Nghiên cứu phân lập và nhận dạng cấu trúc alkaloid trong dịch chiết từ lá vông nem (erythrina orientalis l. fabaceae) Thừa Thiên Huế - Trần Thị Văn Thi

225 TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 65, 2011 NGHIÊN CỨU PHÂN LẬP VÀ NHẬN DẠNG CẤU TRÚC ALKALOID TRONG DỊCH CHIẾT TỪ LÁ VÔNG NEM (ERYTHRINA ORIENTALIS L. FABACEAE) THỪA THIÊN HUẾ Trần Thị Văn Thi, Trần Thanh Minh Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế TÓM TẮT Hàm lượng alkaloid toàn phần trong lá vông nem (Erythrina orientalis L. Fabaceae) Thừa Thiên Huế là 0,18% (so với hàm khô). Đã phát hiện 10 alkaloid trong cao lá. Trong đó, 2 alkaloid đã được phân lập và nhận dạng cấu trúc bằng LC-MS, UV-VIS and 1H-NMR. Chúng là erythrartine và erythrartine N- oxide. Những alkaloid này chưa từng được phát hiện trong lá vông nem (Erythrina orientalis L. Fabaceae) trước đây. 1. Mở đầu Vông nem - Erythrina orientalis L. (tên gọi khác Erythrina variegata L.) là một loài vông mọc hoang hoặc trồng phổ biến ở Việt Nam. Lá Vông nem có chứa nhiều alkaloid, từ lâu đã được nhân dân ta sử dụng để ăn hoặc sắc uống chữa bệnh kém ăn, mất ngủ, thần kinh suy nhược. Alkaloid toàn phần trong lá vông nem có tác dụng kháng khuẩn, trợ tim, gây ngủ, an thần [1]. Một số cơ sở y tế hiện đang sử dụng cao lá Vông nem kết hợp với một số vị dược liệu khác để làm thuốc [2, 3]. Trên thế giới đã có một số công trình nghiên cứu về alkaloid của các loài Vông nem khác ở Ấn độ [4], Philippin [5], Mỹ [6], nhưng chỉ tập trung vào alkaloid trong vỏ thân cây, hoa và hạt, mà không quan tâm nhiều đến alkaloid trong lá. Chúng tôi nghiên cứu phân lập và nhận dạng cấu trúc alkaloid trong lá vông nem nhằm góp phần nâng cao giá trị sử dụng của các alkaloid trong dược liệu này. 2. Thực nghiệm 2.1. Xử lý sơ bộ lá vông nem và xác định độ ẩm Lá vông nem được thu hái ở một số địa điểm trong thành phố Huế. Sau khi thu hái về, lá được loại bỏ cuống, rửa sạch, để khô ngoài không khí, sau đó sấy khô ở 60 0C trong 4 giờ và bóp vụn thành bột. Bột lá được dùng làm mẫu để chiết alkaloid. Độ ẩm của mẫu được xác định bằng phương pháp khối lượng [7]. 2.2. Chiết xuất alkaloid toàn phần Bột lá được làm ẩm bằng etanol 960, NH4OH 12,5% và chiết ngâm kiệt bằng etanol 960. Dịch chiết được cất loại dung môi đến cắn, hòa tan cắn bằng H2SO4 2%, lọc lấy dịch 226 lọc (các alkaloid lúc này ở dạng muối, không tan được trong CHCl3). Đem dịch lọc loại tạp bằng CHCl3, rồi đưa về pH = 9-10 bằng NH4OH đậm đặc (các alkaloid lúc này ở dạng base tự do, tan được trong CHCl3) và chiết lấy alkaloid bằng CHCl3. Lọc dịch chiết CHCl3 qua giấy lọc có Na2SO4 khan, rửa giấy lọc và Na2SO4 khan bằng CHCl3, rồi bốc hơi CHCl3 (cô cất ở 50 0C) thu được cắn alkaloid toàn phần [1, 7, 8]. 2.3. Định lượng alkaloid toàn phần tinh khiết Định lượng alkaloid toàn phần tinh khiết trong cắn alkaloid toàn phần bằng phương pháp chuẩn độ acid – base [1]. 