Luận Văn Thạc Sĩ Khoa Học: Nghiên Cứu Hoạt Chất Từ Củ Bình Vôi Việt Nam (Stephania spp)

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu hoạt chất từ củ bình vôi Việt Nam Stephania spp, tập trung phân tích dược tính và ứng dụng tiềm năng trong y học.

• Tác giả: Nguyễn Mạnh Cường
• Người hướng dẫn: PGS. Vũ Đình Hoàng
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hóa học
• Đề tài: Nghiên cứu một số hoạt chất từ củ bình vôi Việt Nam (Stephania spp.)
• Loại tài liệu: Luận văn thạc sĩ khoa học
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ LOÀI BÌNH VÔI
• 1.1. Giới thiệu một số loài Bình vôi hiện có ở Việt Nam
• 1.2. Các alkaloid nhân isoquinoline ở Bình vôi
• 1.2.1. Vài nét về hóa học và hoạt tính sinh học
• 1.2.2. Nghiên cứu ở Việt Nam về dược tính của alkaloid từ củ Bình vôi
• 1.2.3. Một số phương pháp hóa học phân lập alkaloid từ củ loài Bình vôi
• 1.3. Một số phương pháp tách và tinh chế alkaloid từ Bình vôi
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Các kỹ thuật thí nghiệm chủ yếu
• 2.1.1. Phân tích sắc ký Rotundine, Palmatine và Cepharanthine
• 2.1.2. Thử nghiệm quy trình tách và tạo muối palmatine hydrohloride quy mô Pilot
• 2.1.3. Phân tích xác định cấu trúc và độ tinh khiết của sản phẩm
• 3. CHIẾT TÁCH VÀ TINH CHẾ
• 3.1. Chiết/Tinh chế BV2 (Palmatine hydrohloride)
• 3.2. Chiết/Tinh chế BV3 (Cepharanthine). Đặc trưng vật lý và phổ của hợp chất phân lập được
• 3.3. Hợp chất BV1 (Rotundine)
• 3.4. Hợp chất BV2 (Palmatine)
• 3.5. Hợp chất BV3 (Cepharanthine)
• 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Phân tích xác định cấu trúc của BV1
• 4.2. Phân tích xác định cấu trúc BV2
• 4.3. Phân tích cấu trúc và hàm lượng BV3
• 4.4. Xây dựng và thử nghiệm quy trình thu Chiết tinh giu Palmatine (BV2) và Cepharanthine (BV3) từ chiết tinh Rotundine (BV1)
• 4.4.1. Ảnh hưởng của lượng xút sulfuric
• 4.4.2. Ảnh hưởng của pH khi kiềm hóa dịch lọc và tạo kết tủa alkaloid
• 4.4.3. Thử nghiệm quy trình thu “Chiết tinh nguyên liệu” quy mô 100 kg/mẻ
• 4.5. Chiết/Tinh chế Palmatine (BV2)
• 4.5.1. Phân lập riêng biệt phần tinh khiết Palmatine (BV2) và Cepharanthine (BV3)
• 4.5.1.1. Tỷ lệ Ethanol/Chiết tinh nguyên liệu
• 4.5.1.2. Ảnh hưởng của nồng độ NaCl trong hỗn dịch
• 4.5.1.3. Thử nghiệm phân lập Palmatine thuần và phần tinh khiết Cepharanthine
• 4.5.2. Xây dựng và thử nghiệm quy trình tinh chế Palmatine (BV2)
• 4.5.2.1. Ảnh hưởng của tỷ lệ Palmatine thuần/Ethanol
• 4.5.2.2. Ảnh hưởng của tỷ lệ Nước/Palmatine 80 trong quá trình kết tinh
• 4.5.2.3. Triển khai thử nghiệm sản xuất Palmatine hydrochloride quy mô Pilot
• 4.6. Tinh chế Cepharanthine (BV3)
• 4.6.1. Phân lập Cepharanthine (BV3) tinh thể thô
• 4.6.2. Tinh chế Cepharanthine (BV3) bằng sắc ký lỏng áp bản ngành
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về nghiên cứu

Luận văn thạc sĩ khoa học này tập trung vào việc nghiên cứu các hoạt chất từ củ bình vôi (Stephania spp.) tại Việt Nam. Mục tiêu chính là phân lập và xác định cấu trúc của các alkaloid có giá trị dược liệu từ loài thực vật này. Nghiên cứu này không chỉ góp phần vào việc phát triển y học cổ truyền mà còn mở ra hướng ứng dụng trong y học hiện đại.

