Ancaloit – kiềm thực vật

1. Định nghĩa
Ancaloit là hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, đa số có nhân dị vòng, có phản ứng
kiềm, thường gặp trong thảo mộc. Đôi khi cũng có trong động vật. Ancaloit thường có
dược tính mạnh. Các ancaloit cho những phản ứng hoá học với một số thuốc thử nói
chung (thuốc thử ancaloit).
2. Nguồn gốc
Ancaloit không có trong tất cả các loại thực vật, mà chỉ có ở một số ít so với
tổng thực vật đã có. ở động vật cũng có một số ancaloit: cantharidin trong sâu ban
miêu...
Ancaloit rất ít thấy ở động vật hạ đẳng, không có ở ngành tảo và lớp rêu, có rất
ít ở ngành nấm, địa y và những cây 1 lá mầm: colchicin có ở tỏi độc, covadin ở
cevadille, phalloidin và amanitin lấy ở nấm amanita.
Ancaloit có rất nhiều ở những cây 2 lá mầm, nhất là các họ mao lượng
(Ranuncnlaceae), á phiến (paraveraceae); cà phê (Rubinaceae), mã tiền
(Loganiaceae) và ở một số cây đặc biệt, thuộc họ hoa môi (Labiatene).
Những cây có tỷ lệ ancaloit cao thường gặp ở vùng nhiệt đới, vì ở đó có sự đồng
hoá diệp lục mạnh hơn và có lẽ sự đồng hoá diệp lục cũng đóng vai trò quan trọng
trong việc tạo ancaloit ở cây.
3. Sự phân bố Ancaloit trong cây
Năm 1806 Sectuener tìm ra được ancaloit đầu tiên là morphin trong thuốc phiện.
Sau đó, rất nhiều người đã hào hứng đi vào tìm tòi nghiên cứu. Trong vòng 180 năm
trở lại đây các nhà khoa học thế giới đã tìm ra hơn 2000 loại ancaloit trong thực vật.
Phần lớn chúng có mặt trong các họ thực vật thượng đẳng.
Ancaloit chứa trong nhiều bộ phận của cây:
- Hạt: mã tiền, cà phê
- Quả: ớt, hồ tiêu
- Hoa: cà độc dược
- Lá: coca, thuốc lá, cà độc dược,
- Thân: a hoàng, canhkina
- Những bộ phận dưới đất: ba gạc, lựu, ô dầu, ipeca.
Tỷ lệ ancaloit trong các bộ phận trên cũng không đều nhau. Trong cây thường
tập trung nhiều hơn ở một bộ phận nhất định. Ví nh: Quinin tập trung nhiều hơn ở
vỏ canhkina (cinchona); cocain trong là coca (erythroxylon coca), strychnin trong
hạt mã tiền (strychnos nux vomica), còn ở những bộ phận khác thì ít hơn.
Trong cùng một cây, thường chứa một hỗn hợp những ancaloit nhưng chỉ có 1 – 2
ancaloit trội hơn. Ví dụ vỏ canhkina có tới 24 ancaloit, trong đó quinin nhiều nhất.
Thuốc phiện có tới 26 ancaloit nhưng chú yếu là morphin.
Những ancaloit trong cũng một cây, thường có nhân căn bản chung và chỉ khác
nhau ở gốc hoá học dính vào nhân. Ví dụ pelletierin; izopelltierin và metyl pelletierin
của vỏ lựu.

- CH2-CH2-CHO	- CH2-CH2-CH3	- CH2-CH2-CHO
NH	NH	NH
Pelletierin	Metyl pelltierin	Izo pelletierin

