)Reineckat Ammoni tetrasulfocyanid diamin chromat III- Hồng, tan trong aceton 50%- Đôi khi kết tinh ở dạng khá đặc trưngScheibler Acid photpho-tungstic TrắngSonnenchein Acid photpho-tungstic Trắng Cobalt thiocyanatCo(SCN)2Xanh Ngành Công nghệ kỹ thuật Hóa học 25 Khoa Hóa học và Công nghệ thực phẩm

Tài liệu liên quan

TỔNG QUAN VỀ NGÔN NGỮ CÀI ĐẶT.doc
- 65
- 881
- 1
Chuong 1 TỔNG QUAN VỀ MẠNG THẾ HỆ SAU.doc
- 19
- 981
- 4
TỔNG QUAN VỀ ANGTEN THÔNG MINH.doc
- 18
- 759
- 2
Tổng quan vè giải pháp về làng nghề nông thôn VN.doc
- 14
- 911
- 3
Báo cáo tổng quan về công ty XNK thủ công mỹ nghệ Thái Bình.DOC
- 28
- 938
- 3
Tổng quan về công ty SXKDXNK Bình Minh.DOC
- 25
- 886
- 2
TỔNG QUAN VỀ CÔNG TY THIẾT BỊ ĐO ĐIỆN.doc
- 19
- 699
- 0
TỔNG QUAN VỀ DOANH NGHIỆP CÔNG TY LƯƠNG THỰC HÀ SƠN BÌNH.DOC
- 26
- 756
- 11
TỔNG QUAN VỀ NGÂN HÀNG ĐT&PT HOÀ BÌNH.DOC
- 20
- 626
- 0
TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SẢN XUẤT KINH DOANH Ở CÔNG TY VẬT LIỆU ĐIỆN VÀ DỤNG CỤ CƠ KHÍ.DOC
- 22
- 882
- 1