1.1. Tổng quan về củ bình vôi

Củ bình vôi (Stephania spp.) là một loài thực vật thuộc họ Tiết dê (Menispermaceae), phân bố chủ yếu ở khu vực Đông Nam Á, trong đó có Việt Nam. Loài này được sử dụng rộng rãi trong y học cổ truyền để điều trị các bệnh như hen suyễn, kiết lỵ, và các vấn đề về tiêu hóa. Các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng củ bình vôi chứa nhiều alkaloid có hoạt tính sinh học cao, đặc biệt là Rotundine, Palmatine, và Cepharanthine.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của luận văn là phân lập và xác định cấu trúc của các hoạt chất từ củ bình vôi, đồng thời tối ưu hóa quy trình chiết xuất và tinh chế các alkaloid này. Nghiên cứu cũng hướng đến việc ứng dụng các hoạt chất này trong sản xuất dược phẩm, góp phần giảm chi phí và nâng cao hiệu quả điều trị.

II. Phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng các phương pháp hóa học hiện đại để phân lập và xác định cấu trúc của các hoạt chất từ củ bình vôi. Các phương pháp bao gồm sắc ký cột, sắc ký lớp mỏng, và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). Quy trình chiết xuất và tinh chế được tối ưu hóa để đảm bảo hiệu suất và độ tinh khiết của các alkaloid.

2.1. Chiết xuất và phân lập

Quy trình chiết xuất bắt đầu bằng việc nghiền củ bình vôi và sử dụng các dung môi hữu cơ để chiết xuất các alkaloid. Sau đó, các alkaloid được phân lập bằng sắc ký cột và tinh chế bằng sắc ký lớp mỏng. Các bước này được thực hiện với sự hỗ trợ của các thiết bị hiện đại như HPLC và MS.

2.2. Xác định cấu trúc

Cấu trúc của các alkaloid được xác định bằng phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) và phổ khối lượng (MS). Các dữ liệu phổ được phân tích để xác định cấu trúc hóa học và độ tinh khiết của các hoạt chất.

III. Kết quả và thảo luận

Nghiên cứu đã thành công trong việc phân lập và xác định cấu trúc của ba alkaloid chính từ củ bình vôi: Rotundine, Palmatine, và Cepharanthine. Các hoạt chất này có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng làm dược liệu điều trị các bệnh như ung thư, viêm nhiễm, và các rối loạn thần kinh.

3.1. Phân tích cấu trúc

Cấu trúc của Rotundine, Palmatine, và Cepharanthine được xác định rõ ràng thông qua các dữ liệu phổ NMR và MS. Các alkaloid này có cấu trúc hóa học phức tạp, với các vòng isoquinoline và các nhóm chức khác nhau, đóng vai trò quan trọng trong hoạt tính sinh học của chúng.

3.2. Ứng dụng y học

Các alkaloid từ củ bình vôi có tiềm năng lớn trong việc ứng dụng làm dược liệu. Rotundine được sử dụng làm thuốc an thần, trong khi Palmatine và Cepharanthine có hoạt tính kháng viêm và kháng ung thư. Nghiên cứu này mở ra hướng phát triển các loại thuốc mới từ nguồn thảo dược tự nhiên.

IV. Kết luận và đề xuất

Luận văn đã thành công trong việc phân lập và xác định cấu trúc của các hoạt chất từ củ bình vôi. Các kết quả nghiên cứu không chỉ góp phần vào việc phát triển y học cổ truyền mà còn mở ra hướng ứng dụng trong y học hiện đại. Cần có thêm các nghiên cứu sâu hơn để tối ưu hóa quy trình sản xuất và ứng dụng các alkaloid này trong thực tế.

4.1. Giá trị thực tiễn

Nghiên cứu này có giá trị thực tiễn cao trong việc phát triển các loại thuốc mới từ nguồn thảo dược tự nhiên. Các alkaloid từ củ bình vôi có tiềm năng lớn trong việc điều trị các bệnh hiểm nghèo như ung thư và viêm nhiễm.

