ĐẠI CƯƠNG Định nghĩa Là những hợp chất hoá học do tự nhiên cung cấp. Nguồn cung cấp: thực vật hoặc động vật. Phân loại Dựa vào chức năng sinh học: Chất trao đổi bậc 1 (chất biến dưỡng nhất cấp: primary metabolite) Chất trao đổi bậc 2 (chất biến dưỡng thứ cấp: secondary metabolite) Chất trao đổi bậc 1 là các chất tham gia vào quá trình sinh trưởng của cây như hydrat carbon, lipid và acid amin. Chất trao đổi bậc 2 là các chất mà vai trò chủ yếu của chúng không phải là để nuôi sống và phát triển của cây cỏ. Vai trò của chúng còn nhiều vấn đề chưa hiểu biết hết, chúng có thể chỉ hiện diện trong một loài đặc trưng hoặc một nhóm sinh vật, chúng có thể đóng vai trò là chất gây chán ăn cho một số loài động vật như chất dẫn dụ côn trùng; như tác nhân kháng sinh hoặc có khi không có vai trò rõ rệt nào cả… Trong lĩnh vực nghiên cứu, nhất là y học và nông nghiệp; các chất trao đổi bậc 2 chính là đối tượng nghiên cứu quan trọng do các tác dụng sinh lý và dược lý của chúng như tác dụng kháng sinh, diệt nấm, tác dụng ức chế hoặc độc đối với tế bào; tác dụng kích thích hoặc ức chế sinh trưởng và các tác dụng dược lý, sinh lý khác. Dựa vào phân loại hoá học: Hợp chất tự nhiên được sắp xếp theo các nhóm chức cơ bản: Hydratcarbon Lipid và acid béo Acid amin Baz amin (alkaloid) Saponin Terpenoid Glycosid … Trong cây, các hợp chất hữu cơ tồn tại ở dạng hòa tan trong nước, dầu béo hoặc tinh dầu. Các chất hòa tan trong nước (dịch tế bào) là các hydrat carbon phân tử bé (monosaccharid, oligosaccharid), một số polysaccharid (pectin, gôm), các glycosid (saponin, flavonoid, iridoid…) muối alcaloid của các acid hữu cơ, acid amin. Các hợp chất phenol hòa tan dưới dạng glycosid (flavonoid, tanin) hoặc dạng phức hợp khác. Các chất tan trong dầu béo và tinh dầu là các hydrocarbon, monoperpen, sterol, carotenoid … Dầu và tinh dầu được khu trú trong những bộ phận riêng biệt của cây như ở hạt, vỏ, thân (tinh dầu) Các nguyên tử mang điện tích âm có thể là: O, N, S, F, Cl… Như vậy các nhóm như: -OH, -CO, -NO2, -NH2, -COOH, -SO2, và các Halogen đều là những nhóm phân cực. Các phân tử càng có nhiều nhóm phân cực thì tính phân cực càng mạnh, nhưng nếu mạch carbon càng dài thì độ phân cực sẽ giảm. Thí dụ: các glycosid là những chất phân cực mạnh do phần đường của chúng có nhiều nhóm phân cực (-OH), mạch đường càng dài thì độ phân cực càng cao. Nếu glycosid bị thủy phân cắt mất phần đường, chỉ còn lại phần aglycon thì tính phân cực của aglycon sẽ giảm hẳn. Một yếu tố khác ảnh hưởng đến vấn đề chiết xuất là các enzym có trong cây. Trong quá trình chế biến, nếu không khống chế hoạt động của các enzym thì các glycosid có thể bị thủy phân một phần hoặc toàn phần làm thay đổi tính phân cực, do đó thay đổi độ hòa tan của các hợp chất đối với dung môi. QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN Phân lập Xác định cấu trúc  Cấu tạo hóa học Chuyển hoá, tổng hợp MẪU VẬT CÁC CHẤT TINH KHIẾT - Tên khoa học VD: Momordica charantia L. (Cucurbitaceae) - Sinh trưởng (địa điểm lấy mẫu) - Bộ phận nghiên cứu - Các phương pháp chiết xuất - Các phương pháp cô lập (sắc ký) I. PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN II. XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC HOÁ HỌC Dùng các phương pháp phổ nghiệm để xác định cấu trúc: Phổ hồng ngoại: IR Phổ tử ngoại: UV Phổ khối lượng: MS Phổ cộng hưởng từ hạt nhân: NMR X-Ray Không một loại phổ nào có thể cung cấp đầy đủ thông tin cần thiết về cấu trúc cuả một chất. Xác định hằng số vật lý: chất đã biết, chất mới. [...]... di-2-ethyl hexyl mà trước đây nhiều người lầm tưởng là hợp chất tự nhiên cô lập từ cây cỏ Ngoài ra, khi chiết xuất cần lưu ý đến các chất bôi trơn như silicon chân không ở thiết bị cô quay chân không, các chất artefact là chất chỉ được thành lập trong quá trình chiết xuất, thường là những dẫn xuất của các hợp chất tự nhiên Muốn hạn chế những trường hợp này cần phải sử dụng các điều kiện chiết xuất, cô... chiết xuất: Khi chiết xuất các hợp chất thiên nhiên, người ta thường trích luôn các tạp chất hay hiện diện trong cây như chất béo, chất màu những tạp chất này sẽ làm cản trở quá trình cô lập tinh chế các hoạt chất muốn khảo sát Chất