Nghiên cứu phân lập các hợp chất Alkaloid từ cây Hoàng Liên Ô Rô (Mahonia Nepalensis)

Truờng đại học sư phạm Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp

MỞ ĐẦU
Việt Nam nằm trong khu vực nhiệt đới, có khí hậu nóng, ẩm. Độ ẩm cao
khoảng trên 80%, lượng mưa lớn, những điều kiện như vậy rất thích hợp cho
thực vật phát triển. Do vậy hệ thực vật Việt Nam vô cùng phong phú, đa dạng
với khoảng 12000 loài, trong đó có tới 4000 loài được nhân dân ta dùng làm thảo
dược. Hệ thực vật phong phú trên là một tiền đề cho sự phát triển ngành hoá học
các hợp chất thiên nhiờn ở nước ta.
Từ ngàn xưa cha ông ta đã sử dụng nhiều phương thuốc dân gian từ cây
cỏ để chữa bệnh, bồi bổ cơ thể, hay tạo mùi thơm… như lá Tía tô giải cảm, Thì
là, Xả tạo mùi thơm và Nhân sâm tăng cường sức đề kháng. Các phương thuốc y
học cổ truyền đã thể hiện những mặt mạnh trong điều trị bệnh là ít độc tính và
tác dụng phụ. Do đó ngày nay con người ngày càng quan tâm đến các hợp chất
có hoạt tính sinh học trong thực vật và động vật. Về lâu dài, đối với sự phát triển
các dược phẩm mới, các hợp chất có hoạt tính sinh học đóng vai trò rất quan
trọng, nó là chất khởi đầu cho việc tổng hợp nên các loại thuốc mới có tác dụng
tốt hơn.
Việc sử dụng các phương pháp hoá lý để nghiên cứu, khảo sát về thành
phần hoá học của các hợp chất thiên nhiên tách chiết từ loài cây thuốc có giá trị
cao của Việt Nam ngày càng trở nên đặc biệt quan trọng. Nó sẽ giúp cho việc
xác định chính xác cấu trúc hoá học của các hợp chất và tạo cơ sở khoa học cho
việc sử dụng chúng một cách hợp lí và có hiệu quả có tầm quan trọng đặc biệt.
Theo hướng nghiên cứu trên, Luận văn này tập trung khảo sát thành phần hoá
học và cấu trúc của một số alkaloid tách chiết từ cây hoàng liên ô rô, một cây
thuốc có giá trị, được sử dụng làm thuốc chữa bệnh trong dân gian.
Phùng Văn Minh

1

Lớp K32C – Khoa Hóa học


Truờng đại học sư phạm Hà Nội 2

Phùng Văn Minh

Khóa luận tốt nghiệp

2

Lớp K32C – Khoa Hóa học


Nội dung của khóa luận gồm
1. Sử dụng các phương pháp chiết và sắc ký để phân lập được các alkaloid
sạch từ cây hoàng liên ô rô.
2. Sử dụng các phương pháp phổ kết hợp để xác định cấu trúc hoá học của
các hợp chất đã phân lập được.



Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1. 1. Vài nét chung về chi hoàng liên Mahonia [3], [6], [7], [10]
1. 1. 1. Về thực vật
Hoàng liên có nhiều loại khác nhau tuỳ thuộc vào từng vùng địa lý khác
nhau. Do tính chất của khí hậu, đất đai và đặc biệt là chủng loại khác nhau. Sau
đây là một số phân loại chủ yếu đã được biết đến của loại cây này.
1. 1. 1. 1. Mahonia bealei (Fort. ) Carr

Là cây bụi cao tầm 2- 3m. Thân và dễ có màu vàng, lá kép lông chim, mọc
so le dài 15 đến- 35cm, có 7- 15 lá chét không cuống hình bầu dục hoặc hình
trứng lệch dài 3- 9cm, rộng 2, 5- 4, 5cm dày và cứng, lá chét tận cùng to hơn và
có cuống, gốc tròn hoặc hơi hình tim, đầu nhọn sắc, mép khía răng nông nhủ gai
sắc nhọn, gân chính 3 và gân phụ kết thành mạng nổi rõ.
Cụm hoa mọc thành bông ngắn hơn lá ở ngọn; lá bắc nhỏ; hoa nhiều màu
vàng; lá đài chín sếp thành ba vòng; cánh hoa sáu nhỏ hơn lá đài trong; nhị sáu,
bao phấn dài hơn chỉ nhị; bầu hình trụ.
Quả thịt chứa 1 hạt
Mùa hoa : Tháng 10- 11; mùa quả: tháng 12-2.

