1. Введення

Натуральний порошок артемізиніну 63968-64-9 – це лікарська рослина, яка вже більше 2000 років використовується в традиційній китайській медицині для лікування багатьох захворювань, зокрема малярії. Артемізинін є основним компонентом екстракту Artemisia annua. Виділення артемізиніну з Artemisia annua L. і характеристика його протималярійного ефекту в 1970-х роках було розпочато китайськими вченими, що вважається одним із найважливіших досягнень у боротьбі з малярією в наш час. Порошок артемізиніну широко використовується в галузі харчової, фармацевтичної та косметичної галузі.

Артемізин - це органічна сполука з молекулярною формулою C15H22O5 і відносною молекулярною масою 282,34. [1]

Артемізинін - безбарвний голчастий кристал з температурою плавлення 156-157 градусів. Він легко розчинний у хлороформі, ацетоні, етилацетаті та бензолі, розчинний у етанолі та ефірі, слабо розчинний у холодному петролейному ефірі та майже нерозчинний у воді. Завдяки особливій перекисній групі він нестійкий до нагрівання та легко розкладається під впливом вологи, тепла та відновлюючих речовин. [1]

Артемізинін є найефективнішим препаратом для лікування стійкості до малярії. Комбінована терапія на основі артемізиніну також є найбільш ефективним і важливим засобом лікування малярії в даний час. Але в останні роки, з поглибленням досліджень, інші ефекти артемізиніну також були виявлені та застосовані все більше і більше, такі як протипухлинна, лікування легеневої гіпертензії, проти діабету, ембріотоксичність, протигрибкова, імунна регуляція, противірусна [{{ 1}}], протизапальну, проти фіброзу легень, антибактеріальну, серцево-судинну та інші фармакологічні ефекти [2].

У жовтні 2015 року Ту Юйоу разом з двома іншими вченими отримала Нобелівську премію з фізіології та медицини за внесок у створення нових ліків від малярії — артемізиніну та дигідроартемізиніну. [5

Фон дослідження

Малярія є однією з найдавніших хвороб людини, і вона все ще є важливою проблемою охорони здоров’я, яка викликає широке занепокоєння та потребує негайного вирішення у всьому світі.

У 1631 році італійський місіонер Агостіно Салумбріно отримав від перуанців у Південній Америці ефективні ліки для лікування лихоманки – кору кори перуанського дерева та привіз її назад до Європи для лікування лихоманки. Незабаром виявилося, що ліки справляли очевидний полегшувальний ефект при періодичній лихоманці.

У 1820 році П’єр Жозеф, французький хімік, і Жозеф Б’єнайм е Кавенту, вчений-фармацевт, виділили ефективний інгредієнт для лікування малярії з кори хінного дерева і назвали його хініном.

У 1944 році американські хіміки-органіки Роберт Вудворд і Вільям Дьорінг вперше успішно синтезували хінін. Відтоді вчені постійно вдосконалювали протималярійні препарати, утворюючи ароматичні та гетероциклічні метаноли, представлені хініном, 4-амінохіноліни, представлені хлорохіном, і гетероциклічні амінофеноли, представлені амодиахіном. Ці протималярійні препарати відіграли важливу роль у боротьбі з малярією у людей. Однак із широким і тривалим використанням ліків поступово виникла проблема лікарської резистентності малярійних паразитів.

На початку 1960-х років Plasmodium falciparum розвинув стійкість до хлорохіну в деяких регіонах, особливо в Південно-Східній Азії. У той час, з поступовим загостренням війни у В’єтнамі, напад стійкої до хлорохіну малярії falciparum вразив ворогуючі сторони, що призвело до значного скорочення бойових сил. З цією метою Сполучені Штати інвестували багато людських і матеріальних ресурсів для вивчення малярії з основною метою пошуку нових протималярійних препаратів. Серед них Армійський науково-дослідний інститут Уолтера Ріда Сполучених Штатів перевірив понад 200 000 сполук з кінця 1960-х років. Через обмежені умови В'єтнам не може розробити нові ліки, тому він звернувся до Китаю з проханням допомогти вирішити проблему боротьби з малярією. Китайська сторона направила дослідників для проведення польових досліджень і надання допомоги протягом майже двох років, розуміючи терміновість і складність боротьби з малярією.

