Nguồn nguyên liệu bán tổng hợp steroid từ thực vật

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TIỂU LUẬN NGUỒN NGUYÊN LIỆU BÁN TỔNG HỢP THUỐC STEROID TRUYỀN THỐNG VÀ XU HƯỚNG TƯƠNG LAI Họ tên: Trịnh Quang Chung Mã sinh viên: CH1112007 Lớp: Cao học 17 Hà Nội - 2012 Đặt vấn đề Trung Quốc hàng năm sử dụng 700.000 dược liệu, tách chiết hoạt chất để sản xuất khoảng 7.000 mặt hàng, doanh thu 18 tỷ USD Ấn Độ buôn bán dược liệu để tách chiết hợp chất thiên nhiên dùng làm thuốc đạt khoảng 60 tỷ Rupi/năm, cung cấp 12% nhu cầu dược liệu giới Các nước châu Âu châu Mỹ dùng thuốc có hợp chất thiên nhiên ngày nhiều Ở Việt Nam số lượng thuốc có nguồn gốc dược liệu gồm hoạt chất thiên nhiên giàu hoạt tính sinh học chiếm từ 30 - 40% số thuốc sản xuất nước vào năm tới đầu kỷ Tác dụng saponin steroid dùng để tổng hợp nội tiết tố steroid Các chất dùng để tổng hợp nội tiết tố steroid có nhiều nguồn từ chất sterin, acid mật, sapogenin Trong sapogenin nguồn quan trọng lại diosgenin, hecogenin, solasodin Diosgenin giới tiêu thụ tới 1.000 năm có mạch nhánh dễ biến hoá thành testosteron, progesteron, cortison Các saponin steroid gặp nhiều lồi thực vật khác Diosgenin tách chiết từ loài Củ mài Dioscorea spp., hecogenin từ loài Dứa sợi Agave spp., smilagenin từ loài Kim cang Smilax spp Đây saponin steroid có tác dụng chống viêm, đặc biệt để làm nguồn nguyên liệu bán tổng hợp hormon steroid, oestrogen, progestin androgen Trong thực tế, để tổng hợp hormon steroid, người ta dùng chủ yếu diosgenin 90% dẫn chất steroid dùng làm thuốc từ nguồn nguyên liệu Mặc dù diosgenin có gặp nhiều họ, có họ Dioscoreaceae (chi Dioscorea) có giá trị thực tế Saponin steroid Saponin steroid có sapogenin cấu trúc khung steroid đặc trưng, có 27 carbon Ngồi khung steroid đặc trưng (bao gồm vòng A, B, C, D) sapogenin steroid cịn có dị vịng E F Các vịng E F có chung ngun tử C22 với vòng Spirocetal 2.1 Phân loại Saponin steroid chia thành nhóm: saponin furostanol, spirostanol, aminofurostanol, spirosolanol, solanidanol Một số saponin steroid thường gặp: diosgenin, yamogenin, smilagenin, sarsasapogenin, ruscogenin, jucagenin, liligenin, penogenin, hecogenin, digitogenin 2.2 Phân bố Saponin steroid thường gặp loài thực vật mầm họ Liliaceae (Smilax), Dioscoreaceae (Dioscorea), Agavaceae (Agave, Juca), Amaryllidaceae Ngoài thấy loài hai mầm họ Scrophulariaceae (Digitalis), Fabaceae (Trigonella), Zygophyllaceae (Tribulus) Các phận chứa hàm lượng cao saponin steroid hạt, rễ, củ rễ, thấp Trong số loài chứa saponin furostanol (Allium), số loài khác lại chứa chủ yếu saponin spirostanol (Digitalis) 2.3 Sinh tổng hợp saponin steroid thuốc Nguồn quan trọng để tổng hợp saponin steroid sterol, chủ yếu cholesterol sitosterol (Ví dụ: đường sinh tổng hợp sapogenin steroid Dioscorea tokoro) 2.4 Phương pháp chiết xuất Chiết xuất saponin steroid tinh khiết khó khăn tính chất lý hố phức tạp Thường tiến hành sau: Dược liệu loại tạp chất béo ether dầu hoả ether, sau chiết với methanol ethanol nồng độ khác nhau, cô thu hồi dung môi saponin lắc với butanol kết tủa với ether aceton, hỗn hợp saponin toàn phần thu chạy qua cột sắc ký lớp mỏng chế luyện thu saponin tinh khiết 2.5 Tác dụng sinh học Saponin steroid cấu vào thành phần hàng loạt loại thuốc sử dụng phòng bệnh chữa bệnh xơ vữa động