2.4. Phân lập các cấu tử alkaloid Sử dụng các phương pháp: chiết phân đoạn trong các môi trường pH khác nhau, chiết phân đoạn bằng các dung môi có độ phân cực khác nhau, sắc ký cột và sắc ký lớp mỏng để phân lập các cấu tử alkaloid từ cắn alkaloid toàn phần. - Chiết phân đoạn trong các môi trường pH khác nhau: cắn alkaloid toàn phần được hòa tan trong H2SO4 2%, sau đó lần lượt chuyển lên các phân đoạn pH = 2, pH = 6 và pH = 9 bằng dung dịch NH4OH đậm đặc và chiết bằng chloroform [1, 8]. - Chiết phân đoạn cắn alkaloid toàn phần bằng các dung môi có độ phân cực khác nhau theo phương pháp chiết rắn - lỏng, định tính bằng thuốc thử Dragendorff. - Sắc ký cột: cột sắc ký được nhồi theo phương pháp nhồi ướt với đường kính 2 cm và chiều cao 20 cm. Chất hấp phụ là silica gel (Merck, cỡ hạt 0,063 – 0,200 mm), rửa giải lần lượt bằng các dung môi và hệ dung môi có độ phân cực tăng dần. - Sắc ký bản mỏng: sử dụng bản mỏng nhôm silica gel GF254 tráng sẵn của Merck, độ dày 0,25 mm. Triển khai với hệ dung môi CHCl3 : CH3OH : NH4OH (50 : 9 : 1 theo thể tích). Thuốc hiện màu là hơi iod hoặc thuốc thử Dragendorff. 2.5. Xác định cấu tạo của alkaloid - Xác định độ tinh khiết và định tính bằng sắc ký lỏng - khối phổ LC-MSD- Trap-SL (Agilent); điều kiện sắc ký: dung môi methanol - nước (85:15), thời gian 35 phút, tốc độ dòng 1 ml/phút, cột ODS-C18, detector DAD, bước sóng 284 nm; điều kiện ghi phổ khối: Nguồn ion EFI, khí làm khô N2 (nhiệt độ khí 350 0C, áp suất 30 psi, lưu lượng khí 15 lít/phút). Chân không 2,5.10-5 mmbar. Điện thế (năng lượng detector) 1118 V. - Định tính cấu tạo bằng phổ MS, phổ 1H-NMR Brucker Avance 500 MHz, dung môi DMS; phổ mô phỏng được xây dựng trên phần mềm Chemdraw Ultra 8.0 (ChemOffice), phổ UV-VIS. 227 3. Kết quả và thảo luận 3.1. Hàm lượng alkaloid toàn phần và số cấu tử alkaloid trong lá Vông nem Từ 1604 g nguyên liệu lá Vông nem khô (độ ẩm trung bình 9,97%), bằng phương pháp chiết ngâm kiệt, sau khi tinh chế thu được 4,05 g cắn alkaloid toàn phần với độ tinh khiết 70,02% theo phương pháp chuẩn độ acid - base, tỷ lệ alkaloid tinh khiết so với hàm khô là 0,18%. Các giá trị Rf của các cấu tử trong alkaloid toàn phần từ sắc ký đồ được trình bày trên cột (2), bảng 1 cho thấy cắn alkaloid toàn phần có chứa 10 cấu tử trong giới hạn phát hiện của sắc ký bản mỏng. 3.2. Phân lập các cấu tử alkaloid Kết quả chiết các phân đoạn alkaloid ở pH khác nhau, sau đó chiết bằng cloroform cho thấy rằng các cấu tử alkaloid trong lá vông nem đều có tính base yếu, không tạo muối ở pH=2. Tiến hành chiết phân đoạn cắn alkaloid toàn phần lần lượt bằng các dung môi có độ phân cực tăng dần từ n - hexan đến methanol, kết quả thể hiện trên cột (3), bảng 1. Như vậy, các alkaloid trong lá Vông nem có độ phân cực rất gần nhau, do đó không thể phân lập bằng các dung môi tinh khiết. Bảng 1. Một số tính chất của các alkaloid thành phần trong dịch chiết của lá Vông nem (SKBM: sắc ký bản mỏng, SKC: sắc ký cột) (1) STT (2) Rf (SKBM) (3) Chiết lên trong dung môi (4) Phân đoạn rửa giải (SKC) 1 0,84 n- hexane 2 0,77 benzene, chloroform 3 0,70 benzene, chloroform chloroform : methanol (5,5 :1) 4 0,61 chloroform 5 0,56 chloroform 6 0,49 benzene 7 0,43 chloroform 8 0,38 chloroform 9 0,31 chloroform methanol 10 0,23 chloroform 228 Bằng sắc ký cột kết hợp với sắc ký bản mỏng điều chế, đã phân lập và tinh chế được hai cấu tử có Rf = 0,70 (3,0 mg) và Rf = 0,31 (1,4 mg). 