5. Tính chất chung của alcaloid
5.1. Lý tính:
- Thể chất: Phần lớn alcaloid trong thiên nhiên công thức cấu tạo có oxy nghĩa là trong công thức có C, H, N, O, những alcaloid này thường ở thể rắn ở nhiệt độ thường. Ví dụ: Morphine [C17H19NO3], codein [C18H21NO3], strychnin [C21H22N2O2], quinin [C20H24N2O2], reserpin [C33H40O9N2]…
Những alcaloid thành phần cấu tạo không có oxy thường ở thể lỏng. Ví dụ như: Coniin [C8H17N], nicotin [C10H14N2], spartein [C15H26N2]. Tuy nhiên cũng có vài chất trong thành phần cấu tạo có oxy vẫn ở thể lỏng như arecolin [C8H13NO2], pilocarpidin [C10H14N2O2] và có vài chất không có oxy vẫn ở thể rắn như sempecvirin [C19H16N2], conexin [C24H40N2].
Các alcaloid ở thể rắn thường kết tinh được và có điểm chảy rõ ràng, nhưng cũng có một số alcaloid không có điểm chảy vì bị phân hủy ở nhiệt độ trước khi chảy.
Những alcaloid ở thể lỏng bay hơi được và thường vững bền, không bị phân hủy ở nhiệt độ sôi nên cất kéo được bằng hơi nước để lấy ra khỏi dược liệu.
- Mùi vị: Đa số alcaloid không có mùi, có vị đắng và một số ít có vị cay như capsaixin, piperin…
- Màu sắc: Hầu hết các alcaloid đều không màu trừ một số ít alcaloid có màu vàng như berberin, palmatin, chelidonin,
- Độ tan: Nói chung các alcaloid base không tan trong nước, dễ tan trong các dung môi hữu cơ như methanol, ethanol, ether, chloroform, benzen.. trái lại các muối alcaloid thì dễ tan trong nước, hầu như không tan trong các dung môi hữu cơ ít phân cực.
Có một số trường hợp ngoại lệ, alcaloid base lại tan được trong nước như coniin, nicotin, spactein, colchicin, cafein [tan 1/80 trong nước lạnh và 1/2 trong nước sôi]. Một số alcaloid có chức phenol như morphine, cephelin tan trong dung dịch kiềm. Muối alcaloid như berberin nitrat lại rất ít tan trong nước.
Dựa vào độ tan khác nhau của alcaloid base và muối alcaloid người ta sử dụng dung môi thích hợp để chiết xuất và tinh chế alcaloid.
- Năng suất quay cực: Phần lớn alcaloid có khả năng quay cực [vì trong cấu trúc có cacbon không đối xứng], thường tả tuyền, một số nhỏ hữu tuyền như cinchonin, quinidin, aconitin, pilocacpin…, một số không có tác dụng với ánh sáng phân cực [vì không có cacbon không đối xứng] như piperin, papaverin, naxein…, một số alcaloid là hỗn hợp đồng phân tả tuyền và hữu tuyền [raxemic] như atropin, atropamin,… năng suất quay cực là hằng số giúp ta kiểm tra độ tịn khiết của alcaloid. Khi có hai dạng D và L thì alcaloid dạng L có tác dụng sinh lý mạnh hơn dạng D.
5.2 Hóa tính:
- Hầu như alcaloid đều có tính base yếu, song cũng có chất có tác dụng như base mạnh có khả năng làm xanh giấy quỳ đỏ như nicotin, cũng có chất tính base rất yếu như cafein, piperin… vài trường hợp ngoại lệ có những alcaloid không có phản ứng kiềm như colchicin, ricinin, theobromin và cá biệt cũng có chất có phản ứng acid yếu như arecaidin, guvacin.
Do có tính base yếu nên có thể giải phóng alcaloid ra khỏi muối của nó bằng những kiềm trung bình và mạnh như NH4OH, MgO, cacbonat kiềm, NaOH… khi định lượng alcaloid bằng phương pháp đo acid người ta phải căn cứ vào độ kiềm để lựa chọn chỉ thị màu cho thích hợp.
- Tác dụng với acid, alcaloid cho các muối tương ứng.
- Alcaloid kết hợp với kim loại nặng [Hg, Bi, Pt…] tạo ra muối phức.
