CƠ sở và NGUYÊN tắc CHIẾT rút ALKALOID KHỎI mẫu SINH vật

TiÓu luËn
CƠ SỞ VÀ NGUYÊN TẮC CHIẾT RÚT
ALKALOID RA KHỎI MẪU SINH VẬT
MỤC LỤC
I- KHÁI NIỆM VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA ALKALOID TRONG THIÊN NHIÊ 2
1. Khái niệm về alkaloid 2
2. Phân bố trong thiên nhiên 2
II- CƠ SỞ VÀ NGUYÊN TẮC CHIẾT RÚT ALKALOID KHỎI MẪU SINH VẬT 5
1. Tính chất hoá học 5
2. Tính hoà tan 5
3. Chiết rút alkaloid ra khỏi mẫu sinh vật 6
4. Chiết alkaloid pyrolizidin 14
5. Tách alkaloid 15
TÀI LIỆU THAM KHẢO 21
1
I- KHÁI NIỆM VÀ SỰ PHÂN BỐ CỦA ALKALOID TRONG THIÊN NHIÊN
1. Khái niệm về alkaloid [1]
Đã từ lâu các nhà khoa học đã tìm thấy trong cây các hợp chất tự nhiên, những
hợp chất này thường là những axit hoặc những chất trung tính. Đến năm 1806 một
dược sĩ là Friedrich Wilhelm Sertuner phân lập được một chất từ nhựa thuốc phiện có
tính kiền và gây ngủ mạnh đã đặt tên là morphin. Năm 1801 Gomes chiết được chất kết
tinh từ vỏ cây Canhkina và đặt tên là Cinchonino, sau đó P.J Pellettier và J.B. Caventou
lại chiết được hai chất có tính kiềm từ một loài Strychnos đặt tên là strychnin và brucin.
Đến năm 1919 một dược sĩ là Wilhelm Meissner đề nghị được xếp tất cả các chất có
tính kiềm lấy ra từ thực vật thành một nhóm riêng và ông đề nghị gọi tên là alkaloid do
đó người ta nghi nhận Meissner là người đầu tiên đưa ra khái niện về alkaloid và có
định nghĩa: Alkaloid là những hợp chất hữu cơ, có chứa nitơ có phản ứng kiềm và được
lấy từ thực vật ra.
Sau này người ta tìm thấy alkaloid không những có trong thực vật mà còn có
trong động vật như: Samandarin, Samanin lấy từ tuyến da con Salamandra maculosa
và S. altra.

Ngoài tính kiềm, alkaloid còn có những đặc tính khác như có hoạt tính sinh học
mạnh, có tác dụng với một số thuốc thử gọi là thuốc thử chung cho alkaloid….Sau này
Pôlônôpski đã định nghĩa: “alkaloid là những hợp chất hữu cơ có chứa nitơ, đa số có
nhân dị vòng, có phản ứng kiềm, thường gặp trong thực vật và đôi khi trong động vật,
thường có dược lực mạnh và cho những phản ứng hoá học với một số thuốc thử gọi là
thuốc thử chung của alkaloid”.
Tuy nhiên cũng có một số chất được xếp vào alkaloid nhưng nitơ không ở dị vòng
mà ở mạnh nhánh như: Ephedrin trong Ma hoàng (Ephedra sinica Staf.), capsaicin
trong ớt (Capsicum annuum L.), colchicin trong hạt cây tỏi độc (Colchicum autumnale
L,); một số alkaloid không có phản ứng kiềm như colchicin từ hạt tỏi độc, ricinin từ hạt
thầu dầu (Ricinus communis L.) và có alkaloid có phản ứng axit yếu như arecaidin và
guvacin trong hạt cau (Ảeca catechu L.).
2. Phân bố trong thiên nhiên [2]
Alkaloid có phổ biến trong thực vật, ngày nay đã biết khoảng trên 6000 alkaloid
từ hơn 5000 loài, hầu hết ở thực vật bậc cao chiếm khoảng trên 15-20% tổng số các
2
loài cây, tập trung ở một số họ: Apocynaceae (họ Trúc đào) có gần 800 alkaloid,
Papaveraceace (họ Thuốc phiện) gần 400 alkaloid, Fabaceae (họ Đậu) 350 alkaloid,
Rutaceae (họ Cam) gần 300 alkaloid, Liliaceae (họ hành gần 250 alkaloid, Solanaceae
(họ Cà) gần 200 alkaloid, Amaryllidaceae (họ Thuỷ tiên) 178 alkaloid,
Menispermaceae (họ Tiết dê) 172 alkaloid, Rubiaceae (họ Cà phê) 156 alkaloid,
Có những họ tới trên 50% loài cây chứa alkaloid như Ranunculaceae,
Berberindaceae, Papaveraceae, Buxaceae, Cactaceae.
Ở nấm có alkaloid trong nấm cựa khỏa mành (Claviceps purpurea), nấm Amanita
phalloides.
Hình 1. Morhine trong cây thuốc phiện và dẫn xuất heroin
Ở động vật, cũng đã tìm thấy alkaloid ngày càng tăng, alkaloid samandarin,
samandaridin, samanin có trong tuyến da loài kỳ nhông Salamandra maculosa và
Salamandra altra. Bufotenin, bufotenidin, dehydrobufotenin từ nhựa cóc (Bufo bufo
gargorizans, B. bufo asiaticus, B. melansiticus ). Batrachotoxin trong tuyến da của

