CETYLPYRIDINIUM CHLORIDE và ỨNG DỤNG TRONG dược PHẨM và mỹ PHẨM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC NƠNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ HỐ HỌC VÀ THỰC PHẨM BÁO CÁO MƠN HỌC CHẤT HOẠT ĐỘNG BỀ MẶT ĐỀ TÀI: CETYLPYRIDINIUM CHLORIDE VÀ ỨNG DỤNG TRONG DƯỢC PHẨM VÀ MỸ PHẨM GVHD: TS PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH SINH VIÊN: LÊ THỊ NGỌC MSSV: 18139117 Lớp: DH18HD Tp Hồ Chí Minh, ngày 20 tháng năm 2022 LỜI CẢM ƠN Lời em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS PHAN NGUYỄN QUỲNH ANH Trong q trình học tập tìm hiểu mơn học, em nhận đƣợc quan tâm giúp đỡ, hƣớng dẫn tận tình, tâm huyết Cơ giúp em tích lũy thêm nhiều kiến thức để có nhìn sâu sắc hoàn thiện sống Từ kiến thức mà Cơ truyền tải, em hồn thành đƣợc đồ án Bài đồ án tổng hợp lại kiến thức mà chúng em học tìm hiểu thêm Có lẽ kiến thức vô hạn mà tiếp nhận kiến thức thân ngƣời tồn hạn chế định Do q trình hồn thành báo cáo, chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Em mong nhận đƣợc góp ý đến từ để báo cáo đƣợc hồn thiện Kính chúc Cô sức khỏe, hạnh phúc thành công đƣờng nghiệp Xin cám ơn Cô ạ! NHẬN XÉT MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN NHẬN XÉT MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH DANH MỤC BẢNG BIỂU MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CETYLPYRIDINIUM CHLORIDE 1.1 Lịch sử nghiên cứu Cetylpyridinium chloride 1.2 Tên gọi Cetylpyridinium chloride [9] 1.3 Công thức cấu tạo định nghĩa CPC 1.4 Lợi ích CPC 1.4.1 Hoạt tính kháng khuẩn 1.4.2 Kiểm soát chảy máu chống chảy máu CPC 11 1.4.3 Khả làm mảng bám miệng 11 1.5 Độc tính 12 CHƢƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA CETYLPYRIDINIUM CHLORIDE 14 2.1 Một số tính chất hóa lí [31,32] 14 2.2 Độ tinh khiết, thành phần mã chất 14 2.3 Tạp chất / chất gây ô nhiễm kèm theo [33] 14 2.4 Hệ số phân tán[33] 15 2.5 Các thơng số kỹ thuật vật lý hóa học bổ sung [33] 15 2.6 Tính đồng tính ổn định 15 2.7 Nồng độ micelle tới hạn 16 CHƢƠNG ỨNG DỤNG CỦA CPC 17 3.1 Nƣớc súc miệng 17 3.2 Kem đánh 17 3.3 Viên nén Buccal 18 3.4 Nƣớc rửa tay 19 3.5 Khử trùng chất lỏng 20 3.6 CPC Dƣợc phẩm 20 CHƢƠNG 4: KẾT LUẬN 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO 22 DANH MỤC HÌNH Hình 1: Hình ảnh cơng thức cấu tạo Cetylpyridinium clorua Hình 2: Phương trình Hình 3: Phương trình Hình 4: Phương trình Hình 5: Phương trình Hình 6: Khả làm khoang miệng CPC 12 Hình 7: Nước súc miệng có chứa CPC 17 Hình 8: Hình ảnh sản phẩm kem đánh có chứa CPC 18 Hình 9: Hình ảnh viên nén Buccal 19 Hình 10: Hình ảnh sản phẩm nước rửa tay có chứa CPC 19 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Bảng phân loại ghi nhãn hóa chất (GHS) 13 Bảng Một số tính chất hóa lí CPC 14 MỞ ĐẦU Kháng kháng sinh vấn đề nghiêm trọng việc chăm sóc sức khỏe cộng đồng tồn giới Trong đề kháng thuốc kháng sinh thu hút quan tâm mạnh mẽ nhà nghiên cứu công chúng thập kỷ qua, vấn đề liên quan trực tiếp đến đề kháng thuốc sát trùng chất diệt khuẩn phần chƣa đƣợc lƣờng trƣớc Trong lĩnh vực nha khoa, thuốc sát trùng thƣờng đƣợc sử dụng dịch vụ chăm sóc chuyên nghiệp, nhƣng chúng đƣợc bao