Rotundin trong cây bình vôi

GIỚI THIỆU Nguồn dược liệu Việt Nam rất phong phú và đa dạng, bao gồm động vật, thực vật. Trong đó, dược liệu từ cây cỏ vẫn có vị trí quan trọng nhất về thành phần, chủng loại cũng như giá trị sử dụng. Ngoài sự phong phú, thảo dược còn có giá trị ở chỗ được sử dụng rộng rãi trong cộng đồng để chữa nhiều bệnh khác nhau. Một trong những cây thuốc nam được sử dụng nhiều trong nhân dân là cây Bình vôi. Cây Bình vôi có tên khoa học là Stephania spp,  họ Tiết dê (Menispermaceae), là một loại dây leo, phần dưới thân phát triển thành củ to, bám vào núi đá, có củ rất to, nặng tới hơn 40kg, da thân củ màu nâu đen, xù xì giống như hòn đá, củ còn gọi là “củ một”, “củ mối trôn”, “ngải tượng”, “tử nhiên”, “củ gà ấp”, “cà tom” (đồng bào Thổ)... Cây Bình vôi thường ưa mọc ở những vùng có núi đá tại các tỉnh  Hà Giang, Tuyên Quang, Hoà Bình, Hà Tây (cũ), Nam Hà, Ninh Bình, Hải Phòng, Cao Bằng, Lạng sơn, Thanh Hoá v.v... Củ cây Bình vôi chứa alkaloid với hàm lượng rất khác nhau trong từng loài. Các alkaloid là L-tetrahydropalmatin (rotundin), stepharin, roemerin, cycleanin, có dược tính cao. Đặc biệt là rotundin với tác dụng an thần gây ngủ, hạ huyết áp, điều hoà tim, giãn cơ trơn, do đó giảm các cơn đau do co thắt cơ trơn… Nghiên cứu thành phần, cấu tạo cũng như dược tính của các hợp chất alkaloid trên cây Bình vôi nhằm bào chế dược liệu có nguồn gốc từ thiên nhiên phục vụ cho nhu cầu sức khỏe của con người. Do đó, hiện nay việc chiết tách các hợp chất alkaloid trong cây Bình vôi đang được nghiên cứu và phát triển. NỘI DUNG CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1.Khái niệm về alkaloid. Alkaloid là một hợp chất hữu cơ có chứa nitơ đa số có nhân vòng, có phản ứng kiềm, thường gặp trong thực vật và đôi khi trong động vật, thường có dược lực tính mạnh và độc, cho kết tủa và phản ứng màu với một số thuốc thử gọi là thuốc thử của alkaloid. (R.H.F. Manske, 1973). 1.2.Phân bố. Theo Carey, A.Francis (1987), alkaloid thường chứa trong các bộ phận của cây như hoa, lá, rễ, hạt, vỏ. Đôi khi trong cùng một cây thì bộ phận này giàu alkaloid bộ phận khác lại không có. Lượng alkaloid và tỷ lệ thành phần các alkaloid trong cây có thể thay đổi tùy theo mùa thu hái, tuổi của cây, điều kiện khí hậu thổ nhưỡng… Trong một cây thường chứa các alkaloid có cấu trúc hóa học gần giống nhau. Đặc biệt trong một số cây có chứa vài chục alkaloid như cây thuốc phiện, cây canhkina. Các alkaloid trong cây tồn tại dưới dạng muối với các hợp chất hữu cơ như acid succinic, acid oxalic, acid malic, acid meconic. Tỉ lệ phần trăm các alkaloid trong bộ phận của cây có thể rất cao từ 10 đến 15% hoặc rất thấp vài phần nghìn, thậm chí vài phần vạn. Thảm thực vật vùng nhiệt đới thường có nhiều cây có chứa alkaloid với hàm lượng cao. 1.3.Sự tạo thành alkaloid trong cây. Trước đây người ta cho rằng nhân cơ bản của các alkaloid là do các chất đường hay thuộc chất chất của đường kết hợp với ammoniac để có nitơ mà sinh ra. Ngày nay bằng phương pháp dùng các nguyên tử đánh dấu (đồng vị phóng xạ) người ta chứng minh được alkaloid tạo ra từ các acid amin. Qua định tính và định lượng alkaloid trong các bộ phận khác nhau của cây và theo dõi sự thay đổi của chúng trong quá trình phát triển của cây người ta thấy nơi tạo ra