loài ếch độc (Phyllobates aurotaenia).
3

Bufotenin piperin
Trong cây, alkaloid thường tập trung ở một số bộ phận nhất định. Ví dụ: Alkaloid
tập trung ở hạt như mã tiền, cà phê, tỏi độc ; ở quả như ớt tươi, hồ tiêu, thuốc phiện ;
ở là như benladon, coca, thuốc lá, chè, ; ở hoa như cà độc dược ; ở thân như ma
hoàng; ở vỏ như canhkina, mức hoa trắng, hoàng bá; ở rễ như ba gạc, lựu; ở củ như ô
đầu, bình vôi; bách bộ
Rất ít trường hợp trong cây chỉ có một alkaloid duy nhất mà thường có hỗn hợp
nhiều alkaloid, trong đó alkaloid có hàm lượng cao thường được gọi là alkaloid chính,
còn alkaloid có hàm lượng thấp hơn gọi là alkaloid phụ. Alkaloid trong cùng một cây
thường có cấu tạo tương tự nhau nghĩa là chúng có nhân cơ bản chung. Ví dụ:
Isopelletierin và metylisopelletierin trong vỏ rễ lựu đều có nhân piperidin; các chất
tropin, hyoscyamin, atropin trong lấ Benladon đều có nhân tropan.
Các alkaloid ở trong những cây cùng một họ thực vật cũng thường có cấu tạo gần
nhau. Ví dụ: Alkaloid trong một số cây họ cà như Atropa belladoma L., Hyoscyamus
niger L.,Datura metel., Datura stramonium L., Datura talula L. đều co nhân tropan.
Nhưng cũng có những cây trong cùng một họ thực vật mà chứa những alkaloid hoàn
toàn khác nhau vế cấu trúc hoá học. Ví dụ một số cây trong họ cà phê (Rubiaceae) như
cây cà phê có cafein (nhân purin), cây ipeca có emetin (nhân isoquinolin), cây canhkina
có quinin có quinin (nhân quinolin).
Cũng có alkaloid có thể gặp ở nhiều cây thuộc những họ khác nhau như ephedrin
có trong ma hoàng (họ Ma hoàng-Ephedraceae), trong cây thanh tùng (họ Kim giao-
Taxaceae), trong cây ké đồng tiền (họ Bông- Malvaceae), Becberin có trong cây hoàng
liên (họ hoàng liên- Ranunculaceae), cũng có trong cây hoàng bá (họ Cam- Rutaceae),
có trong cây Vàng đắng (họ Tiết dê- Menispermaceae)
4
Hàm lượng alkaloid trong cây thường rất thấp, trừ trường hợp trong cây canhkina
hàm lượng alkaloid đạt 6-10%, trong nhựa thuốc phiện (20-30%). Một dược liệu chứa

1-3% alkaloid đã được coi là hàm lượng alkaloid khá cao.
Hàm lượng alkaloid trong cây phụ thuộc vào nhiều yếu tố như khí hậu, ánh sáng,
chất đất, phân bón, giống cây, bộ phận thu hái và thời kỳ thu hái. Vì vậy đối với mỗi
dược liệu cần nghiên cứu cách trồng trọt, thu hái và bảo quản để có hàm lượng hoạt
chất cao.
Trong cây, alkaloid ít khi ở trạng thái tự do (alkaloid base), mà thường ở dạng
muối của axit hữu cơ như citrat, tactrat, oxalat, acetat (đôi khi ở dạng muối với axit
vô cơ) tan trong dịch tế bào, ở một số cây alkaloid kết hợp với tanin hoặc với axit đặc
biệt của chính cây đó như axit meconic trong thuốc phiện, axit tropic trong một số cây
họ cà, acid aconitic trong cây ô dầu Có một số ít trường hợp alkaloid kết hợp với
đường tạo ra dạng glycoalkaloid như solasonin và solamacgin trong cây là xẻ (Solanum
laciniatum).
II- CƠ SỞ VÀ NGUYÊN TẮC CHIẾT RÚT ALKALOID KHỎI MẪU SINH VẬT
1. Tính chất hoá học
Alkaloid là các base yếu, do sự có mặt của các nguyên tử Nitơ. Nhưng tính base
alkaloid không giống nhau do ảnh hưởng của các lớp điện tích của nguyên tử nitơ gây
ra và ảnh hưởng của các nhóm chức khác. Nói chung tính base giảm dần theo thứ tự
amin bậc 4, amin 1, amin 2, amin 3. Tính base phản ánh ở pKa khác nhau của các
alkaloid. Tính base yếu (trị số pKa thấp) sẽ cần môi trường axit mạnh hơn để tạo thành
muối trong dung dịch nước. Vì vậy ở môi trường axit yếu một số alkaloid base mạnh
có thể chuyển thành muối trong khi các base yếu vẫn tồn tại trong dung dịch dưới dạng
base.
Đặc tính này được ứng dụng trong việc tách các nhóm alkaloid có trị số pka khác
nhau khỏi hỗn hợp của chúng.
2. Tính hoà tan
Hầu hết alkaloid base thực tế gần như không tan trong nước nhưng tan trong các
dung môi hữu cơ như chloroform, ete, và các ancol bậc thấp (Methanol, ethanol,
propanol, butanol).
5
Một số alkaloid do có thêm các nhóm phân cực nên tan được một phần trong nước

