Học phần hóa hữu cơ - Steroid

1. HOÏC PHAÀN HOÙA HỮU CƠ
STEROID

2. MỤC TIÊU
* Trình bày được cấu hình cơ bản của
khung Steroid.
* Thực hiện đánh số thứ tự trên khung.
* Vẽ được các cấu dạng của khung.
* Áp dụng cho các cấu hình của Sterol,
Acid mật, Hormon sinh dục, Hormon
Thượng thận.

3. 1. ÑÒNH NGHÓA
Steroid laø 1 nhoùm hôïp chaát coù caáu
truùc töông töï nhau vaø coù trong thöïc
vaät vaø ñoäng vaät. Steroid bao goàm
caùc hôïp chaát : Sterol, vitamin D,
acid maät, caùc hormon sinh duïc, caùc
hormon tuyeán thöôïng thaän, caùc
hidrocacbon gaây ung thö vaø 1 soá
Sapogenin
Steroid laø nhöõng hôïp chaát coù khung
carbon
Cyclopentanoperhydrophenantren

4. A B
C D
1
2
3 5 7
8
9
11 13
4 6
10
12
14 15
16
17
R

5. Theo Diels (1927) neáu Hydro hoùa caùc
steroid coù xuùc taùc Selen ôû 3600C thì taïo
thaønh 1 hydrocarbon thôm laø 3’-Metyl-
1,2- cyclopentenophenantren goïi laø
hydro carbon Diels
1
2
3
4
5
6
7
8 9
10
1'
2'
3'
1,2-Cyclopentenophenantren Hydrocarbon Diels
1
2
3
4
5
6
7
8 9
10
1'
2'
3'
CH3

6. Tuøy thuoäc caùc nhoùm theá coù treân
khung 1,2-
Cyclopentanoperhydrophenantren
maø coù caùc khung steroid no nhö :
Steran (Gonan) Estran Adrostran
Pregnan
Cholan Cholestan

7. 2. HOÙA HOÏC LAÄP THEÅ CUÛA
STEROID
2.1.Ñaùnh soá treân khung steroid
Khaùc vôùi caùch ñaùnh soá treân voøng
phenantren, ñaùnh soá treân khung
steroid ñöôïc qui ñònh nhö coâng thöùc
I. Neáu treân khung steroid coù caùc
maïch carbon thì ñaùnh soá laàn löôït
tieáp theo caùc nguyeân töû carbon treân
maïch carbon ñoù theo qui ñònh

8. CH3
CH3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21
23
22
24
25
26
27
Ñaùnh soá treân khung cholestan

9. 2.2.Caáu hình vaø danh phaùp cuûa
khung Steroid:
2.2.1.Caáu hình vaø danh phaùp
cuûa khung Steroid
Khung Steroid (caáu hình cuûa
nhaân) coù 6 nguyeân töû Carbon baát
ñoái xöùng (Vò trí 5,8,9,10,13,14) do
ñoù coù 26 = 64 ñoàng phaân quang
hoïc. Khung Steroid coù caùc voøng 6
caïnh A,B,C vaø voøng 5 caïnh D

10. Voøng B vaø C luoân coù vò trò trans vôùi
nhau
Voøng A vaø B; C vaø D coù theå Cis
hoaëc trans vôùi nhau

11. Caùc khung Steroid no coù nguoàn goác
thieân nhieân chia laøm 2 daõy :
Daõy cholestan : voøng A/B ôû vò trí trans;
voøng B/C vaø C/D ôû vò trí trans. Nhöõng
steroid laø daãn xuaát cuûa cholestan coøn
goïi laø daõy 5α hoaëc daõy allo.
Daõy Coprostan : voøng A/B ôû vò trí cis;
voøng B/C vaø C/D ôû vò trí trans. Nhöõng
steroid laø daãn xuaát cuûa Coprostan coøn
goïi laø daõy 5β hoaëc daõy normal.

12. Trong caû 2 daõy treân coù nhoùm metyl ôû
vò trí C10 vaø C13 luoân ôû treân maët
phaúng cuûa voøng vaø bieåu dieãn baèng
ñöôøng lieàn neùt.
Nguyeân töû Hydro taïi C5 ôû phía döôùi
maët phaúng trong daõy Cholestan (bieåu
dieãn baèng ñöôøng neùt rôøi). Caáu hình
Carbon naøy goïi laø caáu hình 5α. Nhö
vaäy trong daõy Cholestan nhoùm metyl ôû
vò trí C10 vaø nguyeân töû Hydro ôû vò trí
C5 với caáu hình trans.