alkaloid không phải luôn luôn là nơi tích tụ alkaloid. Nhiều alkaloid được tạo ra ở rễ lại vận chuyển lên phần trên mặt đất của cây, sau khi thực hiện những biến đổi thứ cấp chúng được tích lũy ở lá, quả hoặc hạt (Carey, A.Francis, 1987) 1.4.Tính chất chung của alkaloid. Theo Phan Đình Châu (1997), alkaloid thường có cấu trúc phức tạp gồm có C, H, N, và O, trong đó nitơ thường nằm trong mạch vòng (dị vòng có nitơ) và mang lại tính kiềm cho nó. Chúng có một số tính chất lí hóa chính sau: 1.4.1.Tính chất lí học. Thể trạng: Alkaloid thường là các chất có trọng lượng phân tử cao, thường ở thể rắn ở nhiệt độ thường.Các alkaloid ở thể rắn thường là các alkaloid không bay hơi, các alkaloid bay hơi thường ở thể lỏng. Các alkaloid ở thể rắn thường là các chất kết dễ kết tinh và có độ chảy xác định.Một số alkaloid không đo được độ chảy do nó bị phá hủy ở nhiệt độ thấp hơn độ chảy. Các alkaloid ở dạng lỏng ở nhiệt độ thường thường không có oxy trong phân tử (nicotin, spartein ). Các alkaloid ở dạng lỏng dưới dạng tự do nhưng khi tạo muối với acid thì nó có thể chuyển sang thể rắn (spartein ở thể lỏng nhưng spartein sulfat ở thể rắn). Tuy nhiên có một và trường hợp ngoại lệ một số alkaloid có oxy trong phân tử nhưng vẫn ở thể lỏng như arecolin , pilocarpin. Màu sắc Đa số các alkaloid thường không màu hoặc màu trắng (các alkaloid có nitơ bậc 3), một số có màu vàng (các alkaloid là các hydroxyd amoni bậc 4). Ngoài ra có một số alkaloid ở dạng base không màu nhưng muối của nó với acid lại có màu (Ví dụ sanguinarin base không màu nhưng muối của nó có màu đỏ). Mùi vị. Alkaloid thường có vị đắng . Độ tan. Alkaloid thường không tan trong nước, trừ một số ở trạng thái lỏng như nicotin dễ tan trong nước. Alkaloid tan tốt trong các dung môi hữu cơ như cồn, benzene, toluene, diclomethan. Ngược lại, muối của nó với các acid hữu cơ và vô cơ dễ tan trong nước và một số dung môi hữu cơ phân cực và không tan trong dung môi hữu cơ không phân cực. Các dung môi hữu cơ phân cực mạnh như ethanol và methanol thường hòa tan cả alkaloid dạng muối và dạng base. 1.4.2.Tính chất hóa học. Tính kiềm: Alkaloid có nitơ hóa trị 3, có tính kiềm tương tự NH3 tác dụng với acid tạo muối. Alkaloid có nitơ hóa trị 5 tạo muối với acid loại bỏ nước. Các muối thường bền vững bền hơn alkaloid base vì ở trạng thái muối chúng khó biến thành đồng phân hỗ biến. Mặt khác dưới dạng muối với acid chúng tan rất tốt trong nước nên chúng thường được dùng làm thuốc. Độ bền vững của các muối của alkaloid đối với sự thủy phân phụ thuộc vào tính kiềm mạnh yếu khác nhau của các alkaloid và bản chất của acid mà nó kết hợp với. Alkaloid là các base yếu nên chúng dễ dàng bị các base mạnh và trung bình như NaOH, Ca(OH)2, Na2CO3 đẩy ra khỏi muối của chúng với acid tạo alkaloid base. Tính chất này của alkaloid được ứng dụng trong chiết xuất alkaloid từ dược liệu. 1.5.Tầm quan trọng của alkaloid. Alkaloid nói chung là những chất có hoạt tính sinh học, có nhiều chất rất độc. Tác dụng của alkaloid thường khác nhau ở những loại cây khác nhau. Trên thế giới hiện nay dùng nhiều thuốc tổng hợp nhưng vẫn không bỏ được các alkaloid lấy từ cây cỏ, vì có chất chưa tổng hợp được, và cũng có nhiều thuốc sản xuất tổng hợp không rẻ hơn chiết xuất hoặc tác dụng của chất tổng hợp chưa bằng tác dụng của các chất lấy từ cây. Do đó người ta vẫn dùng phương pháp chiết xuất từ cây ví dụ như ajmalin, morphin, reserpin, quinin, eserin…hoặc vừa sử dụng thuốc có nguồn gốc thiên nhiên vừa tổng hợp vừa bán tổng hợp ví dụ như: ajimalisin, theobromin, cafein, ephedrine, atropine, vincamin…( Phạm Thanh Kỳ et al. 1997). CHƯƠNG 2: CÂY BÌNH VÔI VÀ CÁC HỢP CHẤT ALKALOID TRONG CÂY 2.1.Chi Bình vôi (Stephania spp). 