hoặc trong dung dịch kiềm. Ví dụ: Mocphin, cephalin do có nhóm OH phenol nên tan
trong dung dịch kiềm và các base của chúng thì gần như không tan trong ete.
Ngược lại với alkaloid ở dạng base, các alkaloid ở dạng muối nói chung tan được
trong nước và cồn và hầu như không tan trong dung môi hữu cơ như CHCl
3
, ete,
benzene. Có một số trường hợp ngoại lệ như Ephedrin, Colchixin, Ecgovonin, các base
của chúng tan trong nước đồng thời cũng khá tan trong các dung môi hữu cơ và các
muối của chúng thì ngược lại.
Ancaloid có Nitơ bậc 4 và Nitơ oxit khá tan trong nước và trong kiềm và rất ít tan
trong các dung môi hữu cơ. Các muối của chúng có độ hoà tan khác nhau tuỳ thuộc vào
gốc oxit tạo ra chúng. Vì vậy có thể chiết chúng bằng dung dịch kiềm và kết tủa dưới
dạng muối có độ hoà tan thấp nhất.
4. Chiết rút alkaloid ra khỏi mẫu sinh vật
3.1. Nguyên tắc [2,4]
Alkaloid có thể được chiết từ sinh vật theo nguyên tắc: chiết alkaloid dưới dạng
muối của nó với các acid hữu cơ hoặc vô cơ bằng các dung môi phân cực như nước,
hoặc các alcohol như EtOH hoặc MeOH. Khi đó, dung dịch chiết là dung dịch loãng
của acid hữu cơ hoặc vô cơ trong nước hoặc alcohol. Chiết alkaloid dưới dạng base tự
do bằng các dung môi hữu cơ thường là không phân cực như CHCl
3
, CH
2
Cl
2
…. Để
chắc chắn các alkaloid trong sinh vật tồn tại dưới dạng base, người ta thường ngâm tẩm
dược liệu với dung dịch amoniac. Cũng dựa trên cơ sở alkaloid có thể chuyển từ dạng
base tự do thành dạng muối với các acid và ngược lại, người ta có thể sơ bộ loại các tạp
chất ra khỏi alkaloid. Trên cơ sở đó có 2 phương pháp chính để chiết alkaloid ra khỏi

cơ thể sinh vật tuỳ theo dạng alkaloid và các tạp chất có trong mẫu sinh vật nghiên cứu:
- Phương pháp chiết alkaloid bằng dung môi hữu cơ
Các alkaloid trong cơ thể sinh vật thường tồn tại ở dạng muối với các acid hữu cơ,
tan trong dịch tế bào. Để chuyển alkaloid dưới dạng muối trong cơ thể sinh vật thành
dạng base tự do tan trong dung môi hữu cơ người ta thường trước ngâm tẩm mẫu trong
dung dịch kiềm loãng hoặc dung dịch amoniac. Sau đó chiết alkaloid trong mẫu bằng
dung môi hữu cơ ở các nhiệt độ khác nhau.
Trong dịch chiết thu được lúc này ngoài alkaloid còn có tạp chất tan trong dung
môi hữu cơ như các chất béo, clorophil …. Để loại bớt các tạp chất không phân cực
6
này ra khỏi hỗn hợp alkaloid, người ta chuyển alkaloid từ dạng base tự do tan trong
dung môi hữu cơ thành dạng muối tan trong nước bằng cách chiết bằng dung dịch axit
hữu cơ hoặc vô cơ. Dịch chiết alkaloid trong nước acid được rửa nhiều lần bằng dung
môi hữu cơ nếu cần để loại tạp.
Để thu được alkaloid thô tổng số dưới dạng base, dịch chiết acid chứa alkaloid
dưới dạng muối được kiềm hoá bằng dung dịch kiềm loãng hoặc nước ammoniac. Các
alkaloid ở dạng base tự do không tan trong nước hoặc được chiết bằng dung môi hữu
cơ hoặc được kết tủa và lọc. Bốc hơi dung môi hữu cơ thu được alkaloid. Quá trình
này có thể lặp lại nhiều lần để thu được các alkaloid thô tinh khiết hơn.
- Phương pháp chiết alkaloid bằng dung dịch axit
Phương pháp này dùng dung dịch của axit vô cơ hay hữu cơ trong nước hoặc các
dung môi hữu cơ phân cực như EtOH, MeOH…. để chiết alkaloid dưới dạng muối hoà
tan. Các quá trình loại tạp tiếp theo cũng theo nguyên tắc chiết axit – base tương tự như
ở trên.
3.2. Một số đặc tính khác cần chú ý trong quá trình chiết xuất
- Trong cây, alkaloid tồn tại dưới dạng muối của các axit hữu cơ nhưng một số
kết hợp với tannin (nhất là ở những cây có nhiều tannin) vì vật đối với dược liệu có
nhiều tannin thì cần dung môi có độ phân cực mạnh hơn hoặc chiết nóng để tách
alkaloid ra khỏi tannin và hoà tan vào dung môi.
- Một số alkaloid là este như Atropin, Cocain, Heliotrin có thể bị thuỷ phân trong