mạch saponin thuộc chi Dioscorea, chi Ruscus, chi Tribulus Ứng dụng rộng rãi sapogenin steroid sử dụng chúng nguồn nguyên liệu để bán tổng hợp thành hormon sinh dục corticosteroid Sử dụng phổ biến diosgenin 3 Dược liệu chứa Diosgenin 3.1 Cây sơn tỳ giải Tên khoa học: Dioscorea tokoro Tên khác: Tỳ giải, xuyên tỳ giải, phấn tỳ giải Họ: Củ nâu Dioscoreaceae Bộ phận dùng: Thân rễ Mô tả Cây leo thân quấn, rễ củ sống dai đất, phình thành củ to, mọc so le, hình tim, có 7-11 gân hình chân vịt, cuống dài, hoa đơn tính, khác gốc, nhỏ, màu xanh nhạt, mọc thẳng bông, nang có cánh, tỳ giải mọc nhiều tỉnh Trung Quốc giáp danh với nước ta (Quảng Đông, Quảng Tây, Vân Nam ), Trung Quốc khai thác số khác thuộc chi Dioscorea để làm vị thuốc tỳ giải Ở nước ta có vị thuốc mang tên tỳ giải chưa xác định tên khoa học chắn Thành phần hoá học Diosgenin sapogenin khác Tỷ lệ sapogenin toàn phần 1-1,5% Trong năm 80 kỷ XX, với mục đích tìm nguồn nguyên liệu có hàm lượng diosgenin cao, Viện Dược liệu nhập lồi khác thuộc chi Dioscorea, D composita, D deltoidea, D floribunda Trong lồi D deltoidea có ưu điểm chứa genin diosgenin Họ Dioscoreaceae có nhiều chi, quan hệ gần gũi với chi Dioscorea chi Higinbothamia, Borderea, Epipetrum, Rajana, Tamus Đại phận sapogenin steroid tồn thực vật dạng glucosid Lúc đầu sapogenin steroid ứng dụng để tổng hợp thành hormon steroid Ở qui mô sản xuất công nghiệp, giai đoạn thuỷ phân chiết xuất hợp chất tiến hành hai cách sau: Cách một, hỗn hợp saponin toàn phần chiết xuất cồn ethanol methanol, đem thuỷ phân với acid, dược liệu khô thuỷ phân trước sau chiết sapogenin với xăng cơng nghiệp, benzen dung môi không phân cực Liên xô trước khai thác loài Dioscorea nipponica làm nguyên liệu sản xuất loại thuốc có tác dụng hạ cholesterol chống xơ vữa động mạch với tên diosponin Lồi chứa dioscin protodioscin, protodioscin thuộc nhóm furostanol đánh giá chất có tác dụng tốt hơn, dễ tan nước nên dễ hấp thu Tác dụng dược lý: Trong YHCT, sơn tỳ giải sử dụng làm thuốc lợi tiểu, chữa viêm bàng quang mạn tính, viêm niệu đạo thấp khớp Một số loài khác đc chứng minh có td chống viêm, hạ cholesterol máu chống xơ vữa động mạch, làm mềm thành mạch Cơng dụng: Có thể dùng để chiết diosgenin để làm nguyên liệu bán tổng hợp thuốc steroid Một qui trình chiết diosgenin: Nguyên liệu chiết chloroform để loại tạp Chiết tiếp ethanol 96% Cất thu hồi ethanol Cắn thuỷ phân HCl 2N (đun cách thuỷ giờ) Lọc lấy tủa, rửa tủa dung dịch natri bicarbonat bão hoà nước sấy 60oC Bột khơ chiết cyclohexan nóng, để lạnh diosgenin kết tinh Có thể kết tinh lại methanol, aceton Để nâng cao hàm lượng diosgenin nguyên liệu, người ta dùng phương pháp ủ nguyên liệu tươi với nước có thêm chất kích thích sinh trưởng indol-3-acetic acid, acid gibberellic, 2,4-D Đối với củ Dioscorea belizenzis hiệu suất tăng lên 15%, củ Dioscorea deltoidea hạt Trigonella foenumgraecum tăng 35% Đặc biệt thân hành mía dị Costus speciosus, thí nghiệm thấy mẫu đối chứng hàm lượng diosgenin 1,3% tăng lên 3,5% ủ với nước tăng lên 5% ủ với 2,4-D Người ta nghiên cứu phương pháp chuyển diosgenin thành pregnenolon từ chuyển thành chất estrogen androgen Khả dùng phương pháp vi sinh gắn nhóm hydroxyl carbonyl vị trí 11 dẫn đến việc dùng diosgenin để điều chế thuốc corticoid Hiện hàng năm giới sản xuất gần 