Chiết xuất strychnin từ hạt mã tiền

BÀI 2: CHIẾT XUẤT STRYCHNIN TỪ HẠT MÃ TIỀN
Mục tiêu:
- Trình bày được đặc điểm của nguyên liệu và sản phẩm.
- Thực hiện được các kỹ thuật: chuẩn bị nguyên liệu, chiết suất, tinh chế, thu được
sản phẩm cuối cùng là Strychnin sulfat.
- Trình bày và giải thích được quy trình sản xuất.
- Viết được báo cáo thực tập.
1. Đặc điểm sản phẩm, một số chất trung gian
1.1. Strychnin
- Công thức cấu tạo strychnin :

Cơng thức phân tử: C21H22N2O2
Tính chất: kết tinh thành tinh thể hình lăng trụ trong ethanol, vị rất đắng, độ chảy
mp=268-2900C, dung dịch bão hịa có pH=9,5.
- Độ tan: 1 gam tan trong 6400 ml nước, 3100 ml nước sôi, 150 ml ethanol, 35 ml
ethanol sôi...
- Độc tính: Mã tiền và Strychnin rất độc. Với liều 60-90 mg strychnin có thể gây
chết người do liệt hơ hấp.
1.2.1. Strychninsulftat
Cơng thức ( C21H22N2O2)2 H2SO4.
-

-

Tính chất: là tinh thể hình kim khơng màu hay bột kết tinh trắng, khơng mùi, vị
đắng, rất độc. Dễ tan trong nước sôi, tan được trong nước lạnh (1/35)
1.2.2. Strychnin nitrat
1


-

Cơng thức: C21H22N2O2. HNO3.

-

Tính chất: là tinh thể hình kim không màu hay bột kết tinh trắng, không mùi, vị
đắng, rất độc.

-

Độ tan: 1 gam tan trong 42 ml nước, 10 ml nước sôi, 150 ml ethanol, 80 ml
ethanol ở nhiệt độ 600C, không tan trong ether....pH của dung dịch chế phẩm
khoảng 5,7.
1.2.3. Brucin

-

Cơng thức: C23H26N2O4

-

Tính chất: kết tinh thành tinh thể hình kim trong aceton và nước. Độ chảy 1780C.
Vị rất đắng. Rất độc. Trở nên khan ở 1000C.

-

Độ tan: 1 gam tan trong 1320ml nước, 750 ml nước sôi; 1,3ml ethanol; 0,8 ml
methanol..., pH dung dịch nước bão hịa là 9,5.
1.2.4. Brucin nitrat dihydrat

-

Cơng thức: C23H26N2O4.HNO3. 2H2O.

-

Tính chất: Thường kết tinh thành tinh thể hình lăng trụ, phân hủy ở 2300C. Dễ tan
trong nước hoặc ethanol.
1.2.5. Brucin sulfat heptahydrat

-

Cơng thức: (C23H26N2O4)2. H2SO4. 7H2O.

-

Tính chất: thường kết tinh nhỏ, vị đắng.

-

Độ tan: 1 gam tan trong 75 ml nước lạnh, khoảng 10 ml nước sôi, 105 ml
ethanol...

2. Đặc điểm nguyên phụ liệu
2.1. Nguyên liệu:
Hạt mã tiền đã chọn lọc, loại bỏ các hạt bị hỏng, tỷ lệ strychnin trong hạt thường
chiếm khoảng 1%, tùy theo nguồn gốc nguyên liệu. Hoạt chất trong hạt mã tiền Strychnos
nux vomica. L. là alcaloid (khoảng 2-5%) trong đó gần 50% là strychnin, phần còn lại là
brucin, còn khoảng 2-3 % là các alcaloid phụ khác như: ỏ-colubrin, β-colubrin, vomicin,
novacin, pseudostrychnin...Strychnin là alcaloid chính có trong hạt của Cây mã tiền hoặc

của các lồi khác thuộc họ Mã tiền (Loganiaceae) , là cây gỗ thân đứng hoặc leo, mọc
hoang nhiều ở Việt Nam.
Cây Mã tiền thường mọc hoang nhiều ở các vùng rừng núi miền nam Việt Nam:
Quảng Nam, Đà Nẵng... Các loài Mã tiền khác đợc phân bố ở hầu khắp các tỉnh vùng núi
2


nước ta, ở cả miền Bắc, miền Trung và miền Nam: Cao Bằng, Lạng Sơn, Tun Quang,
Hịa Bình, Nghệ An, Hà Tĩnh, Quảng Trị , Tây Nguyên, Tây Ninh, Kiên Giang...
2.2. Dung mơi: Dầu hỏa
2.3. Hóa chất:
- Vơi bột pha thành sữa vơi.

- Cloroform

- Dung dịch NaCO3 bão hịa.

- Amoniac đậm đặc

- Dung dịch H2SO4.

- Acid acetic khan.

- Dung dịch HNO3.

- Anhydrid acetic

- Than hoạt, giấy đo pH, giấy lọc.