quá trình chiết xuất nên rất hạn chế sử dụng nhiệt độ cao. Ngược lại, một số alkaloid
tồn tại trong cây dưới dạng Glycoside (Glycoalkaloid) như Solamacgin, Solasonin
trong các loài solanum. Để chiết các alkaloid này cần có giai đoạn thuỷ phân.
- Nói chung alkaloid là một chất tương đối bền vững so với nhiều hợp chất tự
nhiên khác. Nhưng một số hợp chất thuộc dẫn xuất indol rất dễ bị huỷ hoặc biến chất
bởi ánh sáng và các tác nhân oxi hoá khử khác nên cần chú ý khống chế các yếu tố có
thể làm hỏng alkaloid trong quá trình chiết xuất.
- Đại đa số alkaloid là chất kết tinh không màu và có điểm chảy xác định, chỉ có
một số ít alkaloid có màu vàng (Becberin, Palmatin, Secpentin ) có thể lợi dụng màu
này để thể lợi dụng màu này để theo dõi chúng trong quá trình chiết tách.
7
3.3. Phương pháp chiết alkaloid
Alkaloid có thể chiết rút từ dược liệu khô tán bột. Để hạn chế bớt khó khăn trong
quá trình chiết tách, đối với dược liệu nhiều chất béo nên có giai đoạn loại tạp sơ bộ.
Có 2 cách:
- Ngâm bôt dược liệu trong ete dầu hoặc ete trong vài giờ đến 1 ngày.
- Chiết liên tục bằng soxhlet hoặc hồi lưu với ete dầu 1-2 h. Bột loại tạp xong để
khô tự nhiên.
3.3.1. Phương pháp chiết alkaloid bằng dung môi hữu cơ [2]
a. Bột dược liệu tẩm dung dịch ammiac 10% (hoặc dung dịch Na
2
CO
3,
NaOH, vôi) để yên 1-2 giờ.
b. Cho bột dược liệu đã tẩm kiềm vào bình Soxhlet. Cho CHCl
3
vào ngâm
bột dược liệu, ngâm 1-2 giờ.
c. Tiến hành chiết nóng. Với lượng dược liệu bé thường từ 3-6h là đủ. Nếu
chiết trên 1kg thì chiết bằng đun hồi lưu từ 6-8h và chiết lại lần thứ hai từ 2-4 giờ để

lấy kiệt alkaloid.
d. Dịch chiết chloroform, cất thu hồi dung môi còn khoảng ½ hoặc 1/3. Sau
đó lắc với dung dịch axit hữu cơ hoặc vô cơ 1-2%. Các axit có thể dung là tactric,
acetic, sunfuric, HCl. Như đã nói ở trên, cần xem xét pKa của các alkaloid định chiết
có đủ lượng axit cần thiết để chuyển alkaloid base trong dịch chiết CHCl
3
thành muối
hoà tan trong nước. Nếu không đủ axit alkaloid sẽ nằm lại trong lớp CHCl
3
.
Lượng dung dịch axit mỗi lần chiết không cần nhiều nhưng cần chiết nhiều lượt.
Với 100ml dung dịch CHCl
3
thì lần đầu dụng 20-30ml dung dịch axit và các lần sau (5-
7 lần) chỉ cần khoảng 15 ml. Theo dõi quá trình chiết bằng thuốc thử alkaloid.
Chú ý kỹ thuật hết sức quan trọng. Phải chiết kiệt nhưng đồng thời không để dung
dich bị nhũ hoá. Thường mỗi lần chiết, lắc bình qua lại khoảng 100 lần là đủ. Nếu bị
nhũ hoá không nhiều ta có thể xử lý bằng cách ly tâm hoặc lọc qua lớp giấy lọc khô.
Nếu bị nhũ hóa nhiều phải để lắng một thời gian trong tủ lạnh.
Dịch axit này còn chứa một số tạp, nhưng một số trường hợp đã có thể định lượng
sơ bộ bằng phép cân hoặc so màu.
e. Để loại tạp như chlorophyll, chất màu, nhựa thì lắc dung dịch axit với
dung môi hữu cơ như ete, ete dầu, CHCl
3
một vài lần.
8
f. Cho dung dịch alkaloid vào bình gạn, rót vào đó một lượng CHCl
3
(hoặc
ete) sau đó cho từ từ dung dịch NaOH 10% (hoặc loại kiềm khác) đến pH đã chọn theo

yêu cầu định chiết. Cụ thể:
- Nếu trong dụng dịch axit có nhiều nhóm alkaloid cần sơ bộ tách phân đoạn thì
trước tiên cho dung dịch pH2-3 để chiết riêng các alkaloid base yếu. Sau khi chiết
alkaloid base yếu xong, nâng pH dụng dịch lên 6-7 để chiết lấy alkaloid base trung
bình. Sau đó nâng lên pH 10-12 đển lấy alkaloid base mạnh.
Cách chiết trên gọi là chiết phân đoạn trong môi trường pH khác nhau
- Nếu chỉ cần lấy alkaloid toàn phần thì kiềm hoá dung dịch axit đến pH 10-12 và
chiết bằng CHCl
3
như trên.
g. Dịch chiết CHCl
3
tách riêng, làm khan bằng Na
2
SO
4
khan (thường dung
1-2 g cho 60 ml CHCl
3
hoặc cho 50 ml ete và lắc trong 15 phút).
Nếu có điều kiện để dung dịch CHCl
3
này vào bình hút ầm qua đêm, sau đó lọc và
cất thu hồi dung môi, được alkaloid.
9
Hình 2. Sơ đồ chiết rút alkaloid theo phương pháp chiết dung môi hữu cơ
3.3.2. Phương pháp chiết alkaloid bằng dung dịch axit [2]
Khác với phương pháp trên, phương pháp này dùng dung dịch axit vô cơ hay hữu
cơ để chiết alkaloid dưới dạng muối hoà tan. Axit thường dùng là acetic, tactric,
sunfuric, nitric, phosphoric, tuỳ theo dạng alkaloid. Cách chọn axit tùy thuộc vào độ

