Chiết xuất, phân lập Strychnin từ hạt Mã tiền (Strychnnos nux-vomica L.)

Th.s Nguyễn Thị Hồng Ngọc, DS Vũ Thị Thanh và cộng sự

Alkaloid, any of a class of naturally occurring organic nitrogen-containing bases. Alkaloids have diverse and important physiological effects on humans and other animals. The strychnine alkaloid which is isolated from the seeds of Strychnos nux-vomica L. is a neurotoxin which acts as an antagonist of glycine and acetylcholine receptors.

I. Tổng quan

1. Tổng quan về cây mã tiền

1.1.  Đặc điểm thực vật

Mã tiền (Strychnnos nux-vomica L.) là cây gỗ, thân đứng cao 5 – 12 m. Vỏ màu xám có lỗ bì, cành non có gai. Lá mọc đối, hình trứng đầu nhọn, mặt trên xanh bóng, có 5 gân hình cung nổi rõ ở mặt dưới. Cụm hoa hình ngù mọc ở đầu cành. Hoa nhỏ hình ống màu vàng nhạt. Có 5 cánh hoa hàn liền thành 1 ống dài 1- 1,2 cm, nhị 5, dính ở trên ống tràng. Bầu hình trứng, nhẵn. Quả thịt, hình cầu, đường kính 3 – 5 cm, vỏ nhẵn bóng, khi chín có màu vàng cam, chứa 1 – 5 hạt hình đĩa dẹt như chiếc khuy áo, đường kính 2 – 2,5 cm, dày 4 – 5 mm, một mặt lồi, một mặt lõm, có lông mượt màu xám bạc [4,6].

1.2 Phân bố và Sinh thái

Mã tiền thuộc loài cây nhiệt đới điển hình. Cây thích nghi ở vùng có nhiệt độ trung bình là từ 24-26⁰C trở lên. Cât ưa sáng, chịu được khí hậu khô nóng.

Cây mã tiền nhiều ở Ấn Độ, Sri lanka, Malaysia, Thái Lan, Bắc Australia. Ở nước ta hiện nay, mã tiề mọc ở hầu hết các tỉnh phía nam, nhiều nhất là ở Bình Thuận, Ninh Thuận, Đồng Nai, Khánh Hòa, Bà Rịa-Vũng Tàu, Long An, Tây Ninh, Kiên Giang, Gia Lai, Đắc Lắc [4,6].

1.3 Bộ phận dùng

Hạt đã phơi hoặc sấy khô. Hạt hình đĩa dẹt, mép hơi lồi lên, đường kính 1,2-2,5 cm, dày 4-8 mm. Một số hạt hơi méo mó, hơi cong, không đều. Mặt xám nhạt, màu xám do có một lớp lông tơ mượt từ giữa mọc toả ra xung quanh. Giữa một mặt có một lỗ lồi nhỏ (rốn). Từ rốn có một đường hơi lồi (sống noãn) chạy đến một chỗ nhô lên ở mép hạt (lỗ noãn). Hạt gần như chỉ cấu tạo bởi nội nhũ sừng, rất cứng. Cây mầm rất nhỏ nằm trong khoang giữa nội nhũ. Không mùi, vị rất đắng [5].

1.4 Thành phần hóa học

Trong hạt mã tiền chứa 2-5% alcaloid, trong đó gần 50% là strychnin, phần còn lại là brucin, còn khoảng 2 – 3% là các alcaloid phụ khác như α – colubrin, β – colubrin, vomicin, novacin, pseudostrychin…. [4].

Ngoài alcaloid, trong hạt còn chất béo (4 – 5%), acid igasuric (= acid clorogenic), acid loganic, stigmasterin, cycloarterol và một glycosid là loganin (= loganosid) (loganin có nhiều trong cơm quả).

Alcaloid còn được tìm thấy trong lá (khoảng 2%) và trong vỏ thân (trên 8%) cây mã tiền nhưng chủ yếu là brucin [5].

1.5 Ứng dụng

Hạt mã tiền được dùng trong cả y học hiện đại và y học cố truyền.