13. Trong daõy coprostan, nguyeân töû
Hidro ôû vò trí C5 coù vò trí cis ( ôû treân maët
phaúng voøng) so vôùi nhoùm CH3 ôû vò trí
C10 ñöôïc bieåu dieãn baèng ñöôøng lieàn
neùt, coù caáu hình 5β.
Caùc nguyeân töû Hidro treân C8 vaø C9
luoân coù vò trí trans vôùi nhau. Nguyeân töû
Hidro treân C14 vaø nhoùm CH3 ôû vò trí
C13 luoân coù vò trí trans.

14. Maïch nhaùnh R gaén vaøo C17 ôû treân
maët phaúng, cuøng vò trí cis vôùi 2
nhoùm CH3 ôû vò trí C10 vaø C13.

15. Cholestan Coprostan

16. 2.2.2.Caáu hình vaø danh phaùp
cuûa caùc nhoùm theá coù treân
khung Steroid
Nhoùm -OH ôû vò trí C3. Ví duï phaân töû
Cholestanol vaø Cholesterol
Nhoùm –OH ôû treân maët phaúng voøng
coù vò trí cis so vôùi nhoùm –CH3 ôû vò trí
C10 thuoäc caáu hình β.
Nhoùm –OH ôû phía döôùi maët phaúng
voøng thuoäc caáu hình α hay epi.

17. Caùc Steroid thieân nhieân ñeàu coù OH
vôùi caáu hình β. chuùng thuoäc daõy β
Tieáp ñaàu ngöõ β luoân chì vò trí cuûa
nhoùm theá ôû treân maët phaúng voøng.

18. CH3
CH3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21
23
22
24 25
26
27
H
HO
H
H
H
H
CH3
CH3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21
23
22
24
25
26
27
H
HO
H
H
H
H
3 α – Cholestanol
3 β – Cholestanol

19. 2.2.3.Caáu daïng cuûa Steroid
Caùc voøng Cyclohexan trong khung
Steroid ñeàu coù caáu daïng “gheá”
Cholestan vaø coprostan coù caáu daïng
nhö sau:
H
CH3
H
H
H
CH3
R
A B
C D
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Cholestan : A/B trans, B/C trans, C/D trans

20. 17
16
15
14
13
12
11
10
9 8
7
6
5
4
3
2
1
D
C
B
A
R
CH3
H
H
H
CH3
H
Coprostan : A/B cis, B/C trans, C/D trans

21. 3. STEROL
Sterod coù trong môõ vaø daàu thöïc
vaät, laø nhöõng chaát keát tinh. Trong
phaân töû chöùa chöùc alcol.
Sterol toàn taïi daïng töï do hoaëc
daïng este vôùi caùc acid beùo cao.

22. • Cholesterol, cholestanol,
coprotanol (coprosterol) laø nhöõng
sterol ñoäng vaät (zoosterol).
Ergosterol, Stigmasterol laø nhöõng
sterol thöïc vaät (phitosterol)
Coù nhöõng sterol taùch ñöôïc töø
naám, moác goïi laø caùc sterol vi sinh.

23. 3.1. Cholesterol
27
26
25
24
22 23
21
20
19
18
17
16
15
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
CH3
CH3
HO
H H
H
H

24. Cholesterol coù coâng thöùc phaân töû
C27H46O tinh theå, nhieät ñoä noùng chaûy
ôû 1490C, quang hoaït [α]D = -390.
Cholesterol coù trong maät, trong daàu
gan caù, trong naõo boä, trong coät soáng.
Trong phaân töû coù 1 lieân keát
ñoâi ôû C5 = C6 , coù 1 nhoùm OH ôû vò trí
C3, coù 8 carbon phi ñoái xöùng ôû C3,
C8, C9, C10, C13,C14, C17 vaø C20.
Coù 2 nhoùm metyl ôû C10 vaø C13, coù 1
daây thaúng C8H17 taïi C17.