Відкриття артемізиніну

З 21 травня по 1 червня 1971 року в Гуанчжоу проходив Національний симпозіум з боротьби з малярією та її профілактики. Після симпозіуму Пекінський інститут традиційної китайської медицини реорганізував дослідницьку групу. Ту Юйо все ще був лідером групи, а члени команди Чжун Юрон продовжували видобувати традиційну китайську медицину. Лан Ліньфу та Лю Цзюфу проводили досліди на тваринах. Відповідно до записів перевірки препаратів Пекінського інституту традиційної китайської медицини, рівень пригнічення артемізиніну становив 12 відсотків 26 липня 1971 року (№ 16), 40 відсотків 1 вересня (№ 114) і 100 відсотків 4 жовтня (№ 191). З січня 1971 року команда Ту Йо Йоу почала видобувати велику кількість ефірного екстракту артемізії однорічної та завершила тест на токсичність на собаках наприкінці червня того ж року. Щоб якнайшвидше провести клінічне випробування, хоча результати тесту на токсичність ефірного екстракту артемізинін на собаках у тому році все ще залишаються суперечливими, Ту Юйоу, Ланг Ліньфу, Юе Фенсянь і Чжан Гуожень, Янь Шучан, Пан Хенцзе , Чжао Айхуа і Фан Веньсянь послідовно приймали нейтральний екстракт артемізинінового ефіру двома порціями в різних дозах без очевидних токсичних і побічних ефектів.

8 березня 1972 року Ту Юю, як представник Пекінського інституту традиційної китайської медицини, виступив із доповіддю під назвою «Використання думки Мао Цзедуна для керівництва вивченням протималярійної китайської трав’яної медицини» на засіданні «Національного офісу 523». у Нанкіні та повідомили про результати 100-відсоткового пригнічення малярії щурів і малярії мавп нейтральним неочищеним екстрактом артемізинінового ефіру, що привернуло увагу всіх учасників. Згідно з даними, Tu Youyou був натхненний традиційною китайською медициною та народним висловом «вичавити сік». З огляду на те, що ефективні інгредієнти можуть бути в ліпофільній частині, вона перейшла на екстракцію ефіром, що значно покращило ефективність Artemisia annua для тварин з 30 до 40 відсотків до понад 95 відсотків.

У серпні 1972 року Ту Юйоу очолив групу, яка провела випробування клінічної ефективності нейтрального екстракту ефіру артемізинін на острові Хайнань. Протягом цього періоду Ні Муюн розробив попередню обробку хроматографічної колонки, щоб знову покращити протималярійний ефект нейтральної частини ефірного екстракту Artemisia annua. Чжун Юронг дізнався з літератури, що силікагелева колонка є більш ефективною для розділення нейтральних сполук, тому він і його помічник Цуй Шулянь використовували колонкову хроматографію на силікагелі та градієнтне елюювання петролейним ефіром-етиловим ефіром (пізніше змінено на петролейний ефір-етилацетат) відповідно до до методу, описаного в літературі, для відділення нейтрального ефірного екстракту на основі попередньої обробки Ni Muyun.

8 листопада 1972 року для розділення використовували колонку з силікагелем, вироблену Шанхайською реагентною фабрикою, а потім для елюювання багато разів використовували петролейний ефір і етилацетат-петролейний ефір (різні пропорції). Спочатку було отримано невелику кількість голчастих кристалів під номером «голчастий кристал I» (№ 1 або голка 1); Кількість голчастих кристалів, що елююються згодом, є "голчастий кристал II" (№ 2 або голка 2); Пізніше був отриманий інший квадратний кристал під номером «Кристал III» (№3 або квадратний кристал). На початку грудня того ж року тест на малярію на мишах довів, що єдиним ефективним мономером із протималярійною дією є «голчастий кристал II». Відтоді, коли Пекінський інститут традиційної китайської медицини повідомив «Національний офіс 523», він змінив ефективний інгредієнт протималярійного «голчастого кристала II» на «артемізинін II», іноді також відомий як артемізинін. Пізніше Пекінський інститут традиційної китайської медицини назвав «артемізинін II» артемізиніном.