Y học cổ truyền sử dụng hạt mã tiền đã qua chế biến để chữa: Bệnh tiêu hóa kém, phong thấp, nhức mỏi tay chân, tiêu khí huyết tích tụ trong bụng, đau dây thần kinh, bại liệt, liệt nửa người, chó dại cắn. VD: thuốc trị phong thấp Phong Bà Rằng, viên Vimatin

Y học hiện đại hạt mã tiền là nguyên liệu để chiết xuất strychnine ( dạng muối sulfat hoặc nitrat); chữa tê liệt dây thần kinh, suy nhược cơ năng, dung làm thuốc kích thích hành tủy trong trường hợp giải phóng não, giải độc thuốc ngủ barbituric và làm thuốc bổ kích thích tiêu hóa [4,6,7].

2. Tổng quan về Strychnin

2.1 Công thức hóa học                   

Công thức phân tử: C₂₁H₂₂N₂O₂  

2.2 Tính chất

Lý tính

• Tinh thể hình kim, không màu hay bột kết tính trắng, không mùi, vị rất đắng, rất độc. Bị mất nước kết tinh ở 100^o Độ chảy khi khan khoảng 200^oC (bị phân thủy).
• Độ tan : 1g tan trong 35ml nước, 7ml nước sôi, 81 ml ethanol, 26ml ethanol ở 60, không tan trong ether. Dung dịch 1% có pH= 5,5 [4].

Hóa tính

• Tính base yếu:
• Tác dụng với các acid tạo muối tương ứng

Alcaloid = N + HC1         →         [Alcaloid = N]. HC1

• Kết hợp với kim loại nặng (Hg, Pt,…) tạo muối phức
• Phản ứng với thuốc thử chung của alkaloid
• Phản ứng tạo tủa:

Tạo tủa ít tan trong nước với các thuốc thử: thuốc thử Mayer, thuốc thử Bouchardat,…

Tạo tủa ở dạng tinh thể với  dung dịch vàng clorid, dung dịch platin clorid,…[4].

• Phản ứng tạo màu:

Ngoài phản ứng tạo màu với các thuốc thử chung của alcaloid như H₂SO₄ đậm đặc, HNO₃      đậm đặc, TT Marquis,…., Strychnin còn phản ứng màu đặc biệt. Đó là phản ứng OTTO [4].

2.3 Tác dụng dược lý và ứng dụng

Tác dụng dược lý :

Strychnin là chất kích thích tim mạch, hô hấp và chất bổ đắng. Nó kích thích tất cả các phần của hệ thần kinh trung ướng. Strychnin có tác dụng kích thích tương đối mạnh hơn trên tế bào vận động của hệ thần kinh trung ương, đặc biệt trên tủy sống, do tác dụng đối kháng cạnh tranh với chất dẫn truyền ức chế ở những điểm ức chế sau khớp thần kinh. Nó kích thích những khả năng về trí não, làm tăng những cảm nhận về xúc giác, thính giác, khứu giác, vị giác và cơn đau. Strychnin có hiệu lực trong ngộ độc do thuốc mê, thuốc ngủ barbituric, thuốc phiện hoặc cloral. Nó cũng được coi là có ích trong điều trị giảm thị lực do ngộ độc, đặc biệt là ngộ độc nicotin. Strychnin đã được sử dụng rộng rãi như một thuốc làm dễ tiêu (thuốc tay). Nó cũng được dùng trong giảm thị lực và làm thuốc kích dục. Strychnin hấp thu nhanh qua đường tiêu hóa vào máu, cả trong huyết tương và hồng cầu, và nhanh chóng từ máu chuyến vào các mô. Nó bị phá hủy nhanh trong cơ thể, chủ yếu bởi các men và những vi tiểu thể gan, gần 20 % lượng alkaloid bài tiết qua nước tiểu [6].

Ứng dụng Strychnin:

Strychnin thường được dùng dưới dạng Sulfat hoặc nitrat chữa tê liệt dây thần kinh, suy nhược cơ năng, suy nhược, viêm dây thần kinh do nghiên rượu, say rượu cấp, đái dầm, liệt dương. Sử dụng làm thuốc kích thích hành tủy trong các trường hợp giải phẫu não, giải ngộ độc thuốc ngủ Barbituric và làm thuốc bổ đắng kích thích tiêu hóa [4,7].

II. Thực nghiệm chiết xuất strychnin từ hạt Mã tiền

1. Nguyên liệu nghiên cứu

Hạt mã tiền được thu mua tại Đăk Lăk.