25. Cholesterol giöõ vai troø quan troïng
trong söï hình thaønh caáu truùc teá baøo
vaø caùc kích thích toá (Hormon), vì
khoâng tan trong nöôùc, cholesterol noái
keát vôùi lipoprotein LDL (Low- Density
Lipoprotein) vaø HDL (High - Density
Lipoprotein) ñeå löu haønh trong maùu.
LDL coù nhieäm vuï chuyeån cholesterol
tôùi caùc teá baøo, HDL chuyeån
cholesterol veà gan ñeå baøi tieát. Vaäy khi
löôïng LDL nhieàu hôn HDL thì tyû leä
cholesterol trong maùu seõ taêng leân gaây
caùc trieäu chöùng beänh tim maïch nguy
hieåm.

30. 3.2. Ergosterol
H
H
H
H
HO
CH3
CH3
1
2
3
4
5
6 7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21
23
22
24
25
26
27
28

31. Ergosterol coù coâng thöùc phaân töû
C28H44O tinh theå, nhieät ñoä noùng
chaûy ôû 1630C, quang hoaït [α]D = -
1300.
Coù 3 lieân keát ñoâi taïi C5 = C6, C7 =
C8, vaø C22 = C23. coù 1 nhoùm OH
taïi C3. coù 2 nhoùm metyl ôû C10 vaø
C13, coù 1 nhoùm metyl ôû C24. coù 1
daây thaúng C9H17 taïi C17

34. 3.3. Vitamin D
Döôùi taùc duïng cuûa aùnh saùng.
Ergosterol haáp thuï tia töû ngoaïi taïo
thaønh hôïp chaát coù taùc duïng choáng
beänh coøi xöông. Hôïp chaát naøy goïi
laø Calciferol hay Vitamin D1. nhöng
ñem keát tinh phaân ñoaïn thu ñöôïc 2
chaát coù phaân töû löôïng gioáng nhau
laø Calciferol vaø Lumisterol.
Calciferol tinh khieát naøy goïi laø
vitamin D2 hoaëc ergoscalciferol.

35. H
H
H
HO
CH3
1
2
3
4
5
6 7
8
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21
23
22
24 25
26
27
28
CH2
9
Vitamin D2
Caùc vitamin D coù chöùc naêng chuyeån hoùa Calci vaø
Phospho trong cô theå

39. 3.4. Stigmasterol
H
H
H
H
HO
CH3
CH3
1
2
3
4
5
6 7
8
9
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21
23
22
24
25
26
27
28 29

40. Coâng thöùc phaân töû C29H48O. nhieät
ñoä noùng chaûy 1700C, quang hoaït
vaø [α]D = 400.
Stigmasterol coù trong daàu ñaäu
naønh vaø toàn taïi döôùi daïng acetat.
Stigmasterol coù 2 lieân keát ñoâi ôû
vò trí C5 = C6 vaø C22 = C23.

42. •

44. 4. CAÙC ACID MAÄT
Acid maät coù trong tuùi maät. Acid maät
thöôøng ôû döôùi daïng amid cuûa acid
Cholanic, acid allocholanic vôùi glycin
(H2N-CH2-COOH) hoaëc vôùi taurin
(H2N-CH2-CH2-SO3H). Caùc amid ñoù
goïi laø glycocholic (glycin + acid
cholic) vaø taurocholic (taurin + aicd
cholic). Acid maät döôùi daïng muoái
kieàm coù chöùc naêng nhuõ hoùa ñeå chaát
beùo thaám ñöôïc vaøo ruoät.

46. Acid maät ñöôïc xem laø daãn xuaát
hydroxy cuûa acid cholanic vaø acid
allocholanic. Loaïi nöôùc acid maät vaø
hydro hoùa seõ taïo thaønh acid
cholanic vaø acid allocholanic. Coù
khoaûng 20 aicd maät töï nhieân vaø
moät soá acid maät toång hôïp. Trong
caùc acid maät töï do nhoùm OH coù
caáu hình α . Neáu theá caùc nhoùm OH
vaøo acid cholanic thu ñöôïc nhöõng
acid maät:

47. • Caáu taïo cuûa acid Cholic, aicd
Cholanic vaø acid Allocholanic ,Acid
Lithocholic nhö sau
CH3
CH3
1
2
3
4
5
6
7
8
10
11
12
13
14 15
16
17
18
19
20
21
23
22
9
HO
CH3
CH3
H
OH
COOH
HO
H
H
COOH
Acid Cholic Acid Cholanic

48. H
COOH
H
CH3
CH3 CH3
CH3
H
COOH
H
HO
Acid Allocholanic Acid Lithocholic
Acid Cholanic coù caáu hình 5β,
Acid Allocholanic coù caáu hình 5α.
Acid Cholic coù 3 nhoùm OH ôû vò trí 3,7
vaø 12 cuûa acid Cholanic.