2. Основна функція

1. Антималярійний порошок артемізиніну має вбивчу дію на паразита в еритроцитах, він може швидко пригнічувати зрілість паразита;

2. Антибактеріальний, артемізинін має ефект проти вірусу грипу;

3. Протипаразитарний, артемізинін на роль проти шистосомозу та лептоспірозу.

3. Застосування

1. Натуральний порошок артемізиніну 63968-64-9, який використовується в харчовій галузі, порошок артемізиніну може виступати в якості сировини для чаю для зменшення мокротиння;

2. Застосовується у фармацевтичній галузі, він стає новим протираковим препаратом з низькою токсичністю;

3. Застосовується в косметичній сфері, він може активізувати кровообіг і видалити напій.

4. Специфікація

Предмети	Вимоги	Результати
опис
Зовнішній вигляд:	Білий або майже білий кристалічний порошок.	Відповідає
Розчинність	Добре розчинний в ацетоні та крижаній оцтовій кислоті, розчинний у метанолі, етанолі, розведеному етанолі, ефірі або петролейний ефір, практично нерозчинний у воді	Відповідає
Точка плавлення	150-153 ступінь	150.9-151.8 градусів
Специфічний оптичний обертання	плюс 75 градусів - плюс 78 градусів	плюс 77,1 градус
Ідентифікація
Кольорова реакція	Утворюється фіолетовий колір	Відповідає
Кольорова реакція	Утворюється насичений фіолетово-червоний колір	Відповідає
ВЕРХ	Час утримування основного піку в підготовці тесту повинен збігається з робочим стандартом, отриманим за допомогою тесту ВЕРХ	Відповідає
ІК	ІЧ-спектр зразка повинен бути узгоджується з ІЧ-спектром робочого стандарту артемізиніну	Відповідає
Тести
Споріднені речовини (ВЕРХ)	Артемізитен Менше або дорівнює 0,15 відсотків {{0}}епімер артемізиніну Менше або дорівнює 0,3 відсотка Будь-яка окрема домішка Менше або дорівнює {{0}}.15 відсотків Загальна кількість домішок Менше або дорівнює 1,0 відсотку	{{0}}.07 відсотка NA 0,1 відсотка 0.75 відсотків

5. Блок-схема

Сировина→Очищення→Збій→Екстракт→Фільтр→Концентрат→Сушка розпиленням→Тестування→Упаковка

Хімічний синтез

Синтез артемізиніну з R-( plus ) - цитронеллала

Синтез артемізиніну з R - ( plus ) - цитронеллала [11]

У 1983 році хімік HofheinzW та інші відкрили метод хімічного синтезу артемізиніну завдяки хімічним дослідженням. Використовуючи (-) - 2-ізобутанол як сировину, проміжний продукт був отриманий шляхом введення кисневих груп за допомогою реакції фотоокислення, а потім кінцевий продукт був синтезований за допомогою реакції циклізації. У синтезі сесквітерпенових лактонів є дві основні стадії, що обмежують швидкість: згортання та циклізація вихідних сесквітерпенових ядер; Процес утворення сесквітерпенових лактонів, що містять пероксимістки.

У 1986 році китайський вчений Чжоу Вейшань синтезував артемізинін з R-(плюс)-цитронеллала. Однак через складні етапи синтезу та низький загальний вихід, навіть менше 1 відсотка, оцінка доцільності індустріалізації ще не була реалізована.

Біосинтез

Артемізинін міститься в квітках і листках китайської фітотерапії Artemisia annua, але не в стеблах. Це терпенова сполука з дуже низьким вмістом, і її біосинтетичний шлях дуже складний.

Зараз відомо, що біосинтез артемізиніну може здійснюватися трьома способами. Один полягає у збільшенні вмісту артемізиніну шляхом регулювання ключових ферментів, що контролюють біосинтез артемізиніну та додавання попередників біосинтезу; Другий — активувати гени, контрольовані ключовими ферментами, і значно підвищити вміст артемізиніну; Третє — використання генної інженерії для зміни ключових генів для підвищення ефективності ферментів, якими вони керують.