ở các cây cũng họ thực vật hay chứa các ancaloit gần nhau về cấu tạo. Ví dụ:
một số cây trong họ cà (solanaceae) nh atropa belladona và atropa datura đều có
nhân chung pyrol và pyridin đứng rời hay kết hợp với nhau (nhân tropan). Cũng có
khi 2 cây rất gần nhau về họ thực vật, nhưng có cây chứa ancaloit, còn cây kia không
chứa hoặc có chứa thì lại là những ancaloit rất khác nhau. Ví dụ nh cà phê, ipeca và
canhkina đều thuộc họ cà phê nhưng lại chứa những ancaloit rất khác nhau.
Trái lại một ancaloit có thể gặp ở nhiều cây thuộc họ khác nhau nh caphein có
trong 7 cây: chè, cô ca, cà phê… ephedrin trong ma hoàng (họ gnetacere) và cây
taxusbaceate (họ taxaceae), sidacordofolia (họ malvaceae)…
4. Sự tạo thành các ancaloit trong cây
Đây là một vấn đề quan trọng.
Từ nhận xét những ancaloit có trong cũng một cây thường có cùng một cấu trúc
hoá học chỉ khác nhau ở nhóm chức dính thêm nh ancaloit trong hạt cau, canhkina,
coca, cà độc dược... do đó người ta dễ quan niệm do một số quá trình oxy hoá, khử oxy
hoá, metyl hoá. Khử metyl, este... có thể chuyển từ ancaloit nọ sang ancaloit kia.
Lại cũng có giả thuyết cho rằng nhân căn bản do các chất đường hay thuộc chất
của đường sinh ra, rồi kết hợp với amoniac để có nitơ.
Giả thuyết cho rằng ancaloid được tạo ra từ các a xit amin được nhiều người tán
thành hơn cả. Bởi vì, người ta thấy có nhiều sự giống nhau giữa axít amin với một số
ancaloit, nh sự liên kết quan giữa thuộc chất của purin và nucleprotein.
Một số phản ứng đa ra để chứng minh sự tạo thành ancaloit từ các amin khác
phù hợp với hoàn cảnh nhiệt độ thực tế của sự sống. Các tác giả: Robinson và schoff
đã tổng hợp được atropin, lobelanin... trong điều kiện nhiệt độ thực tế của sự sống.
Ví dụ sự tổng hợp atropin – ancaloit có nhân pyrolidin từ một axit amin nh
ocnithin.

NH2	CH2-CHO
H 2N-CH2- CH2- CH2-CH-COOH + 2H.CHO	CH2-CHO + 2.CH3 +CO2

 

Ocnithin

formaldyhyd diadehyd metylamin sucxinic

Diadehyd sucxinic lại kết hợp với metylamin để đóng vòng cho nhân pyrolidin:
OH

CH2 – CHO	CH2 – CH
+ CH3-NH2	N- CH3
CH2 – CHO	CH2 – CH

OH
N.Metyl dihydroxy 2-5pyrolidin
Chất mới tạo thành kết hợp với axit axeton dicarbonic để cho nhận tropan
COOH

OH	CH2-COOH	CH2-CH-CH
CH2 – CH
N- CH3 + CO	N-CH3 CO+ 2H2O
CH2 – CH
OH	CH2-COOH	CH2-CH-CH COOH
Sau đó đun nóng và hydrozeni hoá sẽ được trepanol
COOH
CH2-CH-CH N-CH3 CH2-CH-CH	CH2-CH-CH2 N-CH3 CHOH + 2CO2 CH2-CH-CH2	CO+ H2

COOH
tropanol kết hợp với axit tropic để cho atropin:

CH2-CH-CH2 N-CH3 H 2O CH2-CH-CH	CH2-CH-CH2 CHOH+ HOOC-CH-C5H5	N-CH3 CHO-CO-CH-C6H5 +
CH2-CH-CH2 Atropin

Những ancaloit mới tạo thành lúc đầu nằm ở các bộ phận đang phát triển của
cây, lá, chồi, mầm… Ví dụ nh solanin có ở trong mầm non của củ khoai tây nếu người
và thú cưng ăn phải dễ chết do ngộ độc. Về sau chuyển ra các tổ chức bên ngoài. Rất ít
khi thấy ancaloit trong nhu mô ruột hay trong những tế bào phụ của mạch cây (libe).
Người ta thường gặp ancaloit trong vỏ hạt và trong nhũ dịch.
Trong cây, ancaloit thường ở trong tế bào dưới dạng muối (ít khi thấy ở thể tự do,
ancaloit là kiểm thực vật nên thường kết hợp với các axit vô cơ hay hữu cơ, nh axit
citric, tartric, tanic… ít khi gặp nó kết hợp với axit axetic, sunfuric, photphoric,
lactic, xyanhydric. Một số cây, ancaloit lại kết hợp với axit đặc biệt của chính mình
nh Quiric trong canhkina, meconic trong thuốc phiện, tropic trong họ cà…
Hàm lượng axit trong thực vật thường không nhất định, Có khi chỉ có mấy phần
vạn, hay 1-2%, thậm rất nhiều nh ancaloit ở canhkina, thuốc phiện tới 16-20%.
Trong thực vật, tỷ lệ axit cũng thay đổi tuỳ theo điều kiện sống. Nó phụ thuộc
vào khí hậu, ánh sáng, chất đất, phân bón, giống cây, bộ phận thu hái và thời kỳ thu
hái. Vì vậy đối với mỗi dược liệu cần phải nghiên cứu kỹ cách trồng, thu hái, bảo quản
thế nào để có hoạt chất cao nhất và tốt nhất.
5. Tính chất của ancaloit
a) Lý tính
Nói chung ancaloit là những chất có khối lượng phân tử cao. Nhưng ancaloit
không có oxy thì cấu tạo bằng C, H, N nh nicotin C20H14N2, nhiệt độ thường hay ở
dạng lỏng, có mùi, bay hơi được, dễ tan trong nước và cất kéo được bằng hơi. Còn những
ancaloit có oxy trong phân tử: morphin C17H19O3N, codein C18H12O3N, atropin C-
17H23O3N thường đặc ở nhiệt độ thường, hầu nh không tan trong nước, chỉ tan trong các
dung môi hữu cơ, không mùi, vị đắng có thể kết tinh được và không cắt kéo được bằng
hơi nước. Trừ một vài ancaloit cũng không mang oxy trong phân tử nhưng lại đặc ở
nhiệt độ thường nh sempervirdin C19H16N2 lấy từ geloeninm sempervireus. Ngược lại
một vài trường hợp đặc biệt của ancaloit có mang oxy nhưng vẫn ở thể lỏng nh
pilocarpin C11H16O2N2…
Các ancaloit bazơ không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ: cồn,
ether, chloroform, axetat etyl… loại muối ancaloit lại dễ tan trong nước, không tan
trong các dung môi hữu cơ.
Đa số các ancaloit và muối của nó đều không màu, trừ một vài chất có màu nh
becberin (màu vàng) trong cây hoàng liên, sinapin, harmalin.
Phần lớn các ancaloit có khả năng quang học, thường tả tuyền, trừ mấy thứ hữu
tuyền nh cicutin, pilocarpin… một số khác không có tác dụng với ánh sáng phân cực
nh: piperin, papavein, macxein, atropin… Khả năng quay cực của các ancaloit còn
thay đổi tuỳ theo dung môi hoà tan nó. Các ancaloit quay cực là do cấu tạo phân tử
của nó có chứa cacbon bất đối xứng.
b) Hoá tính
Ancaloit có tính kiềm: Tất cả các ancaloit đều có tính kiềm. Có một số còn có
tác dụng nh một kiềm mạnh làm xanh giấy quỳ: cucutin, nicotin, đa số các ancaloit
có tác dụng nh một kiềm yếu: capherin, piperin, pilocarpin…
- ở dạng muối, các ancaloit tương đối bền vững hơn.
Ancaloit có thể cho kết tủa với thuốc thử:
Dung dịch Iodur.
Iodur kép Hg và kalium.
Axit silicotungstic
Hydrat uaran
Dung dịch tanin
Chlorua vàng và chlorua platin 10%.
Axit picric


Ancaloit có thể cho phản ứng màu với các thuốc thử:
H2SO4 và HNO3.( 20 ml H2SO4 đậm đặc với 10 giọt HNO3 đậm đặc)
H2SO4 + ít đường.
H2SO4 + Molypdat natri 1%.
Persunfat NH4.
H2SO4 + Vanedat NH4 1/ 200.
H2SO4 + Seclenit natri.
H2SO4 + 1% Vanillin.
H2SO4 + Ruthnat natri.
H2SO4 + 2% fromon.
H2SO4 + bicromat kali.