gồm nhiều sản phẩm chăm sóc miệng nhƣ nƣớc súc miệng thuốc tẩy trắng răng, dễ bán không cần kê đơn cho ngƣời tiêu dùng Mặc dù vậy, cộng đồng nha khoa có nhận thức nguy tiềm ẩn việc sử dụng thuốc sát trùng tràn lan, không đƣợc phản ánh chí có khả khơng cần thiết chăm sóc miệng Cetylpyridinium clorua (CPC), hợp chất amoni bậc bốn, đƣợc mô tả lần vào năm 1939, chất khử trùng đƣợc sử dụng phổ biến sản phẩm chăm sóc miệng đƣợc bao gồm loạt sản phẩm không kê đơn nhƣ nƣớc súc miệng nƣớc tẩy trang Mục đích tổng quan tóm tắt tài liệu CPC, đặc biệt tập trung vào chế hoạt động, hiệu kháng khuẩn màng sinh học, nguy tiềm ẩn việc đề kháng với chất khử trùng nhƣ chế Hơn nữa, công việc nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng nha khoa nguy kháng thuốc sát trùng nói chung hiệu kháng khuẩn màng sinh học, nguy tiềm ẩn việc đề kháng chất khử trùng nhƣ chế Hơn nữa, công việc nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng nha khoa nguy kháng thuốc sát trùng nói chung hiệu kháng khuẩn màng sinh học, nguy tiềm ẩn việc đề kháng chất khử trùng nhƣ chế Hơn nữa, công việc nhằm nâng cao nhận thức cộng đồng nha khoa nguy kháng thuốc sát trùng nói chung CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CETYLPYRIDINIUM CHLORIDE 1.1 Lịch sử nghiên cứu Cetylpyridinium chloride Cetylpyridinium clorua (CPC) Đƣợc gọi thức 1-hexadecylpyridinium clorua, CPC lần xuất tài liệu hóa học vào năm 1930 Dƣợc sĩ C Lee Huyck Đại học Xavier Louisiana (New Orleans) viết tài khoản đặc tính khử trùng vào năm 1944 [1] CPC xuất dƣới dạng muối màu be cho thấy khả hịa tan tốt nƣớc [2] Nó đƣợc tập hợp pyridin tích điện dƣơng nhóm đầu ƣa nƣớc kết hợp với chuỗi hexadecan làm chuỗi bên ƣa béo [3] Do cấu trúc phân tử này, CPC đƣợc đặc trƣng nhƣ chất hoạt động bề mặt lƣỡng tính [4] Hoạt động kháng khuẩn CPC lần đƣợc mô tả loạt nghiên cứu phịng thí nghiệm Wm Công ty S Merrell Cincinnati, Ohio, vào năm 1939 [5] C Lee Huyck ngƣời chứng minh tác dụng kìm khuẩn diệt khuẩn CPC vi khuẩn khoang miệng cách đo độ giảm pH nƣớc bọt sau nhai kẹo cao su có đƣờng [6] Trong thực hành nha khoa lâm sàng ngày nay, CPC chủ yếu đƣợc sử dụng nhƣ thành phần chống vi khuẩn sản phẩm không kê đơn nhƣ nƣớc súc miệng thuốc tẩy trắng răng, đƣợc bán thị trƣờng để giảm tích tụ mảng bám viêm nƣớu [7] Hơn nữa, kết hợp CPC với chất khử trùng khác nhƣ CHX hỗn hợp nhiều QAC với độ dài chuỗi bên khác đƣợc đề xuất năm gần để tăng khả hoạt động kháng khuẩn đƣợc áp dụng nƣớc súc miệng [8] 1.2 Tên gọi Cetylpyridinium chloride [9]  Tên / tên INCI : Cetylpyridinium clorua (tên INCI) Tên chia thành: cetyl- có nghĩa nhóm cetyl, dẫn xuất từ rƣợu cetyl lần đƣợc phân lập từ dầu cá voi ( tiếng Latinh : cetus ); + pyridinium dùng để cation [C H NH] , axit liên hợp pyridin ; clorua dùng để anion Cl -  Tên hóa học n-Hexadecylpyridinium clorua (tên IUPAC) Cetylpyridinium clorua; Hexadecylpyridinium clorua;  Số CAS: 123-03-5 6004-24-6 (monohydrat)  Các mã khác: EC số 204-593-9 RTECS số UU4900000 UNII số BR7T22E2S 1.3 Công thức cấu tạo định nghĩa CPC Cetylpyridinium clorua có cơng thức phân tử C 21 H 38 Cl N Công thức cấu tạo[10] Hình 1: Hình ảnh cơng