4.2. Hướng nghiên cứu tương lai

Cần có thêm các nghiên cứu để tối ưu hóa quy trình chiết xuất và tinh chế các alkaloid từ củ bình vôi. Ngoài ra, cần tiến hành các thử nghiệm lâm sàng để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của các hoạt chất này trong điều trị bệnh.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Việt Nam nằm trong khu vực Đông Nam Á với đa dạng sinh học phong phú, trong đó có nhiều loại thực vật dùng làm dược liệu truyền thống. Củ Bình vôi (Stephania spp.) là một trong những nguồn nguyên liệu quý giá, chứa nhiều alkaloid nhân isoquinoline có hoạt tính sinh học đa dạng. Theo ước tính, các loài Bình vôi phân bố rộng rãi ở nhiều tỉnh miền núi và trung du như Cao Bằng, Bắc Kạn, Lạng Sơn, Lào Cai, Tuyên Quang, Hòa Bình, Nghệ An, Bình Thuận, Ninh Thuận, Bình Thuận, Đồng Nai. Nghiên cứu tập trung vào việc chiết xuất, phân lập và tinh chế một số hoạt chất chính từ củ Bình vôi Việt Nam, gồm Rotundine (BV1), Palmatine (BV2) và Cepharanthine (BV3), nhằm phát triển nguồn nguyên liệu dược liệu trong nước, giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu.

Mục tiêu nghiên cứu là xây dựng quy trình chiết xuất, phân lập và tinh chế các alkaloid có hoạt tính sinh học cao từ củ Bình vôi Việt Nam, đồng thời đánh giá cấu trúc hóa học và độ tinh khiết của các hợp chất thu được. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2015-2017 tại các phòng thí nghiệm của Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam và Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc phát triển công nghiệp dược liệu, nâng cao giá trị kinh tế của cây Bình vôi, đồng thời góp phần bảo tồn và phát triển nguồn gen quý hiếm của loài này.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết và mô hình về hóa học tự nhiên, đặc biệt là hóa học alkaloid nhân isoquinoline. Các khái niệm chính bao gồm:

• Alkaloid nhân isoquinoline: nhóm hợp chất chứa nitơ có cấu trúc vòng isoquinoline, có nhiều hoạt tính sinh học như an thần, kháng viêm, kháng ung thư.
• Chiết xuất và phân lập alkaloid: sử dụng dung môi hữu cơ và dung môi nước để chiết xuất alkaloid dưới dạng muối hoặc base, kết hợp các kỹ thuật sắc ký để phân lập.
• Phân tích cấu trúc hóa học: sử dụng phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR), sắc ký lỏng hiệu năng cao kết hợp khối phổ (HPLC-MS) để xác định cấu trúc và độ tinh khiết của hợp chất.
• Hoạt tính sinh học của alkaloid: nghiên cứu các tác dụng dược lý như kháng khuẩn, kháng viêm, an thần, chống ung thư của các alkaloid từ củ Bình vôi.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là củ Bình vôi thu hái từ các vùng miền núi phía Bắc và Trung Việt Nam, được phơi khô và nghiền nhỏ. Cỡ mẫu khoảng vài chục kg củ khô được sử dụng cho các quy trình chiết xuất và phân lập.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• Chiết xuất alkaloid: sử dụng dung môi hữu cơ như chloroform, ethyl acetate, ethanol 85-90% và dung dịch acid sulfuric để chiết xuất alkaloid dưới dạng muối và base.
• Phân lập và tinh chế: áp dụng các kỹ thuật sắc ký lớp mỏng (TLC), sắc ký cột silica gel, sắc ký lỏng hiệu năng cao (Prep-HPLC) để phân lập các hợp chất BV1, BV2, BV3.
• Xác định cấu trúc: phổ NMR (^1H, ^13C, DEPT, COSY, HMQC, HMBC) và HPLC-MS được sử dụng để xác định cấu trúc hóa học và độ tinh khiết của các alkaloid.
• Thử nghiệm quy trình sản xuất quy mô pilot: quy trình tạo muối Palmatine hydrochloride được thử nghiệm trên hệ thống miniPilot với công suất 5-10 lít/mẻ, nhằm đánh giá khả năng ứng dụng công nghiệp.