Các thuốc thử màu này đều là môi trường axit. Đôi khi thuốc thử màu đã là một
axit mạnh.
Vì các ancaloit cho phản ứng màu và phản ứng kết tủa không đặc trng nên
muốn xác định chính xác hay khi định tính một loại ancaloit nào đó thì phải đồng
thời làm với nhiều loại phản ứng, cả kết tủa và phản ứng màu rồi lấy kết quả so với
bảng in sẵn.
6. Tìm ancaloit trong thực vật :
Bằng các phản ứng hoá học trên, chúng ta có thể phát hiện được ancaloit trong
dược liệu, đồng thời cũng có thể định lượng được nó nữa.
Sau đây xin giới thiệu một số phương pháp đơn giản của các học giả Liên Xô
dùng để kiểm tra tại cây thuốc ở ngoài vờn, ngoài đồng và gọi là phương pháp “ngoài
đồng”.
+ Phương pháp thẩm xuất: cho lá non vào trong ống nghiệm, ngập trong 3 – 6 ml
chlohydric 5%, sau 3 – 5 giờ cho thên NaOH 10% vào sẽ có những ancaloit kết tinh
trong dung dụch. Ta có thể căn cứ vào số ancaloit kết tinh trong ống nghiệm để sơ bộ
định lượng trong cây có nhiều hay ít.
+ Phương pháp nhuộm màu: xé một miếng nhỏ ở cuống lá còn dính một ít vỏ
trong suốt. Sau đó ngâm vào dung dịch iodna kali (thường lấy 1ml dung dịch thuốc
này pha với 20 – 25ml nước). Lúc đầu dung dịch trong ống nghiệm có màu vàng. Sau
3-5 phút sẽ làm cho vỏ trong cuống trên có màu gỉ sắt, chứng tỏ dược liệu có chứa
ancaloi. Nếu không có hoặc rất ít sẽ không xuất hiện mầu nâu gỉ sắt trên, mẫu kiểm
tra vẫn trong như cũ.
Muốn xác định xem ancaloit có trong một bộ phận nào đó của dược liệu, phải
dùng thuốc thử thích hợp. Ta có thể dùng tất cả các thuốc thử nh đã kể trên nhưng tốt
nhất là thuốc thử bouchardat vì nó cho một kết tủa màu. Chỉ cần nhỏ một giọt thuốc
thử lên vi phẫu mới cất (không rửa và không nhuộm) đợi 2 – 5 phút rồi soi kính hiển
vi sẽ thấy kết tủa màu nâu. Nhưng trước khi kết luận ta phải chú ý tới 2 nguyên nhân
có thể gây nên nhầm lẫn:


Dùng nhiều thuốc thử quá các kết tủa có thể tan mất.
Các Protein cũng có thể cho kết tủa màu nâu.
(Với thuốc thử bouchardat và các thuốc thử của ancaloit). Errera đã tránh tr-
ờng hợp này bằng cách làm 2 tiêu bản. Một loại sau khi làm vi phẫu thì nhúng ngay
vào trong thuốc thử. Loại khác nhùng vào rượu tactric ngâm một thời gian sau đó rửa
sạch rượu tactric rồi nhúng lại vào thuốc thử bouchardat, nếu tế bào có chứa ancaloit
thì ancaloid này sẽ bị tan trong rượu tactric. Kết quả trên vi phẫu đó không thấy kết
tủa hay chính là các lỗ hổng. Trái lại nếu vẫn thấy kết tủa thì phải nghĩ tới chất
protein.
Người ta dựa vào các nguyên tắc sau đây để chiết xuất:
- Ancaloit nói chung là những kiềm yếu, do đó có thể dùng những kiềm mạnh
hay trung bình để đẩy ancaloit ra khỏi muối của chúng.
- Ancaloit ở thể tự do (ancaloit bazơ) dễ tan trong các dung môi hữu cơ còn ở
dạng muối sẽ dễ tan trong nước.
- Sau khi có ancaloit thô, tinh khiết bằng cách chuyển nó nhiều lần từ dung môi
hữu cơ sang dung môi nước và ngược lại. Cuối cùng làm bay hơi dung môi ta được
ancaloit tinh khiết.
Nhưng còn tuỳ theo tính chất của ancaloit loại bay hơi và không bay hơi mà ph-
ương pháp chiết xuất thay đổi cho thích hợp.
Đối với Ancaloit bay hơi: Conin (có ở cigue), nicotin (thuốc lá), spactein (cây
gene) có thể cất kéo được bằng hơi nước thì ta sấy khô, tán nhỏ dược liệu cho vào kiềm
mạnh để đẩy chúng ra thành ancaloid tự do. Sau đó tách ra khỏi dược liệu bằng ph-
ương pháp cất kéo qua hơi nước. Cuối cùng lại tách ancaloid ra khỏi nước cất trên bằng
các dung môi hữu cơ thích hợp.
Đối với những ancaloid không bay hơi người ta dùng 2 phương pháp:
- Cho dược liệu đã tán nhỏ vào bình ngâm kiệt rồi tiến hành chiết bằng dung môi
nước axit loãng hoặc cồn đã axit hoá bằng một axit mạnh. Các ancaloid có trong dược
liệu (ancaloid toàn phần) sẽ chuyển sang thể muối và tan trong 2 dung môi trên. Bốc
hơi dung môi bằng cách cất dưới áp suất giảm với nhiệt độ càng thấp càng tốt. Cặn
còn lại cho kiềm NaOH, KOH, NH4OH, Ca(OH)2…. Lấy ancaloid bazơ được giải
phóng ra bằng một dung môi hữu cơ thích hợp (không trộn lẫn với 2 dung môi trên)
nh CHCl3, ether, benzen… dung môi này chỉ cho ancaloid cần tim hoà tan . Dung
môi này cùng phải tinh khiết và không tan trong 2 dung môi đã dùng ở trên.
- Chuyển trực tiếp ancaloit ở dạng muối trong dược liệu ra thể bazơ để hoà tan
vào dung môi hữu cơ bằng các kiềm thích hợp. Việc lựa chọn kiềm rất quan trọng:
một kiềm mạnh NaOH mà tác dụng lâu trên ancaloit sau khi giải phóng ancaloit
bazơ có thể xà phòng hoá các ancaloit có chứa este nh astopin, cocain… NaOH còn
giữ lại trong dung dịch nước các ancaloit có chứa phenol nh morphin, xeplutin,
NH4OH chỉ có thể đẩy một phần ancaloit của Ipeca. Vôi đẩy tất cả các ancaloit của
rễ lựu.
Người ta có thể lấy riêng ancaloit bằng phương pháp sắc ký cột. Chất hấp phụ là
nhôm oxyt khi các ancaloit đi qua cột hấp phụ và triển khai bằng dung môi thích
hợp thì ancaloit được tách ra thành từng phần khác nhau.
Sắc ký khó cao áp, sắc ký mỏng, cũng là phương pháp được dùng nhiều ở các
phòng thí nghiệm hiện nay để tách các ancaloit. Các phương pháp này có độ chính xác
cao và cho kết tủa nhanh chóng.