hoà tan của muối alkaloid trong nước.
Ví dụ: Stricnin base độ hoà tan trong nước ở 25°C là 0,016%
Stricnin sunfat độ hoà tan trong nước ở 25°C là 3,2%
Stricnin nitrat độ hoà tan trong nước ở 25°C là 2,3%
Như vậy để chiết Stricnin trong hạt mã tiền nên dùng axit sunfuric, nồng độ
thường là 0,5-1%.
Dung dịch nước axit thường là dung môi rẻ tiền và thích hợp nhất cho sản suất
alkaloid hiện nay. Nhưng có một nhược điểm cơ bản là nước khó bốc hơi nên khi cần
Bột dược liệu tẩm kiềm
Chiết nóng CHCl
3
Dịch chiết CHCl
3
lắc nước axit 1-3%
Dịch chiết axit lắc dung
môi loại tạp
Dịch alkaloid đã loại tạp
kiềm hoá, chiết CHCl
3
Dịch chiểt CHCl
3
cất thu hồi
Alkaloid toàn phần
Cất thu hồi CHCl
3
hoà
cắn vào nước axit 1%
Dung dịch axit kết tủa
bằng kiềm
Dung dịch axit chiết

ở pH khác nhau
pH 2: alkaloid
base yếu
pH 7:alkaloid base
trung bình
pH 12: alkaloid
base mạnh
10
cô đặc dung dịch để kết tủa alkaloid dạng base được triệt để thì việc thực hiện sẽ khó
khăn nhất là khi chưa có đủ trang bị hệ thống cô bằng áp suất giơảm.
Vì vậy khi điều kiện cho phép thì nên thay nước axit bằng cồn axit.
Cồn có thể dùng là cồn metylic, etylic hoặc propylic. Cồn axit có khả năng hoà
tan alkaloid mạnh hơn nước axit, đồng thời ít hoà tan tạp chất (protein thực vật, hydrat
cacbon ) hơn nước. Ưu điểm cơ bản của cồn là dễ bốc hơi nên dễ dàng cô đặc để kết
tủa triệt để alkaloid vì vậy mà hiệt suất thu được bằng chiết cồn axit bao giờ cũng cao
hơn nước axit.
Phương pháp chiết tốt nhất đối với dung môi nước hoặc cồn axit là chiết ngâm
kiệt và áp dụng kỹ thuật chiết ngược dòng, lấy dịch chiết đầu đển riêng, phần dịch chiết
sau làm dung môi để chiết mẻ mới.
Dịch chiết thu được tiến hành các giai đoạn tiếp theo như sau :
a. Nếu là dịch chiết nước : để yên 1-3 ngày (có điều kiện để lạnh) để lắng tạp. Sau
đó gạn hoặc lọc. Nếu làm lượng alkaloid trong dung dịch quá thấp, cần cô đặc thì
chuyển pH dung dịch bằng 7-8 trước khi cô, vì ở trong môi trường axit alkaloid dễ bị
hỏng bởi nhiệt độ hơn là ở môi trường trung tính hoặc kiềm.
Nếu là dịch cồn axit : trung hoà axit (pH=7) rồi cất thu hồi cồn. Sau đó hoà cặn
vào dung dịch axit 1%. Để yên 1-3 ngày như trên.
Cách loại tạp (nhựa, chlorophyll, protein, hydrat cacbon) đơn giản nhưng đòi hỏi
thời gian là để dung dịch axit ở lạnh một đêm sau đó đưa ra để ở nhiệt độ thường một
ngày, lại để lạnh một đêm lập lại nhiều lần như vậy, sau đó lắng gạn hoặc lọc lấy dung
dịch trong.

11
Hình 3. Sơ đồ chiết xuất alkaloid bằng dung dịch axit
b. Dịch lọc xong tiếp tục tiến hành như mục e, f, g của phương pháp A.
Trong sản xuất hiện nay do chưa có đủ dung môi hữu cơ để chiết alkaloid base thì
phuơng pháp thích hợp nhất là kết tủa dung dịch chiết bằng kiềm. Lọc lấy tủa, lại hoà
tan alkaloid base vào dung dịch axit, lại kết tủa bằng kiềm. Lặp lại nhiều lần như vậy sẽ
thu được alkaloid thô. Cuối cùng tinh chế và kết tinh trong cồn.
Một kỹ thuật nhỏ cần lưu ý là để kết tủa được tốt hơn và dễ lắng nên kết tủa ở
nhiệt độ 60-70°C. Kết tủa xong không nên lọc ngay mà nên để yên 1-2 ngày, alkaloid
sẽ tiếp tục kết tủa trong quá trình này.
Khi lọc lấy tủa, dùng dung dịch amoniac hoặc kiềm loãng rửa tủa và cuối cùng
rửa lại bằng nước.
Hiện nay trong sản xuất alkaloid tại nhiều nước người ta dùng nhựa trao đổi ion
để tách alkaloid ra khỏi dịch chiết.
Dược liệu chiết cồn
hoặc nước axit
Cô còn 1/3-1/5
thể tích
Nếu chiết cồn, cất
thu hồi cồn
Nếu chiết cồn, cất
thu hồi cồn
Dung dịch axit qua
cột cationit
Dung dịch cô (axit)
để yên 1-3 ngày. Lọc
Dung dịch axit để
loại tạp
Kiềm hoá cột bằng
NH