Thời gian nghiên cứu kéo dài khoảng 2 năm, từ 2015 đến 2017, với các giai đoạn chuẩn bị nguyên liệu, chiết xuất, phân lập, phân tích và thử nghiệm quy trình sản xuất.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Chiết xuất và phân lập thành công các alkaloid chính: Rotundine (BV1) được chiết xuất với độ tinh khiết 85-98%, Palmatine (BV2) và Cepharanthine (BV3) được phân lập dưới dạng muối hydrochloride với độ tinh khiết trên 98%. Tỷ lệ thu hồi alkaloid tổng thể đạt khoảng 12-15% so với nguyên liệu khô.

2. Xác định cấu trúc hóa học chính xác: phổ NMR và HPLC-MS xác nhận cấu trúc của BV1 là 5,8,13,13a-tetrahydro-2,3,9,10-tetramethoxy-6H-dibenzo[a,g]quinolizine (Rotundine), BV2 là 5,6-Dihydro-2,3,9,10-tetramethoxydibenzo[g]quinolizinium (Palmatine), BV3 là bisbenzylisoquinoline Cepharanthine với công thức phân tử C37H38N2O6.

3. Ảnh hưởng của các điều kiện chiết xuất: pH, tỷ lệ dung môi ethanol/cao hiết nguyên liệu, nồng độ muối NaCl ảnh hưởng rõ rệt đến hiệu quả thu hồi alkaloid. Ví dụ, pH tối ưu cho quá trình chiết xuất là khoảng 4-5, tỷ lệ ethanol 90% giúp tăng hiệu suất chiết xuất Palmatine và Cepharanthine lên trên 80%.

4. Thử nghiệm quy trình sản xuất quy mô pilot thành công: quy trình tạo muối Palmatine hydrochloride trên hệ thống miniPilot cho sản phẩm tinh thể mịn, màu vàng sáng, dễ tan trong nước, với độ tinh khiết đạt trên 98%, đáp ứng yêu cầu dược liệu công nghiệp.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân thành công của quy trình chiết xuất và phân lập là do việc kết hợp sử dụng dung môi hữu cơ và dung môi nước trong điều kiện pH kiểm soát chặt chẽ, giúp chuyển đổi alkaloid giữa dạng base và muối, tối ưu hóa khả năng hòa tan và tách chiết. So sánh với các nghiên cứu quốc tế, hàm lượng Rotundine trong củ Bình vôi Việt Nam đạt từ 0,29% đến 3,55%, tương đương hoặc cao hơn so với các nguồn nguyên liệu khác như Trung Quốc hay Nhật Bản.

Biểu đồ thể hiện hiệu quả chiết xuất theo pH và tỷ lệ dung môi ethanol có thể minh họa rõ sự thay đổi hàm lượng alkaloid thu được, giúp tối ưu hóa quy trình sản xuất. Kết quả này cũng cho thấy tiềm năng phát triển công nghiệp hóa dược liệu từ nguồn nguyên liệu trong nước, giảm nhập khẩu và nâng cao giá trị kinh tế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Xây dựng quy trình sản xuất công nghiệp các alkaloid từ củ Bình vôi: áp dụng quy trình chiết xuất và tinh chế đã thử nghiệm trên quy mô pilot, mở rộng sản xuất với công suất lớn nhằm cung cấp nguyên liệu cho ngành dược.

2. Phát triển vùng nguyên liệu Bình vôi chất lượng cao: khuyến khích trồng và bảo tồn các loài Bình vôi có hàm lượng alkaloid cao tại các tỉnh miền núi phía Bắc và Trung Bộ, đảm bảo nguồn nguyên liệu ổn định và bền vững.

3. Nghiên cứu sâu hơn về hoạt tính sinh học và ứng dụng dược lý: tiếp tục đánh giá tác dụng kháng viêm, an thần, chống ung thư của các alkaloid thu được, mở rộng ứng dụng trong sản xuất thuốc và thực phẩm chức năng.

4. Đào tạo và chuyển giao công nghệ: tổ chức các khóa đào tạo kỹ thuật chiết xuất, phân lập alkaloid cho các doanh nghiệp dược liệu và viện nghiên cứu, thúc đẩy ứng dụng công nghệ hiện đại trong ngành.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các nhà nghiên cứu dược liệu và hóa học tự nhiên: có thể ứng dụng phương pháp chiết xuất và phân tích cấu trúc alkaloid từ củ Bình vôi để phát triển các nghiên cứu chuyên sâu hơn.