- Dung dịch acid percloric 0,1 N

- Chỉ thị xanh malachite.
3. Dụng cụ, thiết bị
- Hệ thống chiết nóng
- Máy xay.
- Tủ sấy.
- Bơm chân khơng, phễu lọc buchner.
- Bình gạn.
- Khay men, cốc đun các loại 400, 250, 100 ml…
4. Quy trình sản xuất
4.1. Sơ đồ quy trình:

3


Hạt mã tiền
Sấy, xay, cân
Bột hạt mã tiền

Kiềm hóa 24h

Sữa vơi

Làm tơi, hong khơ

Bột hạt mã tiền đã
kiềm hóa

Dung mơi

Lọc

Bã dược liệu

Dịch chiết
Thu hồi

Chiết nóng

Dung mơi

Tạo muối SO4, lắc kỹ 10'

Để phân lớp, kiềm hóa pH = 11
Dịch gan

Nước cái

Bã than hoạt

Dung mơi

Dd HNO3 3%

Tinh thể Strychinin
NO3

Hịa tan, cách thủy

Nước cấy

Dd strchinin NO3

Tẩy màu khuấy 10'

Than hoạt

Lọc nóng
Kiềm hóa, pH 11

Dd Na2CO3 bh

Để kết tinh, lọc
Tủa strychnin

Thu hồi

Tạo muối NO3, pH = 45

Để kết tinh lọc

Dịch lọc
Nước cái

Dd Na2CO3

Để kết tủa
Tủa alkloid

Nước cái (Brucin)

Dd H2SO4

Tạo muối SO4, pH = 4.5

Để kết tinh, lọc, hút kiệt,
sấy, cân, kn, dg
Tinh thể Strychnin
SO4
4

Dd H2SO4 3%

Sản phẩm
strychnin sulfat


4.2. Mơ tả quy trình:
4.2.1. Chuẩn bị ngun liệu
Hạt mã tiền sau khi chọn được loại tốt (hàm lượng khoảng trên 1%) đem ngâm
cho mềm, thái mỏng (khoảng 1 mm), sấy khô ở 60-800C, đem xay thành bột thô. Cân bột
hạt mã tiền (300 gam/nhóm).
4.2.2. Kiềm hóa dược liệu
Bột hạt mã tiền được cho vào khay men, trộn đều với nước sữa vôi, trộn kỹ cho
đến khi thành dạng bột hơi nhão, vun thành đống, ủ khoảng 24 giờ. Sau đó làm tơi và làm
khơ trong khay men.
4.2.3. Chiết xuất
-

Ngun tắc chiết:

Chiết bằng phương pháp ngâm nóng. Số lần chiết: 3 lần. Thời gian chiết: 1,5 - 2 giờ/ lần
(tùy theo điều kiện thực tế). Lượng dung môi: 1200ml/lần.
-

Tiến hành:

Lắp lưới và lót bơng vào bình chiết, cho bột dược liệu đã kiềm hóa vào, đổ dung mơi,
khuấy trộn để dung môi tiếp xúc tốt với dược liệu. Sau mỗi mẻ chiết, mở van cho dịch
chiết chảy vào 2 bình thủy tinh nút mài 1lít. Sau đó lại đổ dung mơi mới vào bình chiết để
chiết mẻ sau.
4.2.4. Tinh chế
-

Tạo muối sulfat tan trong nước của alkaloid:
Cho khoảng 300 ml dung dịch H2SO4.1% vào bình chứa dịch chiết của mẻ đầu,

lắc thật kỹ trong 7 phút. Để yên cho phân lớp (cho tới khi 2 lớp trong lại và giữa 2 lớp có
bề mặt phân chia pha là được). Sau đó gạn dung mơi vào xơ nhựa (đem thu hồi để chiết
cho mẻ sau). Trong bình thủy tinh sẽ cịn lại lớp nước acid của mẻ đầu, dịch chiết của mẻ
sau lại được cho vào lắc với lớp nước acid của mẻ trước, sau đó lại để phân lớp và gạn
riêng dung môi., ... Cứ làm như thế cho tới mẻ cuối cùng (chú ý: chỉ đổ 1 lần acid vào
dịch chiết của mẻ đầu, những mẻ sau phải thử pH của lớp nước acid, pH = 1-2, nếu chưa
đủ độ acid thì phải bổ sung thêm ). Cuối cùng đổ lớp nước acid vào cốc đun 400 ml. Nếu
có tủa khơng tan thì đem đun trong nồi cách thủy, khuấy, lọc nóng (khơng cần rửa) lấy
dịch lọc. Sau đó gạn trong bình gạn, loại bỏ hết dung mơi. Hứng lấy lớp nước acid vào
cốc đun
250 ml (là dung dịch muối sulfat của các alkaloid).
5