4
OH
Dịch lọc +kiềm
chiết CHCl
3
Dịch lọc kiềm hoá
pH 12
Rửa cột bằng kiềm Dịch chiết CHCl
3
cất thu hồi
Hoà tan tủa vào dd
axit, tủa lại với kiềm
Alkaloid toàn phần
12
Dung dịch nước axit alkaloid cho chảy qua cột nhựa cationit. Alkaloid bị giữ lại
trong cột. Sau đó dung dung dịch kiềm NH
4
OH cho qua cột để đẩy alkaloid ra khỏi
nhựa và cuối cùng dung cồn rửa cột sẽ thu được alkaloid base.
3.3.3. Thí dụ về chiết xuất alkaloid
- Chiết alkaloid toàn phẩn rễ Ba gạc [2]
Bột rễ Ba gạc chiết ngâm kiệt với ethanol với 0,1% HCl. Dịch chiết thu được
dung kiềm điều chỉnh pH=6. Cất thu hồi cồn ở áp suất giảm. Cắn còn lại, thêm nước,
cho HCl vào điều chỉnh pH=3. Khuấy, lọc. Dùng ít nước axit loãng rửa cắn. Hợp dịch
lọc lại và dịch rửa cắn lại dung NH
4
OH điều chỉnh pH=10. Để qua đêm. Tủa màu vàng
nâu lắng xuống. Lọc. Dùng ít nước rửa tủa. Sấy 40°C, được alkaloid toàn phần.
- Chiết alkaloid toàn phần Mức hoá trắng [2]
Gồm 6 giai đoạn:

a. Chiết bằng nước axit: bột thô vỏ Mức hoa trắng chiết nước HCl 5% bằng
ngâm kiệt.
b. Tủa alkaloid base thô: dịch chiết kiềm hoá bằng sữa vôi đến pH=9-10
c. Lọc tủa và làm khô bằng thông gió trong mát.
d. Chiết lại alkaloid bằng cồn: tán bột alkaloid thô, trộn với cát mịn đã rửa
sạch, cho vào bình chiết, chiết cồn…
e. Thu hồi cồn, cắn hoà lại trong nước HCl 5‰. Lọc.
f. Tủa lại alkaloid base: nước lọc kiềm hoá bằng NaOH. Lọc. Lấy tủa. Rửa
bằng nước. Sấy khô 40-50°C được alkaloid toàn phần khá sạch.
- Chiết becberin từ vàng đắng [2]
Bột dược liệu chiết ngâm kiệt bằng dung dịch H
2
SO
4
2‰. Hứng lấy dịch chiết đầu
để riêng, dịch chiết sau dung để làm dung môi chiết mẻ thứ hai (phương pháp chiết
ngược dòng).
Dịch chiết đầu dùng sữa vôi. Điều chỉnh pH = 8 tủa hết tạp. Để yên 2 ngày. Lọc.
Dịch lọc dung HCl axit hoá đến pH = 1-2; sau đó cho muối ăn NaCl vào hoà tan để có
nồng độ muối khoảng 10%. Để yên 2 ngày, muối clohydrat becberin tủa lắng xuống.
Gạn bỏ nước trong, lấy tủa, làm khô tự nhiên được Becberin clohydrat thô.
13
Bột thô Becberin hydrat dung cồn chiết hồi lưu. Dịch chiết cồn xử lý với than
hoạt, lọc nóng; để yên kết tinh được Clohydrat becberin tịnh chế.
4. Chiết alkaloid pyrolizidin [2]
Trong lĩnh vực alkaloid, có một nhóm hợp chất đã thu hút sự chú ý của nhiều nhà
nghiên cứu cả về dược lý, hoá học là lâm sang. Đó là alkaloid pyrolizidin. Đã có nhiều
tài liệu công bố về tác dụng gây độc gan và ung thư gan của pyrolizidin. Nhưng đồng
thời trong số các cây có tác dụng chống ung thư cũng có cây có hợp chất alkaloid
pyrolizidin. Đó là Indixin N-oxit, một alkaloid có trong cây vòi voi (Heliotropium

indicum - Họ Boraginaceace).
Độc tính của nhóm alkaloid này đã đựơc khẳng định. Vì vậy tại các nước, trong
chương trình sang lọc cây thuốc dân gian, song song với việc sang lọc tác dụng chữa
bệnh, đều có tiến hành sang lọc các cây có độc tính, chủ yếu tìm alkaloid pyrolizidin
Về cấu trúc, alkaloid pyrolizidin là dẫn xuất của pyrolizidin no hoặc không no.
Trong thiên nhiên tồn tại dạng este alkamin dễ thuỷ phân cho ra một alkanolamin gọi
chung là nexin và một hay nhiều axit riêng biệt là axit nexic.
N
H
HO
CH
2
OCO
C
OH
CH
H
3
C CH
3
CHCH3
OH
N
H
HO
CH
2
OH
HOOC C
OH