У процесі біосинтезу на вміст артемізиніну значною мірою впливають фізіологічні та екологічні фактори, такі як світло, екзогенні гормони, диференціація бруньок тощо. Температура також має великий вплив на біосинтез. За допомогою експериментальних досліджень виявлено, що вміст артемізиніну в розсаді артемізиніну збільшується до 68 відсотків при 40 градусах після 36-годинної обробки.

Окрім артемізиніну, інші рослини також можуть синтезувати артемізинін. У 2011 році дослідники синтезували артемізинін з тютюну. Порівняно з традиційними хімічними методами, кількість хімічних реагентів, що використовуються в цьому методі, значно скорочена, що є корисним для захисту навколишнього середовища. Рецептором цього методу біосинтезу є тютюн, який відносно широко поширений у Китаї. Тому джерело сировини відносно багате. Однак деякі реакційні субстрати в процесі синтезу артемізиніну з тютюну не ясні, і їх необхідно розробити. Проте цей синтетичний метод має хороші перспективи промислового застосування. [11]

Ген артемізиніну імплантується в Escherichia coli, і трансформована Escherichia coli виробляє проміжну сполуку, яка може стати сировиною для артемізиніну - артемізинінової кислоти після кількох етапів обробки. Після введення в дріжджі спеціального ферменту дріжджі перетворювали згадану вище проміжну сполуку в артемізинін. Технологічний ланцюжок виробництва артемізиніну через мікробну промисловість в основному склався. Це означає, що ціна на артемізинін впаде на 90 відсотків. [12]

Екстракція та очищення

Процеси розділення та очищення в основному включають екстракцію за допомогою розчинника, екстракційну перекристалізацію, екстракцію надкритичним CO2 і екстракційну хроматографію розчинником.

Метод екстракції розчинником і перекристалізації зазвичай використовує метод розчинника бензину, метод етанолу та метод екстракції лужної води та метод кислотного осадження для виробництва, що значно підвищує ефективний коефіцієнт використання артемізинінових рослин.

Лужна водна екстракція та метод кислотного осадження: візьміть певну кількість сухого порошку гілок і листя Artemisia annua і додайте його в етанол для перемішування та екстракції, щоб отримати розчин для екстракції етанолом, висушіть його при зниженому тиску та розчиніть в ефірі. водний двофазний розчин для отримання артемізиніну та артемізиніну відповідно. Вихід артемізиніну за цим методом становить 90 відсотків, а ступінь вилучення артемізиніну становить 57 відсотків.

Метод етанолу: візьміть певну кількість висушеного порошку гілок і листя Artemisia annua, замочіть його в розведеному етанолі на 24 години, отримайте етаноловий екстракт, введіть його в пристрій безперервної екстракції, а потім екстрагуйте його бензиновим розчинником, що містить бензол і етил. ацетату для отримання спиртової фази та фази екстракції, які можна повторно використовувати, фазу екстракції знебарвлюють активованим вугіллям, фільтрують і відновлюють розчинник, а потім отримують концентрований розчин, а потім охолоджують і кристалізують для отримання грубих кристалів артемізиніну, а потім перекристалізувати з етанолом для отримання готового артемізиніну. Цей метод має такі переваги, як високий вихід, низька вартість, менша кількість кроків, проста робота та безпека.

Метод з бензиновим розчинником: візьміть певну кількість сухого порошку гілок і листя Artemisia annua, замочіть його 8-10 разів у 120 # бензиновому розчиннику 3 рази, отримайте екстракт бензинового розчинника, потім розтисніть і сконцентруйте його та помістіть для кристалізації , отримайте неочищений артемізинін, промийте його невеликою кількістю 120 # розчинника бензину багато разів і кристалізуйте 50-відсотковий етаноловий спирт 2-3 рази, нарешті отримайте білий голчастий кристал артемізиніну. Цей спосіб простий і зручний у масовому виробництві.

Існує три методи екстракції для екстракційної хроматографії розчинником, а саме: хроматографія на колонці з ацетоном і силікагелем, хроматографія на колонці з низькокиплячим бензином - ультракоротка груба сферична розширена хроматографія на силікагелі та екстракція етаном - хроматографія на колонці етан/ацетонітрил - силікагель.

6. Кваліфікація

Після багатьох років виробництва наша компанія отримала відповідну ліцензію на виробництво.

ISO