3.3. Nhận dạng cấu trúc của các alkaloid đã phân lập Cấu tử Rf (SKBM) = 0,70: tinh thể hình kim, màu vàng nhạt, thời gian lưu trên LC là 12,13 phút, phổ MS có các mảnh ion: 330,0 ([M+H]+), 283,1; 192,1; 127,0 và 113,1; phổ UV – VIS có các cực đại hấp thụ: 285; 255 và 230 nm. Cấu tử Rf (SKBM) = 0,31: tinh thể hình kim, màu vàng nhạt, thời gian lưu trên LC là 12,60 phút, phổ MS có các mảnh ion: 346,0 ([M+H]+), 330,1 và 316,1; phổ UV – VIS có các cực đại hấp thụ: 285 và 230 nm. Từ kết quả LC-MS cho thấy, cấu tử Rf = 0,70 tương ứng với alkaloid erythrartine (C19H23NO4) và cấu tử Rf = 0,31 chính là alkaloid erythrartine N-oxide (C19H23NO5). Các Erythrina alkaloid được ghi nhận trên LC nhờ chất chuẩn nội là các alkaloid ở cùng dãy dienoid Erythrina hay alkenoid Erythrina. Mặt khác, phổ khối đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong việc xác định các Erythrina alkaloid [9]. Mọi phân tích chi tiết phổ khối của một loạt các Erythrina alkaloid đã chứng tỏ rằng, mảnh ưu tiên của các alkaloid dạng dienoid và lactonic tương ứng với sự bẻ gãy nhóm metyl hay nhóm metoxy từ nhóm metoxy tại C3. Các alkaloid dạng alkenoid phân mảnh theo một cách khác, nhưng khuynh hướng chung đều là tạo thành hệ liên hợp dài hơn. Kết quả phân mảnh phổ khối của cấu tử mà chúng tôi tách được (hình 1 và hình 2) là hoàn toàn phù hợp với cơ chế phân mảnh của các Erythrina alkaloid có cấu trúc dienoid [9]. Hình 1. Sơ đồ phân mảnh của cấu tử erythratine erythrartine m/z = 330 m/z = 283 N OH CH3O CH3O CH3O -e H N OH CH3O CH3O CH3O + N O CH3O CH3O CH3O H + N CH3O CH3O -O -OCH3 m/z = 329 229 Các Erythrina alkaloid thu được đều có số mảnh ion rất ít do đã tạo hệ liên hợp bền. Điều này phù hợp với tài liệu [9]. Ngoài ra, phổ UV-VIS của các cấu tử này có các cực đại hấp thụ tại các bước sóng max = 285 nm; 230 nm, đó là các cực đại hấp thụ của nhân thơm có chứa 2 nhóm metoxy và hệ dien liên hợp [5]. Phổ 1H-NMR của erythrartine N- oxide có các peak ứng với  (ppm): 8,50 (d) của =CH-; 6,80 – 7,00 (s, s) của =CH benzen; 6,70 (d) của =CH-, 6,60 (s) của =CH-; 5,80 (s) của -CH- bậc 3; 4,10 (s) của –OCH3; 3,82 (s) của –OCH3; 3,70 (d) của –CH2-; 3,50 (s) của -OCH3; 3,40 (s) của –CH- bậc 3; 3,20 – 3,40 (s, s) của các –CH2-; 3,30 (s) của -OH; 2,50(d) của –CH2-; 2,45 (d) của –CH2- hoàn toàn phù hợp với phổ mô phỏng và đã được chúng tôi quy kết phù hợp với mỗi hydro tại các vị trí trong công thức cấu tạo của erythrartine N- oxide. Hình 2. Sơ đồ phân mảnh của cấu tử erythrartine N- oxide Dienoid Erythrina alkaloid erythrartine và erythrartine N- oxide đã được phát hiện trong hoa của loài E. mulungu của Philippin [5]. Ngoài ra, cấu tử erythrartine N- oxide đã được phát hiện từ dịch chiết hạt của loài E. berteroana của Mỹ bằng phương pháp GC/MS [6], nhưng chưa có công trình nào xác định chúng có mặt trong lá của loài Vông nem Erythrina orientalis L. (hay Erythrina variegata L.) Việt Nam [10]. 