2.1.1.Phân loại khoa học. Giới (regnum): Plantae (không phân hạng): Angiospermae (không phân hạng) Eudicots Bộ (ordo): Ranunculales Họ (familia): Menispermaceae Chi (genus): Stephania Lour. Bảng 1. Phân loại khoa học Chi Bình vôi (Stephania spp). ( nguồn: ) Chi Bình vôi hay chi Thiên kim đằng (danh pháp khoa học: Stephania spp, đồng nghĩa: Perichasma) là một chi thực vật có hoa trong họ Biển bức cát (Menispermaceae hay còn gọi là họ Tiết dê), có nguồn gốc ở miền đông và nam châu Á cũng như Australasia. Tên gọi dân dã nhất trong tiếng Việt là Bình vôi. Tuy nhiên, nhiều loài có các tên gọi địa phương đôi khi trùng nhau.(Thuy TT et al. 2005). PlantSystematics.org liệt kê 120 danh pháp cho Chi này. Gồm một số loài như sau: Stephania aculeata (FM Bailey) Stephania bancroftii (FM Bailey) Stephania brevipes (Craib) Stephania cambodica (Gagnep.): bình vôi campuchia Stephania capitata ((Blume) Spreng.) Stephania cephalantha (Hayata): kim tuyến điếu ô quy, hán phòng kỷ, phấn phòng kỷ, bình vôi hoa đầu. Stephamia corymbosa ((Blume) Walp.) Stephania crebra (Forman) Stephania dielsiana (C.V.Wu): củ dòm, củ ngỗng, củ gà ấp Stephania elegans (Hook.f. & Thomson) Stephania glabra ((Roxb.) Miers): bình vôi Stephania glandulifera (Miers) Stephania gracilenta (Miers) Stephania hernandiifolia ((Willd.) Walp.): dây lõi tiền Stephania hispidula (Yamamoto) Stephania japonica ((Thunb.) Miers): dây lõi tiền, thiên kim đằng, dây mối Stephania longa (Lour.): dây lõi tiền, phẩn cơ đốc Stephania merrillii (Diels) Stephania oblata (Craib) Stephania papillosa (Craib) Stephania pierrei (Diels): bình vôi, dây đồng tiền Stephania reticulata (Forman) Stephania rotunda (Lour.): bình vôi, củ một, dây mối trơn, cà tòm (tiếng Tày), co cáy khẩu (tiếng Thái), củ gà ấp, tở lùng dòi (tiếng Dao). Stephania sinica (Diels): bình vôi Stephania suberosa (L.L.Forman) Stephania subpeltata (H.S.Lo) Stephania tetrandra (S. Moore): thạch thiềm thừ, phòng kỷ, phấn phòng kỷ, hán phòng kỷ, đảo địa củng. Stephania tomentella (Forman) Stephania venosa ((Blume) Spreng.) 2.1.2.Đặc điểm thực vật. Theo Phạm Thanh Kỳ et al.(1997), các loại Bình vôi có đặc điểm chung như sau: Dây leo, thân nhẵn, thường xanh, gốc hóa gỗ,sống lâu năm. Rễ phình to thành củ rất đa dạng, có thể rất to ( nặng trên 20kg ) vỏ ngoài xù xì màu nâu, nâu đen, hình dáng thay đổi tùy theo nơi củ phát triển. Lá mọc so le, cuống lá dài, dính vào phiến lá khoảng 1/3, phiến lá hình tim hoặc gần như tròn có cạnh hoặc tam giác tròn, mép lá nguyên hoặc hơi lượn song, hai mặt nhẵn, gân lá xuất phát từ chổ đính của cuống lá, nổi rõ ở mặt dưới lá.Cụm hoa hình xim tán mọc ở kẽ lá hoặc ở những cành già đã rụng lá; hoa đực và hoa cái khác gốc; hoa đực có 6 lá đài xếp thành hai vòng, 3 cánh hoa màu vàng cam; bộ nhị hàn liền thành một tục với 6 bao phấn màu vàng nhạt xếp thành vòng tròn. Khi hoa nở