1.000 diosgenin Nước sản xuất nhiều Mexico, số tiền thu lên đến 10 triệu USD - Dasgupta Pandy (1971) phát diosgenin có Mía dị Costus speciosus thuộc họ Mía dị Costaceae Viện Dược liệu Việt Nam chiết xuất diosgenin (1975) từ Mía dị mọc miền Bắc với hiệu suất 0,5-0,6% - Trong bảy hoa Paris polyphylla thuộc họ Bảy hoa Trilliacea có mọc Cúc Phương, Sa pa có diosgenin - Từ phần mặt đất Cà xẻ Solanum laciniatum - Madeva Stepanova (1965) thấy có saponin steroid, thuỷ phân cho khoảng 0,20% diosgenin bên cạnh glycoalkaloid khác - Diosgenin có nhiều chi thực vật khác 3.2 Cây Râu hùm Tên khoa học: Tacca chantriere - họ Râu hùm Taccaceae Tên khác: râu hùm hoa tía Bộ phận dùng: thân rễ, thu hái quanh năm, rửa sạch, thái lát, phơi sấy khô Phân bố: chi Tacca VN có lồi, trog râu hùm có phạm vi phân bố rộng rãi Viện Dược liệu, từ 1986, Râu hùm phát 26 tỉnh miền núi trung du Vùng phân bố chủ yếu tập trung tỉnh miền núi từ Tây Nguyên trở ra, gồm Gia lai, Kon tum, Quảng nam, Quảng bình, Nghệ an, Thanh hố, Ninh bình, Hồ bình, Sơn la, Tun quang , n bái, Thái nguyên, Bắc cạn Nguồn râu hùm Việt nam ước tính có vài ngàn Cây trồng phần đầu mầm thân rễ Thành phần hoá học Thân rễ râu hùm chứa saponin steroid, thuỷ phân cho diosgenin, betasitosterol, taccaosid Các saponin tồn chủ yếu dạng furostanol (vòng F khung steroid mở) td men acid thuỷ phân vòng F đóng lại tạo thành dạng spirostanol phân cực Dựa vào tính chất trên, tuỳ theo chất saponin trog (dạng vòng F mở hay vòng F đóng ), người ta xây dựng phương pháp chiết xuất khác (Phạm Kim Mãn cs.- sáng chế 1985) Trong loài râu hùm Việt nam, hàm lượng diosgenin chiết 1,2-1,8% Viện Dược liệu nghiên cứu chiết xuất từ thân rễ râu hùm hoạt chất diosgenin Đó nguyên liệu để bán tổng hợp thuốc steroid thuốc chống viêm, thuốc nội tiết, thuốc tránh thai, thuốc tăng đồng hoá Những thuốc ngày có nhu cậy lớn nước giới 3.3 Củ nêm TKH: Dioscorea deltoidea - họ Củ nâu Dioscoreaceae Bộ phận dùng: rễ củ Phân bố: Việt nam , loài người Pháp thu mẫu Mai Sơn, tỉnh Sơn la Năm 1980 Viện Dược liệu nhập giống Củ nêm Ấn Độ, trồng thử Sa pa thu hàng củ Thành phần hoá học Diosgenin saponin steroid khác Nguyên liệu củ nêm trồng sa pa, Ngọc linh có hàm lượng diosgenin 3% sau trồng năm Năm 1985, Đống Viết Thắng phân lập từ loài D deltoidea nhập nội vào Việt Nam, hai saponin A B, saponin A trùng với deltonin Khi thuỷ phân saponin A diosgenin phần đường gồm D-glucose L-rhamnose Saponin B trùng với dioscin (mẫu phân lập từ D caucasica Liên xô trước đây) Thuỷ phân saponin B thu diosgenin phần đường D-glucose L-rhamnose Để chiết xuất diosgenin, người ta đem thuỷ phân saponin steroid (tồn dạng: dạng furostan có vịng F mở dạng spirostan có vịng F đóng) Acid dùng thuỷ phân HCl H2SO4 Để nâng cao hiệu suất chiết, người ta ủ nguyên liệu với 5-6 lần nước ỏ 37-39 độ C thời gian 48 Quá trình ủ men xảy đóng vịng F dạng furostan chuyên sang dạng spirostan Đem thuỷ phân dạng spirostan chiết diosgenin dung môi không phân cực xăng, n-hexan cho hiệu suất chiết cao (tăng đến 30%) Diosgenin chiết từ củ nêm có độ tinh khiết cao khơng lẫn tạp chất khác pennogenin (trong D composita, D floriburda) hàm lượng diosgenin loài từ 2,7-3,5% Tác dụng dược lý Diosgenin thí nghiệm chuộat cống trắng, tiêm xoang bụng liều 45mcmol/kg ngày liên tiếp lượng cholesterol