2. Doanh nghiệp sản xuất dược phẩm và thực phẩm chức năng: sử dụng quy trình sản xuất alkaloid tinh khiết làm nguyên liệu đầu vào, nâng cao chất lượng sản phẩm và giảm chi phí nhập khẩu.

3. Cơ quan quản lý và phát triển nông nghiệp: tham khảo để xây dựng chính sách phát triển vùng nguyên liệu dược liệu, bảo tồn nguồn gen quý hiếm và phát triển kinh tế địa phương.

4. Sinh viên và học viên cao học chuyên ngành hóa học, dược học: làm tài liệu tham khảo về kỹ thuật chiết xuất, phân lập và phân tích hợp chất tự nhiên, nâng cao kiến thức thực tiễn.

Câu hỏi thường gặp

1. Củ Bình vôi có những alkaloid chính nào?
   Củ Bình vôi chứa các alkaloid nhân isoquinoline chính gồm Rotundine (BV1), Palmatine (BV2) và Cepharanthine (BV3), có hoạt tính sinh học đa dạng như an thần, kháng viêm và chống ung thư.

2. Phương pháp chiết xuất alkaloid từ củ Bình vôi là gì?
   Sử dụng dung môi hữu cơ (chloroform, ethanol) kết hợp dung dịch acid sulfuric để chiết xuất alkaloid dưới dạng muối và base, sau đó phân lập bằng sắc ký lớp mỏng, sắc ký cột và sắc ký lỏng hiệu năng cao.

3. Độ tinh khiết của các alkaloid thu được đạt bao nhiêu?
   Các alkaloid Rotundine, Palmatine và Cepharanthine được tinh chế đạt độ tinh khiết trên 85% đến 98%, phù hợp với tiêu chuẩn dược liệu công nghiệp.

4. Quy trình sản xuất quy mô pilot có khả thi không?
   Quy trình tạo muối Palmatine hydrochloride trên hệ thống miniPilot đã được thử nghiệm thành công, cho sản phẩm tinh thể mịn, dễ tan và độ tinh khiết cao, có thể áp dụng mở rộng sản xuất.

5. Ý nghĩa của nghiên cứu này đối với ngành dược liệu Việt Nam?
   Nghiên cứu góp phần phát triển nguồn nguyên liệu dược liệu trong nước, giảm nhập khẩu, nâng cao giá trị kinh tế và bảo tồn nguồn gen quý hiếm của cây Bình vôi, đồng thời mở rộng ứng dụng trong sản xuất thuốc và thực phẩm chức năng.

Kết luận

• Đã xây dựng và tối ưu quy trình chiết xuất, phân lập và tinh chế các alkaloid chính từ củ Bình vôi Việt Nam với độ tinh khiết cao.
• Xác định cấu trúc hóa học chính xác của Rotundine, Palmatine và Cepharanthine bằng phổ NMR và HPLC-MS.
• Thử nghiệm quy trình sản xuất quy mô pilot thành công, mở ra khả năng ứng dụng công nghiệp.
• Nghiên cứu góp phần phát triển nguồn nguyên liệu dược liệu trong nước, giảm sự phụ thuộc nhập khẩu.
• Đề xuất các giải pháp phát triển vùng nguyên liệu, nghiên cứu hoạt tính sinh học và chuyển giao công nghệ trong thời gian tới.

Khuyến khích các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp tiếp tục ứng dụng và phát triển quy trình này nhằm nâng cao giá trị kinh tế và sức khỏe cộng đồng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI NGUYEN MANH CUONG NGHIEN CUU MOT SO HOAT CHAT TU CU BINH VOI VIET NAM (STEPHANIA SPP.) LUAN VAN THAC Si KHOA HOC KY THUAT HOA HOC Ha Noi — Nam 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRUONG DAI HOC BACH KHOA HA NOI NGUYEN MANH CUONG NGHIEN CUU MOT SO HOAT CHAT TU CU BINH VOI VIET NAM (STEPHANIA SPP.) Chuyén nganh: KY THUAT HOA HOC LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT HÓA HỌC NGUOI HUONG DAN KHOA HOC PGS. VU DINH HOANG Hà Nội - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn đều mang tính khách quan, trung thực và chính xác. Do vốn kiến thức còn hạn chế nên luận văn này không tránh khỏi các thiếu sót, tôi thực sự rất mong nhận được sự thông cảm và chỉ bảo tận tình của các Thay, Cô và các bạn bè, đồng nghiệp sau khi đọc luận văn này. Hà Nội, ngày 20 tháng 10 nam 2017 Tác giả luận văn Nguyễn Mạnh Cường LOI CAM ON Luận văn được hoàn thành bởi sự nỗ lực của bản thân, sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô, bạn bè, đồng nghiệp và những người thân trong gia đình.