4. Kết luận - Hàm lượng alkaloid toàn phần trong lá vông nem là 0,18% (so với hàm khô). Trong cắn alkaloid toàn phần có 10 cấu tử trong giới hạn phát hiện của sắc ký bản mỏng. Các cấu tử alkaloid trong lá vông nem đều có tính base yếu và có độ phân cực gần nhau. - Đã phân lập được 2 cấu tử có Rf = 0,70 (3,0 mg) là erythrartine và Rf = 0,31 (1,4 mg) là erythrartine N- oxide. Hai cấu tử này đã được phát hiện trong hoa của loài E. mulungu, Philippin và trong hạt của loài E. berteroana, Mỹ, nhưng chưa có công trình nào xác định chúng có mặt trong lá của loài Vông nem Erythrina orientalis L. (hay Erythrina variegata L.) Việt Nam. m/z = 345 m/z = 316 m/z = 330 N OH CH3O CH3O CH3O +N OH CH3O CH3O CH3O O +N CH2 OH CH3O CH3O CH3O H + H+ -O -CH2 + 230 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Thanh Kỳ, Nguyễn Thị Tâm, Trần Văn Thanh, Bài giảng dược liệu, Nxb. Y học, 2002. [2]. Dược phẩm OPC, viewid=35&idloai=9&viewopt=text. [3]. Dược phẩm TW 5 Danapha, product&dtd=sub&id=185. [4]. Ghosal S., Dutta S. K., Bhattacharya S. K., Erythrina – Chemical and Pharmacological Evaluation II: Alkaloids of Erythrina variegata L. J. of Pharmaceutical Sciences, Vol. 61(8), (1972), 1274 – 1277. [5]. Sarragiotto M. E. , Filho H. L., Marsaiolo A., Erysotrine-N-oxide and erythrartine-N- oxide, two novel alkaloids from Erythrina mulungu, Can. J. Chem., 59, (1981), 2771 – 2775. [6]. Soto-Hernandez M., Jackson Anthony H., Erythrina Alkaloids: Isolation and Characterisation of Alkaloids from Seven Erythrina Species, Planta Med., 60, (1994), 175 – 177. [7]. Bộ Y tế, Dược điển Việt Nam III, Nxb. Y học, 2002, 503-504. [8]. Nguyễn Văn Đàn, Nguyễn Viết Tựu, Phương pháp nghiên cứu hóa học cây thuốc, Nxb. Y học, 1985. [9]. Chawla A. S., Kapoor V. K., Erythrina alkaloids, Handbook of Plant and Fungal Toxicants, 1997, 37 – 46. [10]. Arthur W., Craig R. Elevitch, Erythrina variegata (coral tree), www.traditionaltree.org, 2004. STUDY ON ISOLATION AND STRUCTURE IDENTIFICATION OF ALKALOIDS IN FOLIUM EXTRACT OF ERYTHRINA ORIENTALIS L. FABACEAE COLLECTED IN THUA THIEN HUE Tran Thi Van Thi, Tran Thanh Minh College of Sciences, Hue University SUMMARY The content of alkaloids of dry weight is 0,18% in folium of Erythrina orientalis L. Fabaceae collected in Thua Thien Hue. There were ten alkaloids found in folium extract. Two of them were isolated and identified by LC-MS, UV-VIS and 1H-NMR. They were erythrartine and erythrartine N- oxide. These alkaloids have not been defined in folium of Erythrina orientalis L. Fabaceae in the past.