các bao phấn mở nắp ngang quay ra xung quanh. Hạt phấn nhỏ màu vàng; hoa cái có một lá đài; hai cánh hoa, bầu hình trứng. Quả hạch hình cầu hơi dẹt, khi chín có màu đỏ hoặc da cam, hạt cứng hình móng ngựa, hình trứng hoặc hình gần tròn tùy theo loài. Mùa hoa: tháng 2-6; mùa quả vào tháng 7-10. Hinh 1. Cây Bình vôi (Stephania rotunda Lour) 2.1.3.Phân bố, trồng hái và chế biến. Các loại Bình vôi ở nước ta có diện phân bố rất rộng trên cả ba miền Bắc, Trung, Nam. Thường tập trung ở vùng núi đá vôi như Tuyên Quang, Cao Bằng, Thái Nguyên, Phú Thọ, Lạng Sơn, Quảng Ninh, Thanh Hóa, Lâm Đồng, Vũng Tàu, Bà Rịa. Riêng loài Stephania pierei Diels tập trung chủ yếu ở các tỉnh ven biển Bình Định, Phú Yên, Ninh Thuận. Hiện ta đang thu hái củ Bình vôi chủ yếu từ nguồn mọc hoang dại. Khi thu về cạo sạch vỏ nâu đen, thái lát mỏng đem phơi hoặc sấy khô hoặc đem chiết rotundin. Có thể trồng Bình vôi bằng hạt hoặc phần đầu của củ. Thu hái quả chín vào khoảng tháng 8-10, lấy hạt bảo quản trong cát ẩm rồi gieo hạt vào mùa xuân (tháng 2-3). Ngoài ươm cây giống từ hạt, có thể cắt phần đầu của củ để làm giống. Mỗi đầu có thể xẻ làm 4 mảnh cũng trồng vào mùa xuân. Thu hoạch cây trồng sau 2-3 năm, thời gian càng lâu năng suất càng cao. Trồng bằng hạt có năng suất cao hơn trồng từ mầm củ. Năng suất trung bình 1 tấn củ khô/1 ha (Đỗ Tất lợi, 1991.). 2.2.Các hợp chất alkaloid có trong cây Bình vôi. Trong củ Bình vôi có chứa nhiều alkaloid, các alkaloid này thuộc nhóm alkaloid dẫn xuất của nhân isoquinolin. Trong đó quan trọng nhất là rotundin (0,2-3,55%).Hàm lượng alkaloid toàn thân cũng như rotundin thay đổi tùy theo loài và tùy vùng thu hái. Theo Bùi Thị Bằng (2006), hàm lượng rotundin đạt tới 3,55% ở loài S.brachyandra Diels (thu ở Hoàng Liên Sơn), 1,31% ở loài S.sinica Diels (thu ở Hà Nam Ninh), 1,30% ở loài S.Kwangsiensis H.S.Lo ( thu được ở Quảng Ninh), 0,72% ở loài S.hainanensis H.S.Lo et Y.TSoong (thu ở Thanh Hóa), 0,62% ở loài S.cambodia Gagnep ( thu ở Lâm Đồng ), 0,29% ở loài S.cepharantha (thu ở Hà Sơn Bình), 0,21% ở loài S.peirrei Diels ( thu được ở Tây Nguyên). Ngoài routundin, Bùi Đình Sang phân lập được lần đầu tiên từ loài S.rotunda Lour.(1940), năm 1964 Ngô Văn Thu chiết được roemerin. Từ rễ củ loài S.pierrei Diels thu hái ở vùng ven biển tỉnh Bình Định, Ngô Thị Tâm đã phân lập được cepharantin (1%). Theo Phạm Thanh Kỳ et al.(1997), từ rễ củ loài S.brachyandra có: isocorydin (1,5%), tetrahydropalmatin (0,2%), dicentrin (0,3%) ,sinomenin (0,1%), corytuberin (0,04%), sinoacutin (0,006%), dehydrodicentrin (0,006%), isoboldin (0,004%), dihydrosalutaridin (0,001%) và N-metyllaurotetanin (0,006%).Trong rễ củ loài S.Kwangsiensis có: tetrahydropalmatin, capaurin, isocorydin, roemerin, dihydroromerin, dehydrostephanin, stephanin, dihydropalmatin và palmatin. Trong rễ củ loài S.sinica có alkaloid chính là Rotundin (1,2-15%). Từ rễ củ loài S.cepharantha đã phân lập được alkaloid chính là cepharanthin và những alkaloid phụ khác: isotetrandin,berbamin, cepharanolin, cycleanin, stephanin, crebanin,o-nornuciferin, stesakin, palmatin, cepharamin. Trong rễ củ loài S.dielsiana có: crebanin (0,3%), sinoacutin (0,2%), stephanin (0,2%), tetrahydropalmatin (0,1%) và dehydrostephanin. 