mật tăng 70% Tác dụng kết trực tiếp diosgenin chế điều hoà phân tiết cholesterol mật trog tế bào gan Công dụng Củ nêm nguồn nguyên liệu chiết xuất diosgenin 3.4 Củ mài gừng Tên khoa học: Dioscorea zingiberensis - Họ Củ nâu Dioscoreaceae Bộ phận dùng: thân rễ Phân bố: Củ mài gừng Việt nam phát huyện Đức Trọng, tỉnh Lâm đồng (Đỗ Huy Bích 1978) Sau tìm thấy thêm huyện Bảo lộc, Đơn Dương- Lâm đồng, huyện Khánh sơn, Khánh vĩnhKhánh hoà, Trà my - Quảng nam, Vĩnh thạnh, An lão - Bình định, 1983, chưa thấy tỉnh phía Bắc Củ mài gừng Việt nam chưa khai thác để làm thuốc, xã Vĩnh sơn Vĩnh kim - Bình định, đồng bào Bana thường lấy củ để duốc cá Phạm vi phân bố hạn chế, trữ lượng tự nhiên Thàh phần hố học: saponin steroid - diosgenin Công dụng: Thân rễ dùng làm nguyên liệu chiết xuất diosgenin để tổng hợp thuốc steroid thuốc chống viêm, thuốc nội tiết tố sinh dục thuốc tránh thai 3.5 Củ nâu trắng Tên khoa học: Dioscorea hispida - họ Củ nâu Dioscoreaceae Tên khác: củ nê, củ nằng Bộ phận dùng: rễ củ Phân bố: phân bố rải rác tỉnh vùng núi Lạng sơn, Quảng ninh, Cao bằng, Tuyên quang, Thái nguyên, đặc biệt từ Quảng trị trở vào Độ cao phân bố thường 1000m Thành phần hoá học: diosgenin Bàn luận Chi Dioscorea có khoảng 600 lồi, số lồi chứa nhóm sapogenin sprostan có hàm lượng 0,1% chiếm khoảng 30% phân bố vùng nhiệt đới cận nhiệt đới Người ta phát đưa vào trồng trọt nhiều loài Dioscorea chứa diosgenin với hàm lượng cao D composita, D floribunda, D deltoidea chứa 4-5% diosgenin, đặc biệt loài D spiculiflora Mexico hàm lượng sapogenin tới 15%, lồi D composita phát triển lớn Mexico chứa tới 15% diosgenin Mặc dù diosgenin có gặp nhiều họ, có họ Dioscoreaceae (chi Dioscorea) có giá trị thực tế Các thuộc loại dễ trồng nước ta Viện Dược liệu sau nhập nội loài thuộc chi Dioscorea trồng đại trà Sa pa, Hải dương, Hồ bình chuyển giao cơng nghệ cho Xí nghiệp Hố dược chiết xuất diosgenin qui mơ cơng nghiệp Ngồi ra, nguồn râu hùm Việt nam ước tính có tới vài ngàn chưa khai thác hết 90% dẫn chất steroid dùng làm thuốc từ nguồn nguyên liệu diosgenin hàng năm giới cần gần 1.000 diosgenin Vì vậy, nguồn nguyên liệu dùng để chiết xuất diosgenin tiếp tục triển vọng lớn ngành dược liệu Việt nam Tài liệu tham khảo: Viện Dược liệu (2006), Nghiên cứu thuốc từ thảo dược, NXB Khoa học kỹ thuật Lã Đình Mỡi cs (2005), Tài nguyên thực vật Việt Nam Những chứa hợp chất có hoạt tính sinh học Tập 1, NXB Nơng nghiệp Bộ Y tế (2006), Bài giảng dược liệu, tập 1, NXB Y học Đái Duy Ban (2008), Các hợp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học phịng chống số bệnh cho người vật nuôi, NXB KHTN&CN Viện Dược liệu (2004) Cây thuốc động vật làm thuốc Việt nam Tập I, II NXB Khoa học kỹ thuật ... làm nguồn nguyên liệu bán tổng hợp hormon steroid, oestrogen, progestin androgen Trong thực tế, để tổng hợp hormon steroid, người ta dùng chủ yếu diosgenin 90% dẫn chất steroid dùng làm thuốc từ. .. Tác dụng saponin steroid dùng để tổng hợp nội tiết tố steroid Các chất dùng để tổng hợp nội tiết tố steroid có nhiều nguồn từ chất sterin, acid mật, sapogenin Trong sapogenin nguồn quan trọng... dụng rộng rãi sapogenin steroid sử dụng chúng nguồn nguyên liệu để bán tổng hợp thành hormon sinh dục corticosteroid Sử dụng phổ biến diosgenin 3 Dược liệu chứa Diosgenin 3.1 Cây sơn tỳ giải Tên