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS. Vũ Đình Hoàng đã tận tình chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình xây dựng đề cương và hoàn thành luận văn. Trần Bạch Dương đã động viên, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình thực hiện. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn Ban chủ nhiệm, các thầy cô trong Bộ môn Công nghệ Hóa dược và BVTV, trường Đại học Bách khoa Hà nội và các đồng nghiệp ở Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam đã luôn tạo điều kiện và hỗ trợ tôi trong công việc để tôi có thể hoàn thành luận văn này.

Xin cảm ơn Viện Kỹ thuật Hóa học, Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam Viện Đảo tạo Sau đại học, trường Đại học Bách Khoa Hà nội đã tạo điều kiện thuận lợi để luận văn hoàn thành đúng tiến độ. Luận văn này được thực hiện với sự tải trợ kinh phí từ đề tài khoa học công nghệ của Tập đoàn Hóa chất Việt Nam. Nhóm nghiên cứu chân thành cảm ơn Tập đoàn Hóa chất Việt Nam và Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam. Hà Nội, ngày 20 tháng 10 năm 2017 Học viên Nguyễn Mạnh Cường ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN i LOI CAM ON ii MUC LUC ii DANH MUC CAC KY HIEU, CHU VIET TẮTT.-- se sseecsseessse Vv DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỎ, BẢNG BIỀỂU .----2--scssecsscss vi MO DAU 1 CHUONG 1.

Tổng quan về các loài Bình vôi. Giới thiệu một số loài Bình vôi chính ở Việt Nam:. Các alkaloid nhân isoquinoline của Bình vôi. Vài nét về hóa học và hoạt tính sinh hoc.

Nghiên cứu ở Việt Nam về được tính của alkaloid từ củ Bình vôi. Một số phương pháp hóa học phân lập các alkaloid từ củ các loài Bình 2. Phân tích xác định cấu trúc và độ tinh khiết của các sản phẩm. Phân lập BVI (Rotundin€)) .- -- --- s- s xxx E9 v12 91 1 vn ren 28 3.

Phân lập các phần chiết giàu BV2 (Palmatine) và BV3 (Cepharanthine). Chiết/Tách tinh chế BV2 (Palmatine hydrochloride). Chiết/Tách tinh chế BV3 (Cepharanthine). Đặc trưng vật lý và phổ của các hợp chất phân lập được.

Hợp chất BVI ( Rotundine). Hop chat BV2 (Palatine). Hợp chất BV3 (Cepharanthine). KET QUA VA THAO LUẬN 37 4.

Phân tích xác định cấu tric cla BV] vevceecescescsssssssessesssesessssssessesssessessesssessees 37 iii 4. Phân tích xác định cấu trúc BV2. Phân tích cầu trúc và hàm lượng BV3. Xây dựng và thử nghiệm quy trình thu Cao chiết giàu Palmatine (BV2) và Cepharanthine (BV3) từ ót chiết Rotundine (BV l).

Ảnh hưởng của lượng axít suÏfuriC. Ảnh hưởng của pH khi kiềm hóa dịch lọc và tạo kết tủa alkaloid. Thử nghiệm quy trình thu “Cao chiết nguyên liệu” công suất 100 kg/mẻ SH11111 1111111 11111 1111111111111 T111 T11 T1 111i. Chiết/Tách và Tinh chế Palmatine (BV2) 4.

Phân lập riêng biệt các Phần chiết Palmatine (BV2) và Cepharanthine (2. Tỷ lệ Ethanol/Cao chiết nguyên liệu. Ảnh hưởng của nồng độ NaCI trong hỗn dịch. Thử nghiệm phân lập Palmatine thô và Phần chiết Cepharanthine.

Xây dựng và thử nghiệm quy trình tách tinh chế Palmatine (BV2). Ảnh hưởng của tỷ lệ Palmatine thô/Ethanol:. Ảnh hưởng của tỷ lệ Nước/Palmatine 80 trong quá trình két tinh. Triển khai thử nghiệm sản xuất Palmatine hydrochloride quy mô I0.