2.2.1. Rotundin. Đặc điểm cấu trúc hóa học. Công thức phân tử: C21H25NO4 Công thức cấu tạo: Khối lượng phân tử: 355,43 Tên khoa học: 5,8,13,13a-tetrahydro-2,3,9,10- tetramethoxy- 6H dibenzo [a,g] quinolizine Các thông số hóa lý. Bột kết tinh trắng hoặc hơi vàng, không mùi không vị. Độ tan: không tan trong nước, tan trong Cloroform, dễ tan trông acid loãng. Điểm chảy (mp): 141-1440C Phổ tử ngoại: có đỉnh hấp thụ tại 281 nm. Tác dụng sinh học: an thần, gây buồn ngủ. Một số kết quà nghiên cứu về hoạt tính sinh học. Năm 1941, DS.Trần Xuân Thuyết cùng với Giáo Sư, Tiến Sĩ Đỗ Tất Lợi và P.Bonnet đã phát hiện ra hỗn hợp alkaloid của củ bình vôi, đặt tên là rotundin - có tác dụng an thần gây ngủ, hạ huyết áp, điều hòa tim, giãn cơ trơn, do đó giảm các cơn đau do co thắt cơ trơn, đưa Việt Nam trở thành nước đầu tiên trên thế giới chiết được rotundin (1944: Nhật; 1957: CHDC Đức; 1960: Liên Xô; 1962: Trung Quốc...). Theo Ngô Đại Quang (1999) tác đụng dược lý của rotundin đã được nghiên cứu ở nước ta từ thời Pháp thuộc. Rotundin được áp dụng từ năm 1944 và suốt trong cuộc kháng chiến chống Pháp đã được dùng để điều trị có kết quả một số trường hợp đau tim, mất ngủ, hen, đau bụng, tác dụng rõ rệt nhất là gây ngủ và an thần. Rotundin nguồn gốc tự nhiên có những ưu điểm nổi bật như độc tính thấp, sự dung nạp thuốc tốt, mang lại giấc ngủ sinh lý. Sau khi ngủ không bị mệt mỏi và không gây nhức đầu như các loại thuốc tổng hợp từ hoá chất. Phạm Thị Kim, Bùi Minh Đức và các cán bộ khoa học khác ở Viện Dinh dưỡng và Học viện Quân y đã thử nghiệm rotundin liều cao trên chuột (150mg/kg thể trọng) tương đương với 7,5g dùng cho người lớn để uống (gấp 15 lần liều dùng theo Dược điển Trung Quốc-1988) mà chuột không chết và hiện tại không xác định được LD50 đường uống. Điều đó chứng tỏ độ an toàn lá cao của chế phẩm.  Rotundin ít độc. Khi tiêm vào mạch máu thỏ với liều 30mg/kg, con vật đó tuy bị mệt nhất thời nhưng lại khỏi sau 1-2 ngày. Ở Trung Quốc, ngoài dạng viên 30mg và 60mg, rotundin còn có ở dạng tiêm là rotundin sunfat, mỗi ống chứa 2ml (60mg), dùng làm thuốc giảm đau, an thần, gây ngủ trong điều trị loét dạ dày, hành tá tràng, đau dây thần kinh, mất ngủ do lo âu, căng thẳng thần kinh v.v... Hình 2. Tinh thể rotundin 2.2.2.Các hợp chất alkaloid khác. Roemerin. Công thức cấu tạo: Tác dụng: Theo Fakhrutdinov Sf (1962), roemerin gây tê niêm mạc và phong bế. Đối với tim ếch cô lập, roemerin có tác dụng ức chế, giảm biên độ và tần số co bóp, với liều cao tim ếch ngừng đập ở thời kỳ tâm trương. Roemerin đối kháng với tác dụng tăng co bóp ruột của acetylcholine. Đối với hệ thần kinh trung ương với liều thấp roemerin có tác dụng an thần gây ngủ, liều cao kích thích gây co giật dẫn đến tử vong. Roemerin còn có tác dụng dãn mạch hạ huyết áp. Liều LD50 trên chuột là 0,125g/kg tương đương với liều độc của cocain hydroclorid. Cepharanthin. Công thức cấu tạo: Tác dụng: Theo kết quả nghiên cứu của Mutsuo Kozuka, Kryoe Miyaji, Tokunosuke Sawada và Masao Tomita (1984), cepharanthin có tác dụng dãn mạch nhẹ trên những mạch vi tuần hoàn, có tác dụng tăng cường sinh sản kháng thể nên có tác dụng rõ rệt đối với các bệnh giảm bạch cầu do bệnh nhân bị bom nguyên tử, do chiếu tia phóng xạ, do dùng thuốc chữa ung thư, sự biến động số lượng hồng cầu hoặc sắc tố máu hầu như không có thay đổi khi dùng cepharanthin. Tác dụng phụ do uống cepharanthin liều cao không thấy xuất hiện. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH HỢP CHẤT ALKALOID VÀ ỨNG DỤNG 3.1.Các phương pháp chiết tách hợp chất alkaloid. Theo bộ môn Công nghiệp Dược (2001), Dựa vào các tính chất chung của alkaloid người ta đưa ra 2 phương pháp chung để chiết tách alkaloid ra khỏi nguyên liệu thực vật. Bao gồm phương pháp chiết alkaloid dưới dạng base bằng dung môi hữu cơ không phân cực và phương pháp chiết alkaloid dưới dạng muối bằng dung môi nước, nước acid hoặc cồn (ethanol, methanol ). 3.1.1. Phương pháp chiết alkaloid dưới dạng base bằng dung môi hữu cơ không phân cực. Ưu điểm: Hiệu suất chiết các hoạt chất từ dược liệu cao do dịch chiết rút ra sạch, dễ tinh chế loại các tạp đi kèm theo. Các dung môi hữu cơ không phân cực thường là các dung môi có khả năng chiết chọn lọc đối với các alkaloid ở dạng base. Nhược điểm: Dung môi hữu cơ thường là các dung môi đắt tiền. Khi sử dụng các dung môi này để chiết đòi hỏi các thiết bị phức tạp . Phương pháp này bao gồm các giai đoạn sau: Giai đoạn 1: Chuẩn bị nguyên liệu Để tăng khả năng chiết ta phải chia nhỏ dược liệu trước khi chiết nhằm làm tăng bề mặt tiếp xúc giứ hai pha rắn và lỏng đẩy nhanh quá trình khuếch tán. Tuy nhiên nếu ta chia nhỏ dược liệu quá thì dung môi sẽ khó chuyển động qua khối dược liệu và ta rất khó thu được dịch chiết, do đó tùy thuộc vào từng loại dược liệu ta có thể xay nhỏ khác nhau vừa để đảm bảo đẩy nhanh quá trình khuếch tán vừa dể dàng trong rút dịch chiết. Kiềm hóa và làm trương nở nguyên liệu bằng dung dịch kiềm ( thường dùng Ca(OH)2, NH4OH, Na2CO3…) để chuyển alkaloid trong nguyên liệu sang dạng base. Giai đoạn 2:Chiết Sử dụng các dung môi chiết là các dung môi hữu cơ không phân cực (các dung môi không hòa lẫn với nước ). Giai đoạn 3: Tinh chế Tinh chế thu các alkaloid bằng cách chuyển dạng muối với acid và chuyển dạng base bằng kiềm và phân chia chúng giữa hai pha dung môi hữu cơ không phân cực và nước để loại các tạp chất không phải alkaloid. Hình 3. Sơ đồ chiết alkaloid dưới dạng base bằng dung môi hữu cơ không phân cực. Ứng dụng: Hiện nay hầu hết các alkaloid được sản xuất trong nước cũng như trên thế giới sữ dụng phương pháp này. Mặt khác phương pháp này khi sử dụng chiết các dược liệu có nhiều chất nhầy có độ trương nở cao, tránh được sự trương nở quá mức của dược liệu và sự hòa tan chất nhầy vào dung môi gây khó khăn cho rút dịch chiết và tinh chế. 3.1.2.Phương pháp chiết alkaloid dưới dạng muối bằng dung môi nước, nước acid hoặc cồn (ethanol, methanol ) Ưu điểm: Dung môi rẻ tiền, dể kiếm. Thiết bị chiết xuất đơn giản, đầu tư ít. Nhược điểm: Dịch chiết rút ra lẫn nhiều tạp chất, khó tinh chế do đó mất mát nhiều trong khâu tinh chế làm cho hiệu suất chiết thấp. Đối với các vật liệu chứa nhiều chất nhầy, việc sử dụng nước làm dung môi chiết gặp khó khăn trong khâu rút chiết. Phương pháp tiến hành bao gồm các giai đoạn sau: Chuẩn bị nguyên liệu: Nguyên liệu thực vật được xay thô, sau đó được làm ẩm cho trương nở bằng nước. Tiến hành chiết : Sử dụng dung môi là nước chiết alkaloid dưới dạng muối tự nhiên hoặc muối với acid vô cơ, hoặc dung môi là cồn ethylic hoặc methylic để chiết alkaloid cả dưới dạng muối và base. Tinh chế: Trong