béo (lipid): Thường được loại bằng dung môi không phân cực nhưng chúng cũng có thể được chiết xuất bằng những dung môi phân cực Các loại hợp chất này có thể được nhận thấy... trường hợp đã có kết luận sai về thành phần hóa học vì cây có mang những loại nấm ký sinh II XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU Thông thường, mẫu cây sau khi thu hái về được rữa sạch, để ráo nước, làm khô tự nhiên trong mát có quạt hoặc nơi thoáng gió Cây có thể được phơi khô ở nhiệt độ phòng hoặc sấy ở nhiệt độ thấp hơn 60oC Không được phơi dưới ánh nắng mặt trời vì tia tử ngoại có thể kích thích phản ứng hóa học, ... polyetylen dày V DUNG MÔI Dung môi dùng để chiết xuất các hợp chất thiên nhiên rất đa dạng và thay đổi theo đaặc tính của các hợp chất biến dưỡng muốn ly trích ra Cơ sở để chọn dung môi là tính phân cực của hợp chất trong cây và dung môi V DUNG MÔI Dung môi phân cực và không phân cực: • Quá trình hình thành một dung dịch là tùy thuộc vào đặc tính của chất tan và dung môi Để hình thành một dung dịch, trước... ngoại có thể kích thích phản ứng hóa học, tạo nên những chất giả gọi là artefact, không phải là những hợp chất có thực trong cây II XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU Một vài trường hợp đặc biệt, người ta khảo sát trên cây tươi Trong trường hợp này, cây cần được nhanh chóng cắt nhỏ và ngâm ngay trong dung môi ly trích để tránh quá trình lên men hay phản ứng hóa học Muốn diệt những enzym có sẵn trong cây, có thể thực... cả việc chọn dung môi, dụng cụ chiết và kỹ thuật chiết Một phương pháp chiết xuất thích hợp có thể được hoạch định một khi đã biết rõ thành phần hoá học cuả nguyên liệu mỗi loại hợp chất có độ hoà tan khác nhau trong từng loại dung môi Vì vậy không thể có một phương pháp chiết xuất chung áp dụng cho tất cả các hợp chất Sự chiết xuất gồm hai quá trình: Quá trình hoà tan Quá trình thẩm thấu Các phương... 5,8 0,37 100 Acid acetic 118 6,2 6,2 1,26 100 Dimethyl sulfoxid 189 4,7 7,2 2,0 100 Nước 100 78,5 9,0 1,0 100 V DUNG MÔI Chất tan trong nước và dung môi phân cực Các chất điện ly như muối vô cơ đều tan trong dung môi phân cực Chất phân cực: các hợp chất hữu cơ nói chung không ion hóa nhưng nếu chúng có chứa các nhóm hoặc nguyên tử mang điện tích âm có thể hình thành dây nối hydro với nước thì chúng... phải có sự phá vỡ các dây nối liên kết trong hợp chất tan và trong dung môi, để hình thành dây nối liên kết mới giữa chất tan và dung môi Thí dụ ether ethylic và nước • Hằng số điện môi của nước ở 20oC là 80,4 trong khi ether ethylic là 4,34 V DUNG MÔI • Nguyên tử hydro của phân tử nước có khả năng liên kết với một nguyên tử mang điện tích âm của một hợp chất khác, hình thành dây nối liên kết hydro... tủ lạnh Các chất polyphenol – tanin: thực vật thường chưá tanin với hàm lượng cao muốn loại bỏ tanin ra khỏi dịch chiết nước, người ta thường cho dung dịch ly trích đi qua cột hấp phụ có chứa Polyamid, Sephadex LH-20… Các chất dẻo như phtalat dialkyl, tri n-butyl acetyl citrat, tributylphosphat…thường là các tạp chất lẫn trong dung môi hoặc phụ gia chất dẻo trong các thùng chứa làm bằng chất dẻo… Trong... XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU Việc lựa chọn, thu hái, xác định nguyên liệu mẫu cây cần nghiên cứu là những giai đoạn đầu tiên cần phải tiến hành trong quá trình khảo sát hóa thực vật Khi thu hái mẫu cây, cần kết hợp với nhà thực vật học để xác định tên khoa học (vì cây thường được gọi bằng tên địa phương rất dễ gây nhầm lẫn) IV XỬ LÝ NGUYÊN LIỆU Phải ghi rõ cây thu hái ở vùng nào, thời gian thu hái, độ tuổi của . của các hợp chất đối với dung môi. QUY TRÌNH NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT THIÊN NHIÊN Phân lập Xác định cấu trúc  Cấu tạo hóa học Chuyển hoá, tổng hợp MẪU VẬT CÁC CHẤT TINH KHIẾT - Tên khoa học VD:. ĐẠI CƯƠNG Định nghĩa Là những hợp chất hoá học do tự nhiên cung cấp. Nguồn cung cấp: thực vật hoặc động vật. Phân loại Dựa vào chức năng sinh học: Chất trao đổi bậc 1 (chất biến dưỡng. loại hoá học: Hợp chất tự nhiên được sắp xếp theo các nhóm chức cơ bản: Hydratcarbon Lipid và acid béo Acid amin Baz amin (alkaloid) Saponin Terpenoid Glycosid … Trong cây, các hợp chất hữu