Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên STEROID Steroid là nhóm chức tự nhiên được nghiên cứu và ứng dụng trong thực tế nhiều nhất và có hiệu quả nhất. Nhiều hợp chất steroid không những có ý nghóa quyết đònh đến sự sinh trưởng, sự phát triển của động vật, thực vật mà còn sử dụng trong y học để chữa bệnh, là các nguyên liệu đầu để tổng hợp ra các lọai thuốc. Trong y học hiện đại, các thuốc kháng sinh và các thuốc steroid là những lọai thuốc thiết yếu nhất để điều trò và phòng ngừa nhiều bệnh hiểm nghèo. Hiện nay, hàng trăm lọai thuốc steroid đang được dùng để điều trò hằng trăm lọai bệnh tật khác nhau; do đó, các chất steroid còn được gọi là chìa khóa của cuộc sống (Keys of Life). Các steroid trong tự nhiên: ° Sterol: Cholesterol, Ergosterol, Sitosterol ° Acid mật: Acid Cholic, Acid Cholanic ° Hormon của tuyến thượng thận. ° Hormon sinh dục. ° Glycosid tim. ° Saponin. ° Steroid alkaloid II. STEROL Sterol là một alcol ở thể rắn, có cấu trúc từ 27-29 nguyên tử carbon, thuộc nguồn gốc động vật (Cholesterol) hoặc thực vật (Phytosterol, β- Sitosterol, Ergosterol, Stigmasterol). Có khung cơ bản là Cyclopetanoperhydrophenanthren gồm 17 nguyên tử C và 4 nhân, còn gọi là khung GONAN. Sterol phân bố rộng, chúng thường có mặt song song với các alkaloid hoặc saponin steroid. Có mặt trong tất cả các bộ phận của cây nhưng có nhiều nhất ở các hạt có dầu dưới dạng tự do, hoặc các ester, một số ít ở dạng glycosid. Sterol là chất không phân cực, rất ít tan trong nước. Tan nhiều trong các dung môi không phân cực như eter dầu hỏa, benzen, eter etylic, cloroform ; do đó các chất này được dùng làm dung môi để chiết xuất chúng. Sản phẩm chiết được bằng dung môi hữu cơ thường là hỗn hợp các ester sterol kết hợp với lipid, caroten, lecitin. Phải qua giai đoạn xà phòng hóa để tách các chất 3 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên này ra khỏi sterol, sau đó chiết sterol bằng dung môi hữu cơ. Tinh chế bằng các phương pháp sắ ký hoặc kết tinh phân đoạn. II.1. Cholesterol Cholesterol có cơ cấu phân tử như sau: - 8 carbon phi đối xứng tại các vò trí: 3, 8, 9, 10, 13, 14, 17, . - 1 nhóm –OH tại C-3 - 1nối đôi tại C-5 - 2 nhóm metyl góc ở C-10 và C-13 - 1 dây thẳng C 8 H 17 tại C-17. 4 HO 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24 25 26 27 Cholesterol A B C D Cyclopentanoperhydrophenantren Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên Phản ứng hóa học của cholesterol: 5 HO H 2 , Pt HO H Cholesterol Cholestanol HO H Cholestanol O H Cholestanon CrO 3 Aceton H H Cholestan Zn, Hg HCl, Cholestanon O H MgIO H 3 C CH 3 MgI H 3 O + O H Cholestanon Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên 6 HO HO OH OH H 2 O 2 AcOH CrO 3 Cholesterol Cholestan-3,5,6-triol O OH O 5-Hidroxicholestan-3,6-dion O H O Cholestan-3,6-dion H 2 O Zn / AcOH 1/ 2/ 3-metilcholestanol 3',7-dimetil-1,2-ciclopentenophanantren HO H 3 C Se 350 C o 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 ' 2 ' 3 ' H 3 C CH 3 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên 7 (Oppenauer) H O Cholesterol O O H O O C Choles-4-en-3- on Ceto acid CuO 230 C o K M n O 4 on HO Cholesterol AcO Ac 2 O Piridin Acetat cholesteril Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên I-HÓA HỌC LẬP THỂ CỦA STEROID: Đồng phân lập thể của steroid thường được sắp loại theo hai cách: Tùy theo các vòng được kết hợp với nhau. Tùy theo các cấu hình của nhóm thế, đặc biệt ở C 3 và C 17 . - Cấu hình của nhân: Có 6 nguyên tử carbon trong nhân là carbon phi đối xứng ở vò trí 5, 8, 9, 10, 13 và 14. Do đó có thể có 2 6 = 64 dạng đồng phân quang học. Phép phân tích tia X cho biết phân tử steroid là dài và mỏng, có nghiã là phân tử dẹt, như thế ởvòng B và C kết hợp với nhau theo trans, vòng