trường hợp chiết bằng nước, alkaloid base được giải phóng từ dịch chiết bằng cách thêm kiềm sau đó được chiết bằng một dung môi hữu cơ không hòa tan trong nước. Tiếp tục tinh chế bằng cách bốc hơi dung môi và kết tinh lại trong dung môi hữu cơ hoặc chuyển sang dạng kết tinh lại. Trong trường hợp chiết bằng cồn, dịch chiết cồn được cô đặc , thêm acid và loại các tạp chất bằng cách chiết bằng dung môi hữu cơ không phân cực, thêm kiềm chuyển alkaloid sang dạng base rồi chiết alkaloid bằng một dung môi hữu cơ. Bốc hơi dung môi hữu cơ rồi kết tinh alkaloid hoặc chuyển sang dạng muối kết tinh lại. Đối với các alkaloid khó tách có thể sử dụng phương pháp sắc ký hấp phụ hoặc phương pháp trao đổi ion. 3.2. Ứng dụng chiết tách rotundin từ củ Bình vôi. Theo Ngô Đại Quang (1999) quy trình chiết tách được tiến hành như sau: Chiết tách sản phẩm thô: Trước hết củ bình vôi được rửa sạch cạo vỏ ngoài rồi xát nhỏ thành miếng với kích thước thích hợp rồi ngâm ở bể chứa dung dịch chiết xuất gồm nước và các chất đệm vô cơ ở pH thích hợp. Các hoạt chất alcaloit sẽ hoà tan và được chiết ra khỏi bã. Quá trình chiết được thực hiện 2-3 lần rồi bã được ép kiệt. Dịch chiết để lắng, lọc và trung hoà ở ph thích hợp để thu kết tủa. Kết tủa được lọc, phơi và sấy. Sản phẩm thô sau khi sấy có hàm lượng rotundin vào khoảng 27- 32%. Quá trình tinh chế: Sản phẩm thô sẽ được tinh chế thành dạng dược dụng có hàm lượng rotundin > 98,2% (theo Dược điển Trung Quốc). Quá trình tinh chế được tiến hành theo 3 giai đoạn như sau: Giai đoạn I: Sản phẩm thô được nghiền nhỏ, hoà tan trong dung dịch đệm và kết tinh ở môi trường pH = 5. Trong giai đoạn này phần lớn những sản phẩm phụ và tạp chất như muối vô cơ, xenluloza, tinh bột được loại bỏ. Tuy nhiên bán sản phẩm (dạng bột) vẫn có màu sẫm, nhiệt độ nóng chảy chưa ổn định và hàm lượng rotundin chỉ đạt khoảng 80%. Giai đoạn 2: Trong giai đoạn này bán sản phẩm được hoà tan trong một hỗn hợp dung môi. Những dung môi đó hoà tan chủ yếu các alcaloit mà không hoà tan được các muối vô cơ cũng như các hợp chất hữu cơ mạch dài như xenluloza, tinh bột, đường khử. Để sản phẩm không bị phân huỷ và biến màu nên ở giai đoạn này chỉ gia nhiệt nhẹ. Dung dịch được lọc nóng và kết tinh chậm ở nhiệt độ thấp trong thời gian 10-12 giờ. Tinh thể được lọc và rửa nhiều lần bằng hỗn hợp dung môi nói trên (đã làm lạnh) đến khi nhận được bán thành phẩm có hàm lượng rotundin tới 90%. Giai đoạn 3: Tinh chế và tẩy màu. Bán thành phẩm có hàm lượng rotundin 90% được hoà tan từ từ trong một hỗn hợp dung môi và được điều chỉnh ở nồng độ thích hợp nhất. Nếu nồng độ quá cao thì quá trình kết tinh diễn ra quá nhanh làm thành phẩm không sạch; nếu nồng độ thấp quá thì lượng hao hụt sẽ lớn, hiệu suất kết tinh thấp. Sau đó chất tẩy và chất ức chế oxy hoá được cho thêm, đồng thời khuấy đều trong vòng 30-45 phút. Sau đó để yên đế kết tinh. Sản phẩm được tạo ra dưới dạng muối sunfat hoặc nitrat hay clorua tuỳ theo mục đích điều chế. Tiếp đó là quá trình lọc hút chân không và kết tinh lại ở nhiệt độ thấp. Thành phẩm thu được là những tinh thể hình kim, màu trắng ngà. Quá trình tinh chế lại đã nâng hàm lượng rotundin từ 90% lên 98,2%, hiệu suất tinh chế đạt 88,2%. Đây là giai đoạn rất quan trọng, cần xác định tỷ lệ dung môi hoà tan thật