Tach va Tinh ché Cepharanthine (BV3). Phân lập Cepharanthin (BV3) tỉnh thê thô. Tỉnh chế Cepharanthine (BV3) bằng sắc ký lỏng cao áp bán công nghiệp SH HT HH TT TT TT TT TT TT HH HT TT TT TT TT TT TT TT TH tt rkt 57 KET LUAN 58 TAI LIEU THAM KHAO 59 PHU LUC 65 iv DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TÁT cc TLC mp MS 8C-NMR HR-ESIMS ‘H-NMR EtOH 5 J Sac ky c6t (Column chromatography). Sắc ky lop mong (Thin layer chromatography).

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân '°C. Phổ khối lượng phân giải cao. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân profon. Ethanol Độ chuyền dịch hoá học (ppm).

Hằng số tương tác (Hz) DANH MUC HINH VE, SO DO, BANG BIEU Hình 1. Hình ảnh loài Bình vôi (Stephania spp. eee es eseeeeeeseteteeeeees 3 Hình 1. Một số alkaloids tiêu biểu của Bình vôi (Stephania sp.

Hệ thống Pilot Prep. HPLC HD-3000 Labomatic AG. Hệ thống miniPilot tổng hợp hữu cơ 5-10 lít Buechi Glass Uster. Cấu trúc hóa học của B.

Cấu trúc hóa học của B. Sắc ký đồ HPLC/MS sản phẩm BV2 (Palmatine hydrochloride dihydrate) KH TT TT TT TH TH TT TT TT TT TT TT TT TH T101 41 Hình 4. Cau tric héa hoc ctta BV3 vescecsessescssssssessssssessessssssessesssssessessvessesseeseaseess 42 Hình 4. Sac ky dé HPLC/MS phiin tich BV3 occsscccsssessssessssesssseesssecsseessseeessecesseeess 45 Hình 4.

Ảnh hưởng của tỷ lệ HạSO„/Keo ot toi hiệu quả thu hồi alkaloid. Ảnh hưởng của pH tới hiệu quả thu hồi alkaloid. Ảnh hưởng của tỷ lệ Ethanol/Cao chiết tới hiệu quả phân lập Pal. Ảnh hưởng của nồng độ NaCI tới hiệu quả phân lập Pal.

Ảnh hưởng tỷ lệ Ethanol/Palmatine thô. Ảnh hưởng của lượng nước sử dụng dé kết tinh Palmatine " Hình 4. Khảo sát ảnh hưởng Tỷ lệ Aceton/Cao nhựa “Cepharanthine thô”. Phan lập các alkaloid sử dụng dung môi hữu cơ ít phân cực.

Sản xuất palmatine từ Bột thân rễ hoàng đẳng. Sơ đồ quy trình công đoạn sản xuất BVI 85% (rotundine 85%). Sơ đồ quy trình công đoạn sản xuất BVI 98% (rotundine 98%). Sơ đồ quy trình tận thu cao chiết giàu BV2 (Palmatine) và BV3 (®990ìv 0001115011777.

Sơ đồ quy trình thu BV2 thô (Palmatine thô). Quy trình tách tỉnh chế BV2 (Palmatine). Quy trình phân lập và tinh chế BV3 (Cepharanthine).1: Độ chuyển địch hóa học ö !H và õ 'ÌC của BVI. Độ dịch chuyên hóa học õc và ổn của Palmatine.

Độ dịch chuyên hoa hoc d¢ và ồn của BV3.- SĂccc stress 43 vi MO DAU Việt Nam là một quốc gia nằm trong khu vực Đông Nam Á, là một khu vực được đánh giá có mức độ đa dạng sinh học cao, trong đó có rất nhiều loại thực vật có thê được dùng làm dược liệu truyền thống [54]. Tuy nhiên, công nghiệp sản xuất dược liệu trong nước chưa phát triển, chúng ta vẫn phải nhập một lượng lớn nguyên liệu dược, thêm vào đó nguồn tài nguyên dược liệu từ thiên nhiên chưa được đầu tư nghiên cứu và khai thác thỏa đáng để đáp ứng nhu cầu trong nước [1]. Bình vôi (S/ephamia rotunda Lour. thuộc họ Tiết đê - Menispermaceae) là một loài phân bố phổ biến tại khu vực Đông Á [40].

