ROTUNDIN trong cây bình vôi

TÓM LƯỢC i MỤC LỤC ii DANH MỤC HÌNH VÀ BẢNG iii GIỚI THIỆU1 NỘI DUNG2 CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ LUẬN2 1.1.Khái niệm về alkaloid.2

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 LUẬN1.1.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.

•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).

Các dung môi hữu cơ phân cực mạnh như ethanol và methanol thường hòa tan cả alkaloid dạng muối và dạng base.

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.

Bảng 1 Phân loại khoa học Chi Bình vôi (Stephania spp).

( nguồn: http://vi.wikipedia.org/wiki/Chi_B%C3%ACnh_v%C3%B4i )

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

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.

H 3

O C H 3

C H 3O C H 3

N•Đặc điểm cấu trúc hóa học.

Công thức phân tử: C21H25NO4

Công thức cấu tạo:

Khối lượng phân tử: 355,43

Tên khoa học: 5,8,13,13α-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 rotundin2.2.2.Các hợp chất alkaloid khác.

•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.

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.

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.