7) ứng dụng của ancaloit
Ancaloit nói chung là độc với liều lượng cao, còn với liều lượng vừa phải có tác
dụng chữa bệnh. Thường xuyên ta chế biến nó ở dạng muối dễ hoà tan trong nước và
bền vững được lâu, giúp cho việc bảo quản và sử dụng thuận tiện và tốt: atropin
sunfat, Strychnin sunfat… Nhiều khi do cách chế biến không đúng quy cách, dược liệu
chứa ancaloit sẽ bị thay đổi tác dụng chữa bệnh đi.
ánh sáng mặt trời cũng dễ làm các ancaloit bị phá huỷ, thường các ancaloit phải
được bảo quản trong các bình kín, có màu hay trong hộp kín. Cần có phân biệt độc
với không độc, để tránh nguy hiểm khi sử dụng.
Tác dụng dược lý của ancaloit rất khác nhau, phần này chúng ta sẽ xét tới trong
các chuyên luận dược liệu. Chúng ta cũng nên ghi nhận rằng tác dụng của nước sắc dược
liệu chứa ancaloit toàn phần không phải bao giờ cũng giống nh của ancaloit nguyên
chất khác tách ra.
Các ancaloit có tác dụng với hệ thống thần kinh trung ương, về phương diện kích
thích, có Strychnin, caphein, lobelin… về phương diện trấn tỉnh giảm đâu có morphin,
codein, receppin…
Các chất có tác động lên hệ thần kinh thực vật:
Chất kích thích giao cảm: Ephedrin, Codein, Hocdein
Chất ức chế giao cảm: Ecgostamin, Yohimbin.
Chất kích thích phó giao cảm: Pilocarpin, eserin
Trong số các ancaloit có các thuốc gây mê tại chỗ: cocain; các chất trị co giật:
papaverin; Chất phong bế hạch giao cảm: nicotin, spactein.
- Ancaloit có tác dụng trên tim:
- - fagarin, ạ malin và quinin là các thuốc chống rung tim. Quinin, ernetyl là
thuốc gây trẫm uất. Các thuốc tăng huyết áp: Ephedrin, các thuốc hạ huyết áp,
yohimbin, resecpin, varatum.
Ancaloit chỉ có tác dụng chống vi khuẩn ở liều cao, nhiều ancaloit có tác dụng
diệt ký sinh trùng, trị nguyên sinh động vật: quinin độc với ký ký sinh trùng sốt rét,
emetin, và conexin đối với lỵ do amid, conexin với trycomonas, trị ký sinh trùng đ-
ờng tiêu hoá có pellethierin và arecolin.