Tài liệu Phương pháp chiết xuất, phân lập hợp chất tự nhiên

BÀI GIẢNG CHO CAO HỌC CHUYÊN NGÀNH DƯỢC HỌC CỔ TRUYỀN PHƯƠNG PHÁP CHIẾT XUẤT, PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN Bộ môn Dược liệu – Đại học Dược Hà nội TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Viện dược liệu, Kỹ thuật chiết xuất dược liệu, NXB KHKT 2008. 2. Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Ngọc Khuyến, Hợp chất thiên nhiên dùng làm thuốc, NXB Y học 1999 3. Ngô Văn Thu, Hóa học saponin, Trường ĐH Y dược TP HCM 1990. 4. Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu, Phương pháp nghiên cứu hóa học cây thuốc, NXB Y học 1985. 5. Zahid Latif, Alexander I. Gray, Natural products Isolation, 2nd edition, Humana Press 2006 ĐỊNH NGHĨA HỢP CHẤT TỰ NHIÊN Hợp chất tự nhiên là các hợp chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ thiên nhiên : - động vật - thực vật - vi khuẩn - nấm ĐỊNH NGHĨA HỢP CHẤT TỰ NHIÊN Hợp chất tự nhiên là các hợp chất có hoạt tính sinh học có nguồn gốc từ thiên nhiên : - động vật - thực vật - vi khuẩn - nấm PHÂN LOẠI HỢP CHẤT TỰ NHIÊN - Carbohydrat - Glycosid - Acid amin - Base amin (Alcaloid, amin) - Phenol (flavonoid, tanin, lignan) - Acid hữu cơ - Terpen (monoterpen, diterpen, triterpen, carotenoid, steroid) - Lipid và acid béo MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN 1. Chiết xuất, phân lập các chất có hoạt tính sinh học để sử dụng trực tiếp trong nghiên cứu và điều trị : có hiệu quả, độ an toàn cao, giá thành rẻ (so với sản xuất bằng con đường tổng hợp) 2. Từ các hợp chất tự nhiên tổng hợp/bán tổng hợp thành những hợp chất mới có hoạt tính cao hơn/độc tính hoặc thấp hơn/hạn chế tác dụng không mong muốn/tác dụng sinh học mới  Chất dẫn đường 3. Cung cấp dữ liệu cho các nghiên cứu sàng lọc 4. Sử dụng những hợp chất tự nhiên làm công cụ để nghiên cứu tác dụng dược lý. TẦM QUAN TRỌNG CỦA CHIẾT XUẤT, PHÂN LẬP CÁC HỢP CHẤT TỰ NHIÊN 1. Cung cấp các hợp chất tự nhiên để sử dụng trong điều trị hoặc nghiên cứu : Để đảm bảo hiệu quả tác dụng và độ an toàn  Hợp chất có độ tinh khiết cao  Phụ thuộc vào kỹ thuật chiết xuất 2. Cung cấp nguyên liệu sản xuất thuốc mới : Chất dẫn đường 3. Cung cấp dữ liệu cho các nghiên cứu sàng lọc và nghiên cứu tác dụng sinh học của thuốc. 4. Tiêu chuẩn hóa dược liệu và chế phẩm từ DL : Chất chuẩn DRUG DISCOVERY AND DEVELOPMENT PROCESS LEAD COMPOUNDS A lead  compound is  a chemical  compound that  has pharmacological or biological  activity likely  to  be  therapeutically  useful,  but  week  effect  or  even  much  downside:  side  effects,  no  chemical  resistance,  pharmacokinetic not fit to be used directly as medicines. Lead  compound  are  used  as  a  starting  point  for chemical  modifications  improve potency, selectivity,  or pharmacokinetic parameters.  in  order  to  DRUG DISCOVERY PROCESS ĐỊNH NGHĨA CHIẾT XUẤT - Chiết xuất là phương pháp sử dụng dung môi để lấy các chất tan ra khỏi các mô thực vật. - Sản phẩm thu được của quá trình chiết xuất là một dung dịch các chất tan hòa tan trong dung môi  DỊCH CHIẾT CÁC QUÁ TRÌNH XẢY RA TRONG CHIẾT XUẤT - Sự hòa tan của chất tan vào dung môi - Sự khuếch tán của chất tan vào dung môi - Sự dịch chuyển của các phân tử chất tan qua vách tế bào thực vật MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT XUẤT 1. Các yếu tố thuộc về dược liệu : Cấu tạo tế bào dược liệu, Thành phần hoạt chất và tạp chất trong dược liệu, kích thước tiểu phân bột dược liệu,… 2. Dung môi chiết xuất : độ phân cực, độ nhớt 3. Phương pháp chiết xuất : Nhiệt độ, áp suất, thiết bị, các phương pháp có sử dụng siêu âm, vi sóng, kỹ thuật (khuấy trộn) MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT XUẤT 1. Các yếu tố thuộc về dược liệu : - Cấu tạo tế bào dược liệu - Thành phần hoạt chất và tạp chất trong dược liệu - Kích thước tiểu phân bột dược liệu (độ mịn) CÁC YẾU TỐ VỀ DƯỢC LIỆU - Ảnh hưởng của màng tế bào dược liệu đến quá trình chiết xuất Dược liệu non /bộ phận mỏng, mềm : Màng TB chủ yếu là cellulose (không tan trong nước và dung môi hữu cơ, bền với nhiệt, mềm dẻo và đàn hồi)  Dung môi dễ thấm vào dược liệu  Dược liệu không nên xay mịn (nhiều tạp chất) CÁC YẾU TỐ VỀ DƯỢC LIỆU Dược liệu già, rắn chắc : Màng tế bào hóa bần, hóa cutin, phủ sáp, phủ chất nhày, hóa gỗ, dày lên  Dung môi khó thấm vào tế bào  Chất nhày trương nở bịt kín các ống mao quản trên màng TB  cản trở sự thấm dung môi  Dược liệu cần xay nhỏ tạo điều kiện dung môi dễ thấm vào màng tế bào CÁC YẾU TỐ VỀ DƯỢC LIỆU Ảnh hưởng của độ mịn dược liệu đối với quá trình chiết xuất : Nguyên tắc - Dược liệu xay thô quá  Dung môi khó thấm ướt dược liệu - Dược liệu xay càng mịn  bề mặt tiếp xúc dược liệu/dung môi tăng  lượng chất khuếch tán vào dung môi tăng  thời gian chiết nhanh hơn CÁC YẾU TỐ VỀ DƯỢC LIỆU Tuy nhiên, thực tế nếu xay dược liệu quá mịn sẽ gặp một số vấn đề : - Ngâm dược liệu vào dung môi, bột DL dính bết vào nhau  bột nhão, vón cục  khó khuấy trộn, tắc thiết bị - Dịch chiết lẫn nhiều tạp chất  Khó tinh chế TẠP CHẤT Tạp chất là sản phẩm của quá trình trao đổi chất, chất dự trữ hoặc chất thải của dược liệu trong quá trình sống. 1. Pectin, gôm, chất nhày - Tạo với nước một dung dịch có độ nhớt cao gây cản trở quá trình chiết xuất - Loại tạp : Kết tủa với cồn cao độ hoặc dung dịch chì acetat, loại chì acetat thừa bằng Natri sulphat