-

Tạo tủa alkaloid tồn phần:
Dùng dung dịch Na2CO3 bão hịa cho tác dụng với lớp nước acid trên, vừa nhỏ vừa

khuấy cho đến khi dung dịch hết sủi bọt, chỉnh pH= 10 -11, để nguội cho kết tủa hết
(khoảng 20 phút) sẽ có tủa alkaloid tồn phần dạng bazơ. Lọc hút chân không qua phễu
buchner. Sau khi hút hết nước cái rồi tiến hành rửa ngay trên phễu. Nước rửa là nước cất.
Rửa tủa 3 lần, mỗi lần lượng nước rửa bằng khoảng thể tích của tủa. Loại bỏ nước cái và
nước rửa. Chuyển tủa sang cốc đun bé loại 100ml.
-

Tạo muối nitrat của các alcaloid (loại brucin)
Nguyên tắc loại Brucin dựa vào độ tan khác nhau của các muối. Tạo muối

nitratcủa các alcaloid ở pH= 4 - 4,5; tạo dung dịch quá bão hòa sao cho strychnin nitrat
kết tinh được, còn brucin nitrat tan được trong nước cái.
Thử brucin: nhỏ 1 giọt dung dịch HNO3. đặc vào 1 vài hạt tinh thể, nếu có brucin sẽ thấy
xuất hiện màu đỏ hoặc hồng.
Tiến hành: cho 1 lượng nước sao cho vừa đủ ngập tủa alcaloid toàn phần, đun trong nồi
cách thủy, vừa khuấy vừa nhỏ dần dung dịch HNO3. 3% cho đến khi tủa tan hết và pH= 4
- 4,5 (chú ý nếu đủ pH mà tủa vẫn chưa tan hết thì phải bổ sung thêm nước cho đến khi
tan hết, nếu dung dịch bị lỗng thì phải cơ bớt để tạo dung dịch bão hòa). Để kết tinh qua
đêm sẽ tạo được tinh thể hình kim, thường kết thành chùm. Lọc qua phễu buchner nhỏ.
Rửa tinh thể 3 lần. Loại bỏ nước cái. Chuyển tinh thể sang cốc đun 100
-

Tẩy màu bằng than hoạt
Trước tiên phải hịa tan nóng tinh thể vào một lượng nước vừa đủ, đun trong nồi

cách thủy, khuấy cho tan hết. Thêm khoảng 0,5 gam than hoạt, khuấy 10 phút. Các dụng
cụ phải tráng hoặc nhúng nước nóng để tiến hành lọc nóng, rửa bã bằng
nước cất sôi ( nước rửa đồng thời là nước tráng cốc). Loại bã than hoạt. Chuyển dịch lọc
vào cốc 100 ml đã rửa sạch.
-

Tạo sản phẩm là strychnin sulfat:

+ Chuyển từ dạng muối sang dạng bazơ: muốn chuyển từ strychnin từ dạng muối nitrat
sang dạng muối sulfat, trước tiên phải chuyển sang dạng bazơ. Dùng dung dịch Na2CO3
bão hòa cho tác dụng với dịch lọc trên, vừa nhỏ vừa khuấy cho đến khi hết sủi bọt, chỉnh
pH = 10 -11. Để nguội cho tủa hết (khoảng 20 phút) . Lọc lấy tủa bazơ, rửa tủa bằng nước cất. Loại bỏ nước cái và nước rửa.

6


+ Chuyển strychnin sang dạng muối sulfat: Cho một lượng nước vào tủa trên sao cho vừa
đủ ngập tủa, đun trong nồi cách thủy, vừa khuấy vừa nhỏ dung dịch H2SO43% cho đến
khi tủa tan hết, chỉnh pH = 4 - 4,5. Để kết tinh qua đêm. Lọc lấy tinh thể. Hút hết nước
cái rồi mới rửa bằng nước cất. Rửa tủa 2 lần, mỗi lần lượng nước rửa bằng khoảng lượng
tủa. Hút kiệt nước. Rải đều tinh thể trên đĩa thủy tinh. Sấy ở 60 - 700C đến khô (khoảng
60-90 phút).
4.3. Kiểm nghiệm Strychnin sulfat
4.3.1. Định tính
A. Hịa tan 0,02g chế phẩm với 1ml acid sulfuric đậm đặc (TT) trong một chén
sứ, thêm 1 hạt kali dicromat (TT) rồi lắc cẩn thận sẽ xuất hiện những vệt tím
và xanh biến mất nhanh.
B. Hòa tan 0,02g chế phẩm vào 5ml nước, thêm 1ml dung dịch bari clorid (TT)
sẽ xuất hiện tủa trắng khơng tan trong acid hydrocloric.

4.3.2. Định lượng
Cân chính xác khoảng 0,3g chế phẩm, hòa tan bằng cách đun nóng nhẹ, trong một hỗn
hợp trung tính với phenolphtalein gồm 10ml cồn và 5ml cloroform (TT). Định lượng bằng
dung dịch Natri hydroxyd 0,1N cho tới khi xuất hiện màu hồng nhạt (chỉ thị
phenolphtalein).
1ml dung dịch natri hydroxyd tương ứng với 0,03834g (C21H22O2N2)2.H2SO4.
Strychnin sunfat phải chứa ít nhất 88,8% (C21H22O2N2)2.H2SO4.

7


8