Củ Bình vôi thường được sử dụng trong cac bai thuốc dân gian chữa các bệnh an thần, chữa mất ngủ, lao, hen, kiết ly, vàng da, kiết ly, tăng huyết áp, viêm, và các bệnh liên quan đến gan. Trong củ Bình vôi có chứa một lượng lớn các hoạt chất alkaloids rotundine, cepharanthine, và cycleanine [29, 35, 38, 49], palmatine, corydalmine, thalifoline. Rotundine (còn gọi là L-tetrahydropalmatine) (C¿¡HạzO¿N) được công bố chiếm 0,12-0,3 % [4] khối lượng củ Bình vôi tươi. Rotundine có tác dụng làm giảm đau, an thần rất hiệu quả.

Rotundine kết tỉnh ở dạng tỉnh thể hình kim, màu trắng hoặc vàng nhạt, dễ chuyển màu khi bị đun nóng hay phơi nắng [4]. Palmatine C>;Hp4NO,*, còn gọi là berbericinine, là tiền chất của berberine (protoberberine), có hàm lượng lớn nhất trong cây Hoàng đẳng (Fibraurea tinctoria Lour., thuộc họ Tiết dê - Menispermaceae) được chấp nhận sử dụng trong việc điều trị các bệnh vàng da, kiết ly, tăng huyết áp, viêm, và các bệnh liên quan đến gan. Cepharanthine hay O-methylcepharanoline C37H3gN20,, duoc phan lap lần đầu tiên từ loài Bình vôi của Nhật Bản (Sfephamia cepharantha Hayata), là mot alkaloid rất có giá trị, hiện đã bắt đầu được sử dụng rộng rãi tại Nhật và nhiều nước châu Á làm thuốc kháng viêm và chống ung thư. Ở Việt Nam cho đến nay thông tin về quy mô thị trường dược phẩm, quy mô xuất nhập khẩu các thuốc điều trị và nguyên liệu hóa được chưa được thống kê và công bố đầy đủ.

Thành phần hoạt tính trong các bài thuốc cai nghiện, các bài thuốc chống viêm và ung thư theo định hướng đông được còn được giữ kín hoặc đang trong quy trình cấp phép và cấp số đăng ký. Riêng các sản phâm từ củ Bình vôi như Rotundine, Cepharanthine, Palmatine và các alkaloid khác thì theo số liệu nhập khẩu chỉ tính riêng của công ty Mediplantex, Traphaco, OPC tổng khối lượng nhập khẩu lên đến hàng chục tấn năm. Để đáp ứng lại nhu cầu thực tế trong nước, không chỉ Rotundine, việc sản xuất Cepharanthine và Palmatine cũng rất quan trọng. Điều đáng lưu ý là cả ba loại alkaloid trên đều có hàm lượng cao trong các loài Bình vôi và có nhiều tương đồng trong công nghệ sản xuất.

Việc kết hợp sản xuất Cepharanthine và Palmatine cùng với Rotundine không chỉ làm đa dạng hóa sản phẩm, mà góp phần giảm giá thành chung của các thành phâm, tăng hiệu quả sản xuất của dây chuyền. Mục đích của luận văn này là phân được một số alkaloid hữu dụng với hàm lượng cao từ củ Bình vôi (Sfephamia spp.), đồng thời tiến hành triển khai sản xuất được một số alkaloid thành phâm đáp ứng yêu cầu làm nguyên liệu thuốc. Nội dung chính của luận văn gồm: 1- Nghiên cứu công nghệ chiết alkaloid toàn phần từ củ Bình vôi Việt Nam (Stephania spp.); 2 - Phân lập các alkaloid tinh khiét tir alkaloid toan phan; 3 - Xác định cấu trúc của các alkaloid phân lập được; 4- Tối tru hóa công nghệ chiết và tỉnh chế các alkaloid tỉnh khiết từ alkaloid toàn phân. Tổng quan về các loài Bình vôi 1.

Thực vật Chi Bình vôi (Stephamia hoặc Perichasma) hay chì Thiên kim đằng thuộc họ Tiết dê hay Biển bức cát - Menispermaceace. Hinh anh loài Bình vôi (Stephania spp.