- Các alcaloid cho phản ứng với một số thuốc thử gọi là thuốc thử chung của alcaloid. Những phản ứng chung này được chia làm 2 loại:
a/ Phản ứng tạo tủa:
Có hai nhóm thuốc thử tạo tủa với alcaloid
Nhóm thuốc thử thứ nhất cho tủa rất ít tan trong nước. Tủa này sinh ra hầu hết là do sự kết hợp của một cation lớn là alcaloid với một anion lớn thường là anion phức hợp của thuốc thử.
Có nhiều thuốc thử tạo tủa với alcaloid:
+ Thuốc thử Mayer [K2HgI4 – kalitetraiodomercurat]: Cho tủa trắng hay màu vàng nhạt.
+ Thuốc thử Bouchardat [iodo – iodid]: Cho tủa nâu.
+ Thuốc thử Dragendorff [KBiI4 – Kali tetraiodobismutat III]: Cho tủa vàng cam đến đỏ.
+ Muối Reinecke [NH4[Cr[SCN]4[NH3]2].H2O – amoni tetra sulfocyanua diamin cromat III]
+ Thuốc thử Scheibler [acid phosphovonframic – H3P [W3O10]4].
+ Thuốc thử Godeffroy [acid silicovonframic – H3Si[W3O10]4].
+ Thuốc thử Sonnenschein [acid photphomolybdic – H3P [Mo3O10]4].
Phản ứng tạo tủa này rất nhạy, độ nhạy của mỗi loại thuốc thử đối với từng alcaloid có khác nhau. Ví dụ: Thuốc thử Mayer còn xuất hiện tủa với morphin khi pha loãng 1/2.700 nhưng với quinin ở độ pha loãng 1/125.000. Cafein còn tạo tủa với thuốc thử Dragendorff ở độ pha loãng 1/600, nhưng với thuốc thử Bouchardat ở độ pha loãng 1/10.000.
Trong phân tích alcaloid, một số thuốc thử tạo tủa trên còn được dùng với ý nghĩa khác: Thuốc thử Dragendorff còn được dùng phun hiện màu trong sắc ký giấy và sắc ký lớp mỏng. Muối Reinecke dùng trong định lượng alcaloid bằng phương pháp so màu. Acid photphomolybdic và acid photphovonframmic được dùng trong định lượng alcaloid bằng phương pháp cân và phương pháp so màu.
Nhóm thuốc thử thứ hai cho những kết tủa ở dạng tinh thể:
+ Dung dịch vàng clorid
+ Dung dịch platin clorid
+ Dung dịch nước bão hòa acid picric
+ Acid picrolonic
+ Acid styphnic
Người ta thường đo điểm chảy của các hợp chất này để góp phần xác định các alcaloid.
b/ Phản ứng tạo màu:
Có một số thuốc thử tác dụng với alcaloid cho màu đặc biệt khác nhau do đó người ta cũng dùng phản ứng tạo màu để xác định alcaloid. Phản ứng tạo tủa cho ta biết có alcaloid hay không, còn phản ứng tạo màu cho biết có alcaloid gì trong đó.
Thuốc thử tạo màu thường là những hợp chất hữu cơ hoặc vô cơ hòa trong acid H2SO4 đậm đặc. Những thuốc thử tạo màu quan trọng là: Acid sulfuric đậm đặc [d=1,84], acid nitric đậm đặc [d=1,4], thuốc thử Fröhde [acid sulfomolybdic], thuốc thử Marquis [sulfofocmol], thuốc thử Mandelin [acid sulfovanadic], thuốc thử Erdmann [acid sulfonitric], thuốc thử Wasicky [p. dimetylaminobenzaldehyt hòa trong H2SO4], thuốc thử Merke [acid sulfoselenic].
Trong dịch chiết có nhiều alcaloid và còn lẫn tạp chất khác thì phản ứng lên màu không thật rõ bằng những alcaloid đã được chiết và phân lập ở dạng tinh khiết. Do đó để kết luận được chắc chắn người ta thường dùng phản ứng màu kết hợp với phương pháp sắc ký lớp mỏng có alcaloid tinh khiết làm chất chuẩn so sánh.
TÀI LIỆU THAM KHẢONgô Văn Thu [2011], “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội
Phạm Thanh Kỳ và cs. [1998], “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội
Đỗ Tất Lợi [2004], “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học
Viện dược liệu [2004], “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.