A/B và C/D có thể hoặc cis hoặc trans. Tất cả steroid bão hòa tìm thấy trong thiên nhiên thuộc loại cholestan hoặc loại coprostan. Loại cholestan:Vòng A/B: trans Vòng B/C và C/D: trans Loại coprostan:Vòng A/B: cis Vòng B/C và C/D: trans 8 HO Cholesterol Se 340 C o 3'-metil-1,2-ciclopentenophenantren CH 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên Cấu hình các nhóm thế: Nhóm –OH tại C3 ở trên mặt phẳng của vòng có nghiã là ở vò trí cis đối với nhóm metil ở C 10. Cấu hình này tìm thất trong sterol tự nhiên và các chất này thuộc nhóm β. Khi –OH nằm ở dưới mặt phẳng, chất gọi là thuộc nhóm α hoặc epi 9 R H H H H R H H H Cholestan Coprostan A / B cis (hoặc 5 ) B / C trans C / D trans A / B trans ( hoặc 5 ) B / C trans C / D trans 16 CH 3 H R CH 3 1 2 3 4 5 6 7 8 14 15 16 17 13 12 11 10 9 CH 3 R CH 3 5 6 7 8 14 15 17 13 12 11 10 9 H 1 2 3 4 Cholesterol (A/B trans) Coprostan (A/B cis ) Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên III-ERGOSTEROL: Ergosterol là tiền sinh tố D, là sinh tố trò bệnh còi xương. Khi cho ergosterol tác dụng với ánh sáng tử ngoại thì tạo thành chất có tính kháng còi xương rất mạnh gọi là Ergocalciferol. Ergosterol có công thức chung là C 28 H 44 O là 1 chất rắn, có độ tan chảy là 163 o C, tìm thấy nhiều trong men. Phản ứng hóa học của Ergosterol 10 H O C H 3 2 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 0 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 -1 nhóm -OH tại C-3 -3 nối tại C-5, C-7,C-22 -2 nhóm metil góc tại C-10 và C-13; 1 nhóm metil tại C-24 Ergosterol Ac 2 O Piridin HO CH 3 Ergosterol AcO CH 3 Acetat ergosteril Ac 2 O Piridin Ergostanol HO CH 3 H H 2 , Pt Acetat ergostanil AcO CH 3 H 3 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên 11 CrO 3 H + , CH 3 CO CH CH 3 CH 3 Acetat ergostanil AcO CH 3 H Acetat acid 3 -hidroxinorallocholanic AcO COOH H Oxi hóa (t-butoxid Al/Aceton) O 3 H 2 O, Zn CHO CH CH 3 CH CH 3 CH 3 1/ 2/ O CH 3 Ergosteron O CH 3 Isoergosteron CH 3 AcO Ac 2 O Piridin Ac 2 O Piridin KOH MeOH CH 3 AcO Acetat enol HO CH 3 Ergosterol CHO HO Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên 12 HO O OHC CH CH C 9 H 19 Se CH 3 2-metilphenantren KOH HO Ergosterol 22-Dihidroergosterol HO or H 2 ,Pt (eter) Na, EtOH HO 5-Dihidroergosterol -Ergostenol C 9 H 19 HO H Na, C 3 H 7 O 4 H 2 , Pt (eter) -Ergostenol C 9 H 19 HO H H 2 , Pt AcOH HCl CHCl 3 -Ergostenol C 9 H 19 HO H Ac 2 O, piridin O 3 H 2 O 1/ 2/ 3/ CHO C 9 H 19 HO H O 7 8 14 [...]... pyridazin 16 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên VI – ACID MẬT: Acid mật được tìm thấy trong mật ( được bài tiết bới gan) của động vật Đa số acid mật là dẫn xuất mono-, di- hoặc trihidroxi cũa acid cholanic hay acid allocholanic và tất cả những acid chứa 1 nhóm hidroxi ở C 3 thường đònh hướng α 21 20 22 18 12 19 1 2 13 9 10 8 5 3 4 H 17 11 14 21 23 16 20 22 23 18 12 COOH 19 11 1 2 15 9 8 5 4 6 13 10 ... Corticosteron (11 , 21- Dihidroxiprogesteron) O 11 -Dehidrocorticosteron ( 21- Hidroxi -11 -cetoprogesteron) 11 -Deoxicorticosteron ( 21- Hidroxiprogesteron) CH2OH HO CH2OH C O OH C O OH O O 17 -Hidroxicorticosteron (11 ,17 , 21- Trihidroxiprogesteron) 11 -Deoxi -17 -hidroxicorticosteron (17 , 21- Dihidroxiprogesteron) CH2OH O C O OH O 11 -Dehidro -17 -hidroxicorticosteron (Cortison) 24 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên Các... 20 Lyase HO HO Pregnenolon 3 17 -Hidroxipregnenolon Hydroxysteroid Deshydrogenenase: 5 Dehydroepiandrosteron 4 _ Isomerase CH3 CH3 C O C O OH Progesteron O O O HO O 17 -Hidroxipregesteron 22 4 Androsten-3 ,17 -dion Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên 21Hydroxylase CH2OH CH2OH C O C O OH O O 11 -Desoxycorticosteron 11 -Desoxycortisol (11 -Desoxi -17 -hidroxicorticosteron) 11 -Hydroxylase CH2OH CH2OH C O... O Corticosteron Cortisol (17 -Hidroxicorticosteron) 18 -Hidroxilase 18 -Hidroxydeshydrogenenase CH2OH OHC C O HO O Aldosteron 23 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên Trong các hormon của vỏ tuyến thượng thận, chỉ có 6 chất là có tính hoạt động về sinh lí, đó là: corticosteron, 11 -dehidrocorticosteron, 17 hidroxicorticosteron, 11 -deoxi -17 -hidroxicorticosteron và 11 dehidro -17 hidroxicorticosteron CH2OH... 11 βhidroxiandrostendion 21 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên VII -1- 2-Sinh tổng hợp: Các corticosteroid được tổng hợp từ cholesterol qua ∆5 pregnenolon nhờ các enzym: -Demolase cắt nhánh cholesterol -Hydroxilase 17 α, 21, 11 β, 18 ( gắn –OH) -Dehydrogenase ( 3β-hydroxi -> 3ceto) -∆5-∆4 isomerase ( chuyễn liên kết đôi) -Lisase C17-20 ( cắt nhánh ) HO Cholesterol Desmolase CH3 CH3 C O C O OH 17 Hidroxylase HO C17 20... chuyễn hóa đường): có 21C và oxi ở C 11 Tác dụng quan trọng nhất của nhóm này là kích thích tạo đường Thuộc nhóm này có cortisol, cortison (11 -dehidroxicortisol) và corticosteron -Mineralocorticoid ( hormon chuyễn hóa muối nước) có 21C chất điển hình là aldosteron và 11 -deoxicorticosteron, có tác dụng điều hòa chất điện giải trong máu -Androgen vỏ thượng thận: có 19 C gồm ∆4 –androsten-3 ,17 -dion, 11 βhidroxiandrostendion... Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên H2, Pt CrO3 HO HO H Cholestanol Cholesterol O Zn, Hg HCl H H Cholestanon Cholestan COOH CrO3 H Acid allocholanic 18 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên H2, Pt oxi hóa O HO Cholest-4-en-3-on Cholesterol COOH Zn, Hg/HCl HO H Coprostanol CrO3 H Coprostan 19 H Acid cholanic Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên VII-CÁC HORMON: Các hormon steroid quan trọng là... dưới dạng 17 cetosteroid:androsteron, epiandrosteron và các chất chuyển hóa phân cực (diol,triol và liên hợp) 28 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên OH thơm hóa nhân HO OH OH khử nối đôi O O Estradiol Testosteron (17 - -hidroxi-4-androsten-3-on) H Dihidrotesteron Khử nhân A, oxi hóa 17 -on O HO H Androsteron (3 -hidroxi-5 -androstan -17 -on) O HO H O HO Epiandrosteron (3 -hidroxi-5 -androstan -17 -on)... Lumisterol Ergosterol h CH2 HO HO Tachisterol Ergocalciferol ( sinh tố D2 ) Ergocalciferol là 1 chất rắn, có tính triền quang, tan chảy ở 11 5 -11 7oC Do sự hiện diện của 2 nối đôi ở C5=C6 và C7=C8 nên có đồng phân hình học như sau: 13 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên C9H17 C9H17 H H 5 HO H H CH2 CH2 4 3 uv 1 HO 2 Preergocalciferol Ergocalciferol V-STIGMASTEROL: Stigmasterol được cô lập lần đầu tiên... -androstan -17 -on) Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên Điều chế TESTOSTEROL từ cholesterol 1/ Ac2O, piridin 2/ Br2, CCl4 HO HO Cholesterol CrO3 AcOH Br Br O AcO Br O 1/ Zn, AcOH 2/ H2O HO Br 1/ Ac2O, piridin 2/ Na, C3H7OH 5-dehidroepiandrosteron OCOC6H5 OH AcO 1/ C6H5COCl 2/ thủy giải (MeOH-NaOH) HO OCOC6H5 OH thủy giải O oxi hóa oppenaner O Testosteron 30 Giáo trình Hóa học các Hợp chất Tự nhiên Điều . cholestan 17 COOH H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Acid cholanic COOH H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Acid allocholanic Giáo trình Hóa học. trans 16 CH 3 H R CH 3 1 2 3 4 5 6 7 8 14 15 16 17 13 12 11 10 9 CH 3 R CH 3 5 6 7 8 14 15 17 13 12 11 10 9 H 1 2 3 4 Cholesterol (A/B trans) Coprostan (A/B cis ) Giáo trình Hóa học các Hợp chất. C -13 - 1 dây thẳng C 8 H 17 tại C -17 . 4 HO 18 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 19 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24 25 26 27 Cholesterol A B C D Cyclopentanoperhydrophenantren Giáo trình Hóa học các Hợp