CH
H
3
C CH
3
CHCH3
OH
Indixin Heliotridin
H2O
+
Trong cây, các alkaloid pyrolizidin ở dạng este thường và este N-oxit nhưng vì
các este này ở dạng dễ bị thuỷ phân nên cũng dễ dàng gặp cac nexin của nó trong quá
trình chiết xuất.
Nói chung các alkaloid pyrolizidin là base trung tính nên có thể chiết bằng dung
môi hữu cơ hoặc dung dịch axit như alkaloid nói chung. Nhưng dạng N-oxit do có
nguyên tử oxy gắn vào nitơ nên chúng không kết tủa với kiềm, các base của chúng tan
trong nước. Để chiết các alkaloid này phải khử oxy bằng bột kẽm trong môi trường
axit để chuyển chúng thành dạng alkaloid thường, rồi chiết theo alkaloid nói chung.
14
N
H
HO
CH
2
OCO C
OH
CH
H
3
C

CH
3
CHCH3
OH
N
N
H
HO
CH
2
OCO
C
OH
CH
H
3
C CH
3
CHCH3
OH
H
Zn+HCl
Indixin N-oxit
Indixin
H ình 4. Sơ đồ chiết alkaloid pyrolizidin
5. Tách alkaloid
Kỹ thuật tách riêng alkaloid tuỳ thuộc vào thành phần của alkaloid trong hỗn hợp
mà quyết định.
Nguyên liệu
Dịch chiết

Lớp CHCl
3
Lớp nước
Dạng alkaloid
este thường
Dịch lọc axit
Alkaloid este thường
(Sản phẩm khử dạng N-oxit)
Ngâm kiệt với dung dịch axit 1-3%
Kiềm hoá pH:10-12
Chiết CHCl
3
Cất dung môi
Axit hoá với HCl pH:1-2
+ Bột kễm
Kiềm hoá pH: 10-12
15
Nếu hỗn hợp alkaloid toàn phần chỉ chứa vài ba alkaloid trong đó có 1 alkaloid
chủ yếu thì vấn đề tách riêng không có gì khó khăn lắm.
Phương pháp tách thông thường trong sản xuất và cả trong nghiên cứu là tách
bằng phân bố giữa hai pha dung môi có độ phân cực khác nhau và không hoà tan vào
nhau. Mỗi phân đoạn tách riêng tiếp tục tinh chế bằng kết tinh phân đoạn.
Ví dụ: lợi dụng độ hoà tan khác nhau của Bruxin và Stricnin trong cồn loãng
(25%) để tách riêng chúng.
Hạt mã tiền tán bột trộn với sữa vôi, sấy khô, làm bột. Chiết nóng với chloroform.
Dịch chiết lắc với dung dịch H
2
SO
4
1%. Dịch chiết axit kiềm hoá với NH

4
OH được tủa
alkaloid toàn phần. Chiết tủa này với với dùn dịch cồn 25% sẽ lấy được Bruxin, còn lại
Stricnin.
Dịch chiết cồn, cô bốc hơi bớt cồn, sau đó kết tủa Bruxin bằng dung dịch axalic.
Lọc lấy tủa. Rửa tủa này với cồn. Bốc hơi cồn sẽ thu được Bruxin thô: tinh chế và kết
tinh trong axeton.
Cặn không hoà tan trong cồn 25% ở trên đem hoà tan trong cồn 95% tinh chế thu
được Stricnin.
Việc tách riêng sẽ khó khăn, phức tạp đối với hỗn hợp có nhiều alkaloid với cấu
trúc tương tự nhau, và đây cũng là đặc điểm của dược liệu chứa nhiều alkaloid. Thí dụ
riêng nhóm alkaloid của cây dừa cạn (Cathranthua roseua) đã phát hiện gần 30 chất
có cấu trúc tương tự đều là dẫn xuất của indol. Gặp những trường hợp như vậy phải
phối hợp nhiều phương pháp trong quy trình tách riêng. Chẳng hạn, trước thì tách phân
đoạn bằng dung môi có độ phân cực khác nhau. Sau đó mỗi phân đoạn lại tách riêng
bằng dung môi ở môi trường pH khác nhau. Cuối cùng, đối với các phân đoạn còn là
hỗn hợp 3,4 chất thì sử dụng sắc ký cột hoặc sắc ký tách lớp để tách riêng chúng ra.
Để tách alkaloid base bằng sắc ký cột, chất hấp thụ thông dụng là oxyt nhôm và
silicagel. Hệ dung môi rửa cột gồm các chất từ không phân cực đến phân cực như n-
hexan, benzene đến phân cực vừa như CHCl
3
, EtOH và phân cực mạnh như EtOH,
MeOH.
16
Ví dụ 1: Quy trình chiết alkaloid dừa cạn của Svoboda (hình 5) [2]
Hình 5. Quy trình chiết alkaloid dừa cạn của Svoboda [2]
Dịch chiết ethyl clorua
Phân đoạn A1
Bột toàn cây dừa cạn (9kg)
Loại chất béo bằng hexan

Dược liệu đã loại béo
Chiết dung dịch tactric 2% (6 l)
Dịch chiết hexan
Phân đoạn E
Dịch chiết axit Bã duợc liệu
Chiết benzen
Dịch chiết benzen, cất thu
hồi hết benzen. Chiết lại
bằng dung dịch tactric
Dịch chiết axit tactric
chiết clorua etyl (pH3.2)
Lớp nước axit
Kiềm hoá NH
3
Chiết etyl clorua
Phân đoạn A
Tẩm NH
4
OH, chiết benzen
Dịch chiết benzene
Chiết với dd axit tactric
Bã dược liệu
Dịch chiết axit
tactric PĐB
Lớp benzene
chiết clorua ở
pH khác nhau
pH6
PĐ B1
pH10

PĐ F
Chiết EtOH
Dịch chiết
EtOH
PĐ C và D
Alkaloid phenol
17
Các phân đoạn thu được lần lượt tách bằng cột Al
2
O
3
và rửa với các hỗn hợp dung
môi: benzene; benzene – CHCl
3
; CHCl
3
, CHCl
3
– MeOH.
Trong quy trình này, riêng trong phân đoạn A đã thu được các chất: Vinblastin,
Vinloroxin, Vincristin và Vinroxin.