Mahonia Bealei



1. 1. 1. 2. Mahonia japonica (Thumb. ) DC
Là cây bụi cao khoảng 3- 5m. Thân rễ mầu vàng, cành màu nâu đen. Lá
kép lông chim mọc so le, dài 20- 45cm, có 9 đến 23 lá chét hình mác thuôn, dài
5- 15cm, rộng 2- 5cm, gốc tròn đầu nhọn như gai, mép khía răng nhọn sắc, gân
chính 3 và gân phụ thành mạng rõ.
Cụm hoa mọc đứng ở ngọn thành bông ngắn hơn lá; lá bắc thuôn; hoa màu
vàng nhạt; lá đài sếp 9 thành 3 vòng; cánh hoa 6 nhỏ hơn lá đài trong, đầu cánh
hơi lõm; nhị sáu, bao phấn dài bằng hoặc dài hơn chỉ nhị, bầu hình trụ.
Quả thịt, hình trứng, khi chín có màu tím đen.
Mùa hoa : tháng 9- 11; mùa quả: tháng 12-2.

Mahonia japonica
1. 1. 1. 3. Mahonia nepalensis DC. (M. Annamica Gagnep. )
Là cây bụi, có thể cao 6- 7m. Thân và rễ màu vàng. Lá kép lông chim lẻ,
mọc so le, dài 20- 40cm, lá chét dài hình trái xoan hoặc hơi thuôn, không cuống,

dài 6- 10cm, rộng 2- 4, 5cm, gốc tròn hoặc hơi hình tim, đầu nhọn như gai, mép
khía răng to sắc nhọn, gân chính 3 và gân phụ thành mạng rõ.



Cụm hoa mọc ở ngọn thành bông phân nhánh có khi dài hơn lá; lá khắc
hình bầu dục hoa nhiều màu vàng nhạt; lá đài 9 sếp thành 3 vòng; cánh hoa 6 có
tuyến ở gốc, nhị 6 đối diện với cánh hoa, bao phấn dài bằng nửa chỉ nhị; bầu
hình trụ.
Quả thịt hình cầu, khi chín màu xanh lơ, đầu quả có núm nhọn; hạt màu
nâu đen. Mùa hoa: tháng 2- 4; mùa quả: tháng 5- 6.

Mahonia nepalensis
1. 1. 2. Phân bố và sinh thái
Chi Mahonia Nutt gồm các đại diện là cây bụi hay gỗ nhỏ, phân bố ở vùng
ôn đới ấm hoặc cận nhiệt đới châu Á, bao gồm Trung Quốc, Nê Pan, Ấn Độ và
một số nước khác ở vùng trung Á. Ở Việt Nam có 3 loài (Nguyễn tập, 1996).
- Mahonia. bealei (Fort. ) Carr: Ở Quản Bạ (Hà Giang).
- Mahonia. japonica (Thumb. ) DC: Ở Quản Bạ, Đồng Văn (Hà Giang) : Sìn Hồ
(Lai Châu); Hà Quảng (Cao Bằng); Sa Pa (Lào Cai).
- Mahonia. nepalensis DC: Ở Lạc Dương (Lâm Đồng) và Lai Châu.



Nói chung cả ba loài đều là những cây ưa ẩm, ưa sáng và có thể chịu bóng,
thường mọc dưới tán rừng kín thường xanh hay trong các trảng cây bụi trên núi
đá vôi với độ cao 1400- 1700m. Cây sinh trưởng tốt trong điều kiện khí hậu ẩm
0

mát quanh năm, nhiệt độ trung bình 15- 16 C, lượng mưa 1800- 2800mm/năm.