52. 5. CAÙC HORMON SINH DUÏC
Hormon laø nhöõng chaát do caùc tuyeán
noäi tieát sinh ra coù taùc duïng gaây neân
caùc phaûn öùng sinh lyù khaùc nhau. Phaân
loaïi caùc hormon döïa vaøo tính chaát sinh
lyù. Coù hôn 80 hormon khaùc nhau, hôn
moät nöõa soá ñoù thuoäc loaïi Steroid. Caùc
hormon thuoäc loaïi Steroid coù trong
tuyeán sinh duïc nam vaø nöõ.
Coù 3 Estrogen (hormon nöõ) vaø
Gestogen. Caùc Hormon sinh duïc ñieàu
khieån quaù trình giao hôïp vaø coù chöùc
naêng phaân bieät giôùi tính nam nöõ.

53. 5.1. Androgenen.
5.1.1. Androsteron :
coù coâng thöùc phaân töû
C19H30O2, coù 1 nhoùm OH vaø 1
chöùc ceton. Tuøy thuoäc vò trí
cuûa caùc nhoùm chöùc maø coù
nhieàu loaïi androteron khaùc
nhau

54. HO
CH3
O
H
CH3
HO
CH3
O
H
CH3
Androsteron 5-iso Andosteron

55. 5.1.2 . Testosteron
CH3
CH3
O
OH
Coâng thöùc phaân töû C19H22O2, t0nc = 1550C,
ôû vò trí C17 coù 1 nhoùm OH,
1 noái ñoâi ôû C4 = C5,
1 nhoùm chöùc ceton ôû C3.

56. 5.2. Estrogen
Trong phaân töû cuûa nhoùm estrogen
coù 1 voøng benzen, chöùc OH vaø
chöùc ceton vaø chæ coù 1 nhoùm CH3.
Nhoùm estrogen coù caùc chaát sau

57. HO
O
CH3 CH3
HO
OH
OH
Estron
Estriol
CH3
HO
HO H H
HO
CH3
OH
α- Estradiol β - Estradiol
(17β – Estradiol) (17 α – Estradiol)

58. 5.3. Gestogen
Thuoäc nhoùm Gestogen coù
Progesteron (C21H30O2) vaø
Pregnandiol (C21H36O2)
Progesteron : coù coâng thöùc phaân
töû C21H30O2, coù 1 noái ñoâi C4 = C5,
coù 2 goác metil ôû C10 vaø C13, coù
goác -CO-CH3 ôû C17.

59. CH3
C
CH3
HO
H
OH
O
CH3
C
CH3
O
CH3 CH3
Progesteron Pregnandiol

60. 5.4. Caùc hormon tuyeán thöôïng thaän
ÔÛ tuyeán thöôïng thaän coù 2 vuøng, moät
vuøng tieát ra adrenalin vaø 1 vuøng tieát
ra caùc Hormon steroid. Caùc hormon
naøy goïi laø hormon voû thöôïng thaän.
Hormon voû thöôïng thaän –
Corticosteroid coù 21 nguyeân töû
carbon. Trong phaân töû coù chöùc
ceton vaø chöùc alcol. Caùc loaïi
hormon naøy coù caùc chaát nhö
Corticosterol, Cotisol, Cortison,
Aldosteron

61. O
CH3
HO
C O
CH2-OH
CH3
11
21
21
11
CH3
CH2-OH
O
C
HO
CH3
O
OH
Corticosterol Cortisol
(11,21-Dihydroxy progesteron) (17α –Hydroxy corticosterol)
(11,17,21 – Trihydroxy progesteron)

62. OH
O
CH3
C O
CH2-OH
CH3
11
21
21
11
CH2-OH
O
C
HO
CH3
O
OHC
O 17
Aldosteron Cortison
(11-Dehidro-17α-Hydroxy-corticosterol)
(17,21-dihydroxy -11- ceton progesteron)

63. Cortisol

64. •