2. Phương pháp nghiên cứu

• Xử lý nguyên liệu

Hạt mã tiền sau khi loại tạp được xay nhỏ và kiềm hóa bằng sữa vôi

• Chiết xuất

Chiết tách Strychnin bằng ethanol với điều kiện như sau:

+ Dung môi: Ethanol 70%

+ Tỷ lệ mẫu/dung môi: 1/3

+ Thời gian chiết: 2h

+ Số lần chiết: 4

+ Nhiệt độ: 27-30⁰C ( nhiệt độ phòng-ngâm)

Sau khi chiết trong thời gian và nhiệt độ đã chọn, ta thu được dịch chiết có vàng. Cất thu hồi dung môi thu được sản phẩm thô chứa alkaloid toàn phần.

• Tinh chế

Hòa tan cắn trong một lượng vừa đủ dung dịch acid  H₂SO₄ 3%, thêm khoảng 3  lần thể tích nước, khuấy kỹ. Lọc loại tạp không tan trong nước acid, gạn loại chất béo.

Kiềm hóa lớp nước acid bằng dung dịch Na₂CO₃ bão hòa, vừa nhỏ vừa khuấy đến khi sủi hết bọt và pH=10 -11. Để qua đêm cho lắng hết. Lọc, rửa tủa và sấy khô.

Thêm một lượng nước sao cho vừa đủ ngập tủa, đun cách thủy, vừa khuấy vừa nhỏ dần dung dịch HNO₃ 3% cho đến khi tan hết và pH=4 – 4,5. Để kết tinh qua đêm. Lọc và rửa tinh thể bằng nước.

Hòa tan nóng tinh thể một lượng nước sao cho vừa đủ ngập tủa, đun trong nồi cách thủy, khuấy cho tan hết. Thêm thanh hoạt, khuấy trong 7 phút, lọc nóng, rửa bã bằng nước cất. Tủa đem sấy khô.

Kiềm hóa lớp nước acid bằng dung dịch Na₂CO₃ bão hòa, vừa nhỏ vừa khuấy đến khi sủi hết bọt và pH=10 – 11. Để lắng qua đêm. Lọc, rửa tủa và sấy khô.

Hòa tủa vào một lượng nước sao cho vừa đủ ngập tủa, đun trong nồi cách thủy, vừa khuấy vừa nhỏ dần dung dịch H₂SO₄ 3% cho đến khi tan hết và pH=4 – 4,5. Để kết tinh qua đêm. Lọc, rửa tinh thể bằng nước và sấy khô.

3. Kết quả nghiên cứu

Viện Nghiên cứu và phát triển sản phẩm thiên nhiên đã chiết xuất phân lập thành công strychnin từ hạt mã tiền ở quy mô công nghiệp với hiệu suất cao và độ tinh khiết trên 98%. Chùng tôi sẵn sàng chuyển giao hoặc cung cấp nguyên liệu theo yêu cầu.

Tài liệu tham khảo

1. Bộ môn Công nghiệp Dược, Trường ĐH Dược HN (2007), Kỹ thuật chiết xuất dược phẩm, Tập I, Tr. 210-236.
2. Bộ môn Công nghiệp Dược, Trường ĐH Dược HN (2009), Thực tập kỹ thuật sản xuất dược phẩm, tr. 36-37.
3. Bộ Y tế (2003), Dược điển Việt Nam, NXB Y học, Tập IV, tr. 819-820.
4. Bộ môn Dược liệu, Trường ĐH Dược HN (2007), Bài giảng Dược liệu, Tập II , tr. 120-121.
5. Viện dược liệu (2004), Cây thuốc và động vật làm thuốc, NXB Khoa học kỹ thuật, Tập II, tr. 209.
6. Bộ môn Dược liệu, Trường ĐH Dược HN (2005), Thực tập Dược liệu phần nhận thức cây thuốc, vị thuốc, tr. 111.
7. Đỗ Tất Lợi (1999), Những cây thuốc và vị thuốc Việt Nam, NXB Y học, tr. 530.
8. Võ Văn Chi (1997), Từ điển cây thuốc Việt Nam,NXB Y học, Hà Nội, tr. 705-706.
9. Phạm Hoàng Hộ (2000), Cây cỏ Việt Nam, NXB Y học trẻ, TPHCM, tr. 30
10. Bộ môn Thực vật, Trường ĐH Dược HN (2007), Bải giảng Thực vật, tr. 301.
11. Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu (1985), Phương pháp nghiên cứu hóa học cây thuốc, NXB Y học, tr. 385.
12. P. H. List and p. C. Schmidt (1989), Phytopharmaceutical Technology, CRC Press. Inc, p. 102.