Độ ẩm không khí trên 80%. Ở những vùng có hoàng liên ô rô quanh năm có
sương mù.
Cây ra hoa quả nhiều hàng năm; quan sát loài Mahonia. japonica (thumb)
DC ở quản bạ (Hà Giang cho thấy, khi rừng bị mở tán (do khai thác gỗ) và
những cây mọc trong quần hệ cây bụi, bờ nương dẫy do dược chiếu sáng nhiều
nên lượng hoa quả trên mỗi cây nhiều gấp 2- 3 lần những cây mọc dưới tán rừng
bị che bóng. Mặc dù có lượng hoa quả nhiều (100- 150 quả trên cây) nhưng số
cây con mọc tự nhiên từ hạt rất ít. Cây có khả năng tái sinh cây trồi sau khi bị
chặt.
1. 1. 3. Tác dụng dược lý
Mặc dù trong hoàng liên ô rô có berberin, palmatin và một số alcaloid
khác, nhưng những nghiên cứu tác dụng kháng khuẩn ở Ấn Độ đã không thấy có
tác dụng, cũng chưa thấy có tác dụng kháng nấm, kháng virus. Thử độc tính cấp
cao khô chiết cồn hoàng liên ô rô đã xác định được LD50 = 175mg/kg khi tiêm
phúc mạc cho chuột cống trắng.
Trong dân gian cây hoàng liên ô rô được dùng để chữa rất nhiều bệnh, do
đặc tính mát, đắng của nó. Nó có tác dụng thanh nhiệt ở phế, vị, gan, thận. Quả
lợi tiểu và làm dịu kích thích. Cả cây hoàng liên ô rô chữa kiết lỵ, tiêu chảy viêm
ruột, ăn không tiêu, đau mắt đỏ viêm da dị ứng, mẩn ngứa mụn nhọt......
Dưới đây là một số bài thuốc trong dân gian có dùng cây hoàng liên ô rô:



*Chữa viêm gan cấp tính: Dùng thân hoặc rễ hoàng liên ô rô 25g, rễ hoàng liên
gai 15g, nhân trần 15g. Sắc uống: Trường hợp hoàng đản dùng đinh lịch tử 4g,
long đởm thảo 4g, sơn chi tử 6g, nhân trần 6g, hoàng cầm 6g. Sắc uống.
*Thường dùng chữa ho lao, sốt cơn, khạc ra máu, lưng gối yếu mỏi, chóng mặt ù
tai, mất ngủ. Dùng lá khô hay quả 8- 12g sắc uống hay phối hợp với các vị thuốc
khác. Chữa viêm ruột, ỉa chảy, viêm da dị ứng, viêm gan vàng da, mắt đau sưng
đỏ, dùng rễ hay cây khô 10- 20g sắc uống, dùng riêng hay phối hợp với các vị

thuốc khác. Ở Ấn Độ, người ta dùng quả trị kiết lỵ. Nhân dân thường dùng chữa
lỵ, ăn uống không tiêu, vàng da, đau mắt.
*Chữa say nắng: Nếu kèm theo nôn mửa, tiêu chảy, tim hồi hộp khát nước dùng
hương nhu tía 10g, cát căn 10g, diếp cá 10g, cây ban 10g, hoàng liên ô rô 10g,
thạch xương bồ 6g, mộc hương 3g.
*Chữa lao phổi, ho ra máu hoặc khạc ra đờm lẫn máu: Mỏ quạ 40g, Dây Rung
rúc 30g, Bách bộ và Hoàng liên ô rô, mỗi vị 20g sắc uống.
*Chữa kiết lỵ, tiêu chảy, viêm ruột ăn không tiêu: Rễ, thân hoặc toàn cây hoàng
liên ô rô 15g, rễ cốt khí củ 15g, thái nhỏ sắc uống làm 2 lần trong ngày. Có thể
dùng dạng bột trong nhiều ngày.
*Chữa đau mắt đỏ, viêm gan vàng da: Rễ hoặc thân hoàng liên ô rô 20g, hạ khô
thảo 10g, sắc uống.
*Chữa viêm da dị ứng, mẩn ngứa, mụn nhọt: Rễ hoặc lá hoàng liên ô rô 15g, lá
khổ sâm 20g, nấu nước đặc để rửa.
1. 1. 4. Thành phần hoá học
Các loài M. Bealei, M. japonica chứa các Alkaloid nhóm benzyliso
quinolein gồm berberin, berbamin, oxyacanthin, isotetrandrin, palmatin và
jatrorrhizin. Loài M. nepalensis ngoài các Alkaloid trên trong dễ của chúng còn



có umbellatin (0. 48%) và neprotin (0, 02%) {Theo The Wealth of India T. VI,
226}.
Loài M. japonica có isotetrandrin 1, 566%, palmatin 0, 35% và
jatrorrhizin 0, 087%. Ngoài ra còn có magnoflorin và columbamin (Theo Trung
dược từ hải I, 262). Trong các loại hạt hoàng liên ô rô có berberin và jatrorrhizin
Một số hợp chất đã phân lập từ cây hoàng liên ô rô [11]