thức cấu tạo Cetylpyridinium clorua Cetylpyridinium clorua hợp chất ion đƣợc tạo thành từ cation amoni bậc bốn anion clorua, nhƣ thể Nó chất hoạt động bề mặt cation Amoni bậc bốn tạo cation khơng có tính axit tính bazơ Bản chất thơm vòng pyridin, amoni bậc bốn thành phần hydrocacbon bão hịa dẫn đến phản ứng hóa học thấp chất này[11] Cetylpyridinium clorua chất rắn hút nƣớc màu trắng tạo thành monohydrat hấp thụ nƣớc đƣợc bán thị trƣờng với độ tinh khiết> 95% Cetylpyridinium clorua chất tổng hợp đƣợc sản xuất cách phản ứng pyridin cetyl clorua (1- clorohexadecan) nhiệt độ áp suất cao Phần lớn pyridine thƣơng mại đƣợc tạo thông qua phản ứng Chichibabin acrolein, formaldehyde amoniac, nhƣ đƣợc trình bày phƣơng trình [11,12] Hình 2: Phương trình Ethanol sinh học đƣợc hình thành thơng qua q trình lên men sinh khối nhƣ ngơ mía để tạo thành etanol có nguồn gốc sinh học [13] Sau đƣợc tạo thành, etanol metanol bị oxy hóa để tạo axetanđehit fomanđehit, tƣơng ứng nhƣ phƣơng trình [14] Acetaldehyde formaldehyde sau đƣợc kết hợp để tạo acrolein, đƣợc trình bày Phƣơng trình 4, tiếp tục phản ứng với formaldehyde amoniac để tạo thành pyridin thông qua phản ứng Chichibabin đƣợc mô tả Phƣơng trình Hình 3: Phương trình Hình 4: Phương trình Hình 5: Phương trình Cetyl clorua chất tổng hợp đƣợc hình thành thơng qua nhiều loại phản ứng khác nhau, sử dụng số nhóm chức hữu Cetyl clorua hợp chất alkyl halogenua đƣợc tổng hợp từ hexadecan gốc clo từ Cl2 thông qua chế gốc, hydro hóa 1- hexadecene vớiaxit clohydric (HCl), chất nucleophilic hoạt hóa rƣợu cetyl với clorua (Cl-) nguồn [14] 1.4 Lợi ích CPC 1.4.1 Hoạt tính kháng khuẩn CPC chất kháng khuẩn mạnh chống lại vi khuẩn Gram dƣơng Gram âm, vi rút, nấm tảo Nồng độ hiệu vi khuẩn nằm khoảng 0,05% đến 0,1% Trên nồng độ này, trở nên độc hại ngƣời đƣợc sử dụng nhƣ tác nhân điều trị Dƣới nồng độ này, hiệu nhƣ chất kháng khuẩn Nồng độ tốt mà tác dụng kháng khuẩn nhanh chóng nhƣng ngắn hạn đƣợc cung cấp 0,07% Phần lớn sản phẩm kháng khuẩn không kê đơn CPC có sẵn nồng độ này[15] Do hoạt tính kháng khuẩn rộng rãi này, đƣợc sử dụng nhƣ thành phần quan trọng nƣớc súc miệng để kiểm soát tác nhân gây bệnh miệng Nhƣ biết, khoang miệng dễ bị nhiễm trùng với nhiều vi khuẩn Gram dƣơng âm tính Các màng sinh học vi khuẩn hình thành khó loại bỏ cách sử dụng loại kem đánh nƣớc súc miệng thơng thƣờng có chứa chất hoạt động bề mặt[16] Vì vậy, để phá vỡ ngăn chặn phát triển thêm màng sinh học vi sinh vật, điều quan trọng phải tăng cƣờng sử dụng nƣớc súc miệng có chứa CPC Vì CPC cung cấp tác dụng kháng khuẩn với đặc tính chất hoạt động bề mặt, nên tiện lợi giá phải nhƣ giải pháp hoàn chỉnh cho tác nhân gây bệnh miệng[17] Khi so sánh với chlorhexidine tiêu chuẩn vàng, CPC khuếch tán vào thành phần ngoại CPC Bất kể phƣơng pháp điều trị gì, giảm số lƣợng nhanh chóng tự phát có hiệu đƣợc quan sát thấy vi khuẩn hiếu khí, coliform, salmonella E Coli CPC chất tẩy rửa gia cầm đƣợc chấp thuận Hoa Kỳ EU đƣợc tiếp thị Cecure cơng ty thực phẩm an tồn CHÚNG TA [21] 1.4.2 Kiểm soát chảy máu chống chảy máu CPC CPC có hoạt tính antiplaque ngồi tác dụng kháng khuẩn[22] Hoạt động