thích hợp thì mới thu được thành phẩm có chất lượng tết và hiệu suất tinh chế cao. KẾT LUẬN Alkaloid là hợp chất được tổng hợp từ tự nhiên, phần lớn có dược tính cao nên chúng thường được dùng để bào chế thuốc. Trong đó, cây Bình vôi với các hợp chất như rotundin, roemerin.. đã và đang được nghiên cứu và sử dụng. Hoạt chất rotundin dùng chữa suy nhược và rối loạn tâm thần, loét tá tràng, roemerin có tác dụng gây ngủ vì thế nên cây Bình vôi được dùng làm thuốc an thần, chữa nhức đầu, sốt nóng, đau dạ dày (thuộc nhiệt), ho nhiều đờm, hen suyễn, khó thở. Phối hợp với các vị thuốc khác để trị ho lao, sốt rét, kiết lỵ, ngứa lở ngoài da, mụn nhọt. Trong y học cổ truyền, nhân dân ta dùng Bình vôi thái lát, phơi khô hoặc ngâm rượu. Trong y học hiện đại dùng toàn cây, cao hoặc alkaloid bào chế thành dạng thích hợp. Hiện nay, Viện Dược Liệu Việt Nam đã đưa cây Bình vôi vào danh sách nhóm cực kỳ nguy cấp (CR) có khả năng tuyệt chủng. Do đó vấn đề được đặt ra là bảo tồn giống dựa trên kỹ thuật vi nhân giống và tối ưu hóa quy trình chiết xuất alkaloid trên cơ sở áp dụng các kỹ thuật hóa sinh tiên tiến. TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Tạp chí Ngô Đại Quang. 1999.Tạp Chí công nghiệp hóa chất, NXB Vinachem. Sách Bộ môn Bào chế. 2003. Kỹ thuật bào chế và sinh dược học các dạng thuốc, tập I. Trường ĐH Dược Hà Nội. Bộ môn Công nghiệp Dược. 2001. Kỹ thuật sản xuất dược phẩm, tập I, trường ĐH Dược Hà Nội. Bùi Thị Bằng. 2006.Các phương pháp hóa lí ứng dụng trong phân tích và kiểm nghiệm dược liệu, NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà Nội. Đàm Trung Bảo, Lê Quang Toàn.1971. Kỹ thuật bào chế các dạng thuốc và các chế phẩm, phần 2, tập IV, trường ĐH Dược Hà Nội. Đỗ Tất Lợi. 1991. Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB BNN. Đỗ Văn Đài, Nguyễn Bin, Phạm Xuân Toản, Đỗ Ngọc Cử. 1999. Cơ sở các quá trình và thiết bị công nghệ hóa học, tập I, trường ĐH Bách khoa. Lê Quang Toàn. 1971. Kỹ thuật Hóa dược , tập 1, Nhà xuất bản Y học. Nguyễn Bin. 2005. Các quá trình, thiết bị trong công nghệ hóa chất và thực phẩm,tập IV, NXB KHKT. Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu. 1985. Phương pháp nghiên cứu hóa học cây thuốc, NXB Y học. Phạm Thanh Kỳ, Nguyễn Thị Tâm, Trần Văn Thanh. 1997. Bài giảng dược liệu, tập II, trường Đại học Dược Hà Nội Phan Đình Châu. 1997.Cơ sở kỹ thuật tổng hợp Hóa dược, tài liệu giảng dạy sau Đại học, trường Đại học Dược Hà Nội. Nước ngoài Tạp chí R.H.F. Manske. 1973. The alkaloid- chemistry and Physiology, volume XIV, Academic Press- New York- London. Sách Carey, A.Francis. 1987. Organic Chemistry, New York. P.H. List and P.C. Schmidt, Phytopharmaceutical technology, CRC Press. InC,1989. Mutsuo Kozuka, Kryoe Miyaji, Tokunosuke Sawada và Masao Tomita. 1984. A major alkaloid of the leaves and stems of Stephania Rotunda, Kyoto pharmaceutical University, Misasagy, yamasbina- ku, Kyoto 607, Japan. Fakhrutdinov Sf.1962.On the pharmacology of the alkaloid Roemerin and its derivatives, Med Zh Uzb. Thuy TT, Porzel A, Franke K, Wessjohann L, Sung TV. 2005. Isoquinolone an protoberberine alkaloids from Stephania rotunda, Institute of Chemistry, Vietnamese Academy of Science and Technology, Hanoi, Viet Nam. Trang web (ngày 30/02/2011). (ngày 30/02/2011).