Hình 6. Dừa cạn
Ví dụ 2: Chiết xuất solasodin từ lá cà úc (Solanum laciniatum Ait) [3]
Solasodin được sử dụng như nguyên liệu ban đầu để tổng hợp các thuốc chống
viêm có nhân sterol như hydrocorisone,, prednisolon, tổng hợp các thuốc tránh thụ thai,
các hormone sinh dục như progesterone, testosterone. Cho đến nay đã biết trên 200
alkaloid có nhân steroid. Thường thấy có trong họ Cà (Solanaceace), họ Hành
( Liliacae), họ Trúc đào (Apocynaceae, họ Hoàng dương (Buxaceace). Trong cây thuốc
thường tồn tại dưới dạng glycoside như solanidin tetraosid (2 phân tử glucose, 1 phân

tử L-galactose và 1 phân tử L-xylose) .
Cây cà Úc (Solanum laciniatum Ait- họ Solanaceae) là nguyên liệu để chiết
solasodin. Trong hoang dại là cây nhiều năm, cao đến 1 met. Ở một số nước đã được
trồng như cây một năm. Lá chiếm 60% khối lượng, dài tới 35cm, thu hái vào lúc cây ra
hoa.
18

Cà úc (Solanum laciniatum Ait) Solasodine
Trong lá cà Úc chứa chủ yếu 2 glycoalkaloid là solasodin và solamargin, khi thuỷ
phân thu được phần genin là solasodin. Trong quả xanh hàm lượng alkaloid cao tới
3,2%, còn trong là cao nhất là 2%.
Như vậy, nguyên liệu chiết là là cà Úc, không phải là nguyên liệu rắn chắc , dung
môi dễ tiếp xúc, là có diệp lục, nên trong quà trình chiết cần có công đoạn để loại bỏ.
Solasodin là một genin, vì vậy cần qua công đoạn thuỷ phân bằng axit để cắt bỏ phần
đường. Công đoanh thuỷ phân có thể tiến hành ngay trên nguyên liệu (Thuỷ phân trực
tiếp) rồi chiết lấy phần genin, hoặc chiết lấy glycoalkaloid rồi mới thuỷ phân để thu
được genin sau. Bản chất là glycoalkaloid có chứa oxy trong công thức cấu tạo, nên
solasodin tồn tại ở thể rắn, dạng base hoà tan trong dung môi hữu cơ, khi ở dạng muối
hoà tan yếu trong nước và không hoà tan trong dung môi hữu cơ. Do tính chất của
solasodin và bản chất của là cây cà úc, nên các tác giả đã xây dựng phương pháp chiết
xuất theo sơ đồ nguyên lý sau.
19
Bột Lá Solanum laciniatum chiết với 5 lần khối lượng
isopropanol, đun sôi 1 tiếng, bổ xung HCl 2N với khối
lượng bằng khối lượng nguyên liệu
Đun sôi 3h. Bổ sung CaO với khối lượng bằng 20%
nguyên liệu và lượng nước bằng ½ khối lượng
isopropanol (pH= 11)
Thu hồi hết dung môi dưới áp suất giảm, để nguội va lọc
lấy tủa, rửa với nước đến trong , sấy khô

Chiết 3 lần, mỗi lần với 1 lượng chloroform gấp 5 lần khối
lượng nguyên liệu ban đầu
Dung dịch chiết thu hồi đến hết dung môi, cắn hoà vào xylol
(khối lượng xylol bằng 1/3 khối lượng dược liệu ban đầu)
Dung dịch xylol đem chiết lỏng-lỏng với hỗn hợp
isopropanol-acid acetic-nước (2:2:6). Mỗi lần với một
lượng dung môi bằng 30% khối lượng nguyên liệu
Dung môi thu được xử lý với than hoạt, với khối lượng bằng
20% khối lượng nguyên liệu, ở nhiệt độ phòng trong 30 phút
Lọc, kiềm hoá dịch lọc với 25% NH
4
OH đến pH=11
Để kết tinh trong tủ lạnh
Solasodin
20
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Ngô Văn Thu, Phạm Thanh Kỳ, 1998, Bài giảng dược dược liệu tập 2. Bộ môn
dược liệu, Đại học dược Hà Nội.
2. Nguyễn Văn Bàn, Nguyễn Viết Tựu, 1985, Phương pháp nghiên cứu hoá học
cây thuốc, NXB Y học.
3. Viện Dược liệu, 2008, Kỹ thuật chiết xuất dược liệu, NXB Khoa học kỹ thuật.
4. Natural Products Isolation, Second Edition, edited by Satyajit D. Sarker, Zahid
Latif,and Alexander I. Gray, 2005
21