Viện Dược liệu [2004], “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
Page 2
7. Định tính alcaloid
7.1. Định tính trên tiêu bản thực vật:
Muốn xác định xem trên tiêu bản thực vật có alcaloid hay không và có ở vị trí nào người ta thường dùng thuốc thử Bouchardat. Vì protit cũng có thể cho kết tủa với thuốc thử này do đó để kết luận chắc chắn người ta thường làm hai tiêu bản, một tiêu bản ngay sau khi mới cắt, nhỏ một giọt thuốc thử Bouchardat, đợi một lúc rồi quan sát dưới kính hiển vi sẽ thấy kết tủa màu nâu. Tiêu bản thứ hai đem ngâm vào rượu tactric, sau đó rửa sạch rượu tactric, đặt lên phiến kính rồi nhỏ một giọt thuốc thử Bouchardat, để một lúc đem quan sát dưới kính hiên vi. Nếu tế bào chứa alcaloid thì alcaloid đã hòa tan trong rượu và trên vi phẫu không quan sát thấy tủa nâu. Trái lại, nếu vẫn thấy tủa thì phải nghĩ tới tủa protit.
Có thể dùng những phản ứng đặc hiệu để xác định alcaloid nhưng thường các thuốc thử có độ acid cao dễ phá hủy tế bào làm cho việc xác định vị trí alcaloid khó khăn.
7.2. Định tính trong dược liệu và trong các chế phẩm:
Muốn định tính ta phải chiết alcaloid và loại những chất kèm theo gây trở ngại cho các phản ứng. Sau đó làm phản ứng tạo tủa để xác định xem có alcaloid hay không. Muốn xác định xem đó là alcaloid gì thì phải làm phản ứng tạo màu đặc hiệu, ngày nay thường kết hợp với phương pháp sắc ký nhất là sắc ký lớp mỏng có alcaloid tinh khiết làm chất chuẩn so sánh.
Trong sắc ký lớp mỏng có thể dùng chất hấp phụ là silicagen nhôm oxid, bôt cellucose… Tùy theo cấu tạo alcaloid mà người ta chọn hệ dung môi khai triển cho thích hợp. Một vài hệ dung môi hay dùng như CHCl3:MeOH:NH4OH [50:9:1], n-Butanol:acid acetic:nước [4:1:5], cyclohexan:chloroform:diethylamin [5:4:1], chloroform:methanol [4:1]… Thuốc thử phun hiện màu hay dùng nhất là thuốc thử Dragendorff [cho vết da cam, hoặc đỏ nâu. Ngoài ra, có thể dùng các thuốc thử để phun hiện màu khác như iodo – iodid, iodoplatinat, antimon [III] clorid. Tùy theo cấu tạo alcaloid có thể dùng những thuốc thử phun hiện màu riêng. Đối với các alcaloid của ba gạc có thể phát hiện bằng hỗn hợp acid percloric và FeCl3; alcaloid vỏ canhkina có thể phát hiện bằng acid focmic [vết có huỳnh quang xanh đậm dưới ánh sáng tử ngoại], các alcaloid là dẫn chất phenylalkylamin được hiện màu bằng thuốc thử ninhydrin, alcaloid có nhân indol có thể phun hiện màu bằng hỗn hợp thuốc thử andehyd cinnamic và HCl. Thuốc thử Van – Urk dùng phun hiện màu alcaloid cuả cựa khỏa mạch. Các alcaloid có nhân purin có thể phun hiện màu bằng dung dịch iod và acid H2SO4.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Ngô Văn Thu [2011], “Bài giảng dược liệu”, tập I. Trường đại học Dược Hà Nội
Phạm Thanh Kỳ và cs. [1998], “Bài giảng dược liệu”, tập II. Trường đại học Dược Hà Nội
Đỗ Tất Lợi [2004], “Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam”, Nhà xuất bản Y học
Viện dược liệu [2004], “Cây thuốc và động vật làm thuốc ở Việt Nam”, tập I, Nhà xuất bản khoa hoc kỹ thuật.
Viện Dược liệu [2004], “Cây thuốc và động vật làm thuốc Việt Nam”, tập II, Nhà xuất bản Khoa học kỹ thuật.
Page 2