Berbamin

Oxyacanthin

Berberin

Isotetrandrin

Umbellatin

Palmatin

Magnoflorin

1. 2. Các hợp chất Ankaloid. [1], [2], [4], [5]
1. 2. 1. Khái niệm và định nghĩa

Jatrorrhizine

Columbamin



Alkaloid đã được biết đến từ rất lâu, nó có ý như là Alkali. Dược sỹ W.
Meissner đã đưa ra thuật ngữ Alkaloid năm 1819: Alkaloid là những hợp chất
bazơ có chưa nitơ có nguồn gốc từ thực vật, chúng có cấu trúc phân tử phức tạp
và chúng có hoạt tính dược lý. Còn theo Landenberg Alkaloid được xem như là
những hợp chất tự nhiên từ thực vật mà có đặc tính bazơ và chứa đựng ít nhất
một nguyên tử N trong những dị vòng trong phân tử và có hoạt tính sinh học.
Theo những miêu tả đặc trưng thì Alkaloid là những hợp chất có nguồn
gốc thực vật chứa N có hoạt tính quang học rất cao và chứa những nguyên tử
nằm ở các dị vòng mang hoạt tính sinh lý học.

Trong tất cả những khái niệm trên không hoàn
toàn là đúng cho tất cả các Alkaloid. Ví dụ:
- Colchicine: Được xem như là Alkaloid mặc
dù nó không phải là hợp chất dị vòng N và hầu
như không có tính bazơ:
- Thiamine: Là hợp chất dị vòng chứa N có tính
bazơ nhưng không phải là Alkaloid bởi vì nó
không được phân bố phổ biến trong vật thể
sống:
Một vài hợp chất được phân loại như là
Alkaloid nhưng chúng không chứa dị vòng
N, nhưng chứa N ở trong mạch nhánh ví dụ

Choline

như Ephdrine, hordenine, betanine, choline,
Muscarine…..
Muscarine

hordenine



Những hợp chất mạch thẳng xuất hiện trong tự nhiên có hoạt tính sinh lý
học nhưng không được phân loại là Alkaloid như là: Chlonine, aminoacid,
phenylethylamine.
- Piperine: Không có tính bazo hay hoạt tính sinh
lý học nhưng nó là Alkaloid.
- Những hợp chất thoả mãn những điều kiện nêu trên như là hoạt tính sinh lý, có
dị vòng N nhưng không được coi là Alkaloid ví dụ: Thiamine, caffeine, purine,

theobromine, xanthenes

Thiamin

Caffeine

Theobromine

Như vậy để định nghĩa Alkaloid thật chính xác là một việc rất khó thực
hiện. Người ta chỉ có thể nói tổng quát về Alaloid như sau:
Alkaloid là những hợp chất hữu cơ chứa Nitơ có ảnh hưởng dược lý lên cơ thể
con người và động vật.
1. 2. 2. Trạng thái thiên nhiên
Alkaloid có trong rất nhiều sinh vật bao gồm vi khuẩn, thực vật và động
vật. Trong động vật như loài có vỏ như trai, sò, tôm, cua…Trong thực vật có
nhiều ở khoai tây, cà chua, chè, cafe… Chúng thường có mặt dưới dạng những
muối của acid hữu cơ như là acid acetic, oxalic acid, malic, lactic, tartaric,



tannic, aconitic acid và một số ít là với đường: Những nhóm solanum và
veratrum.
Trong thực vật theo từng bộ phận thông thường có những chất alkaloid
sau:
- Lá: Nicotine
- Vỏ cây: Cinchonine, Quinine
- Hạt: Strychnine, Nibidine
- Dễ: Rawelfinine, Glycyrrhirin, Punarnavine I & II.
1. 2. 3. Phân loại Alkaloid
Alkaloid được phân loại như sau:

- Phân loại cơ bản: Theo họ của chúng, ví dụ: solanaceous, papilionaceous
- Dựa trên tính chất dược lý: Chính là su hướng hay hoạt tính dược lý của chúng.
Ví dụ:
* Những alkaloid giảm đau
* Những alkaloid có tác dụng phụ trợ
- Dựa trên sự sinh tổng hợp: Chúng đựoc phân loại dựa trên nền tảng cơ bản là
những hợp chất tiền đề hay những hợp chất nền tảng xây dựng lên chúng đã
được thực vật sử dụng để tổng hợp hoá học các cấu trúc phúc tạp ví dụ:
Morphine, papaverine, narcotin.........
- Dựa trên những loài thực vật hay động vật mà chúng được phân tách ra
- Cách thông thường nhất alkaloid được phân loại là dựa trên những tiền phân tử
thông thường của chúng, được dựa trên con đường sinh học để xây dựng lên
phân tử. Còn khi không biết nhiều về sinh tổng hợp của những alkaloid chúng
được gộp thành nhóm dưới những tên của hợp chất đã biết. Thông thường lấy tên
một amine quan trọng sinh học nổi bật trong quá trình tổng hợp. Sự phân loại



này còn gọi là phân loại hoá học, nó được chấp nhận rộng rãi và phụ thuộc vào
cấu trúc vòng cơ bản. Theo sự phân loại này nó được chia thành hai nhóm chính:
A. Alkaloid không chứa nhân dị vòng.
Trong nhóm này alkaloid không chứa bất kỳ một nhân dị vòng nào trong
cấu trúc ví dụ:
Hordinine, ephedrine….. Chúng còn được gọi là các alkaloid phenyl alkyl
amine. Những alkaloid này có nguyên tử nitơ ở mạch thẳng. Chúng được tạo
thành thuốc viên do chúng có khả năng kích thích thần kinh và làm tăng áp suất
máu.

ephedrine
B. Những Alkaloid chứa nhân dị vòng.

Sự phân loại này được phổ biến rộng rãi, dựa trên cấu trúc vòng của dị
vòng các alkaloid. Nó được chia nhỏ thành các loại sau đây:
1. Nhóm Pyrrolidine: Mang cấu trúc vòng của
Pyrrolidine, một dị vòng amin với 4 nguyên tử các
bon và một nguyên tử N.

Pyrrolidine

2. Nhóm Pyridine: Những alkaloid thuộc nhóm này chứa dị vòng Pyridine trong
phân tử. Một số loại alkaloid thuộc nhóm nay là: Piperine, coniine, trigonelline,
arecaidine, guvacine, pilocarpine, cytosine, nicotine, sparteine, pelletierine.

Pyridine



3. Nhóm Tropanne: Những alkaloid này chứa vòng tropanne trong phân tử
thường xuất hiện trong những loại thực vật họ Erythroxylaceae (gồm cả cây
coca) và Solanaceae (gồm mandrake, henbane, deadly nightshade, datura, khoai
tây, cà chua). Gồm một số alkaloid sau: atropine, cocaine,

ecgonine,

scopolamine, catuabine.
4. Nhóm Quinoline: Bao gồm những alkaloid mà trong
phân tử có chứa vòng của phân tử quinoline:
*Quinine: Là một chất tinh thể mầu trắng, có tác dụng hạ
sốt, chống sốt rét, giảm đau và chống viêm.

quinoline

Nó có vị hơi đắng, là một dạng đồng phân quang học của
quinidine. Quinine có chủ yếu trong cây Cinchona, loại cây
này có khoảng 25 loài trong họ Rubiaceae có ở vùng nhiệt
đới Nam Mỹ.

quinine

5. Nhóm Isoquinoline: Là những alkaloid trong phân tử có chứa dị vòng của
phân tử Isoquinoline là một dị vòng thơm chứa nitơ. Nó là những alkaloid thuốc
phiện gồm các alkaloid sau: Morphine, codeine, thebaine, Isopapa- dimethoxyaniline, papaverine, narcotine, sanguinarine, narceine, hydrastine, berberine.
Và một số alkaloid khác: emetine, berbamine, oxyacanthine.

Isoquinoline
6. Nhóm Phenethylamine: Gồm những alkaloid mà trong cấu trúc phân tử có
chứa dị vòng của phân tử Phenethylamine.