antiplaque đƣợc đóng góp thành phần cation CPC Đó thành phần cation dễ dàng liên kết với protein nội dịch tích điện âm, tạo mảng bám mơ miệng Khi gia tăng mảng bám gây bệnh viêm nha chu mãn tính[23] Phƣơng pháp học để khắc phục loại bỏ mảng bám đánh Nhƣng khó thực bệnh nhân bị bệnh nha chu Vì vậy, việc sử dụng nƣớc súc miệng với đánh thúc đẩy q trình vệ sinh miệng hồn tồn Nƣớc súc miệng có khả thâm nhập vào mô miệng cách hiệu quả[24] Chất antiplaque đƣợc sử dụng rộng rãi loại nƣớc súc miệng thƣờng có chlorhexidine tiêu chuẩn vàng[25] Nhƣng việc sử dụng lâu dài loại nƣớc súc miệng có chứa chlorhexidine làm đổi màu răng, lƣỡi, parageusia cịn gây phản ứng kích ứng, mẫn cảm niêm mạc miệng[26] CPC giải pháp thay tốt hiệu cho chlorhexidine[27] Vì CPC tƣơng đối hiệu việc kiểm sốt mảng bám chlorhexidine, tạo tác dụng phụ thuận tiện sử dụng lâu dài CPC làm giảm số lƣợng vi khuẩn gây mảng bám bệnh nha chu, đồng thời loại bỏ xuất viêm nƣớu chứng hôi miệng[28] 1.4.3 Khả làm mảng bám miệng Khoang miệng có mùi cịn tích tụ sinh sơi số loại vi khuẩn Việc tạo thở có mùi từ khoang miệng đƣợc gọi chứng miệng Tình trạng thật đáng xấu hổ dẫn đến rối loạn lo âu nghiêm trọng không đƣợc điều trị cách Vi khuẩn lƣỡi có bề mặt khơng phẳng dễ dàng mắc kẹt vi khuẩn lâu ngày khoang miệng Sau thời gian trì, chúng tạo mùi hôi tạo hợp chất lƣu huỳnh dễ bay CPC đƣợc biết làm giảm nồng độ hợp chất lƣu huỳnh dễ bay 11 cách ngăn chặn tích tụ sinh sôi vi khuẩn tạo mùi hôi khoang miệng[29] Công thức kem đánh thƣờng chứa chất hoạt động bề mặt anion chất làm Trong thiết kế CPC có chứa nƣớc súc miệng Điều quan trọng phải xem xét tƣơng tác có CPC với chất hoạt động bề mặt tích điện âm Vì CPC thành phần mang điện tích dƣơng, nên chế đằng sau hoạt động antiplaque liên kết với bề mặt tích điện âm Tƣơng tác xảy với chất hoạt động bề mặt anion dẫn đến giảm hoạt tính antiplaque, khơng đáp ứng đƣợc u cầu kem đánh [30] Hình 6: Khả làm khoang miệng CPC 1.5 Độc tính Có liệu ảnh hƣởng cetylpyridinium chloride sức khỏe ngƣời Cetylpyridinium chloride đƣợc báo cáo gây kích ứng mắt da tiếp xúc gây buồn nơn nôn ăn phải[31] Cetylpyridinium clorua đƣợc khuyến nghị sử dụng nồng độ thấp (≤ 1,0%) ngâm dung dịch làm lạnh nƣớc uống đƣợc sử dụng ứng dụng sau làm lạnh, theo quy định FDA[11] Quá trình tiếp tục xử lý ngâm máy làm lạnh, rửa nƣớc, dự kiến loại bỏ phần lớn cetylpyridinium clorua khỏi bề mặt đƣợc xử lý Tuy nhiên, cetylpyridinium clorua cịn sót lại đƣợc phát bề mặt đƣợc xử lý điểm 12 cuối trình chế biến dự kiến đƣợc tìm thấy nồng độ 2,9–25,9 mg / kg da gia cầm Nồng độ tối đa đƣợc báo cáo 25,9 mg / kg đƣợc tìm thấy bề mặt thịt dẫn đến nồng độ trung bình 2,3 mg / kg cetylpyridinium clorua thịt qua xử lý Tuy nhiên, cetylpyridinium clorua khơng đƣợc tìm thấy thịt khơng có bề mặt, với mức phát 0,19 g / g Do đó, việc sử dụng cetylpyridinium chloride nhƣ đƣợc kiến nghị không gây lo ngại an toàn cho ngƣời[32] Tuy nhiên, cetylpyridinium clorua đậm đặc dự kiến gây độc cho ngƣời[31] Cetylpyridinium chloride đƣợc xác định chất độc hại theo Hệ thống toàn cầu phân loại ghi nhãn hóa chất (GHS), nhƣ đƣợc mô tả bảng Bảng Bảng phân loại ghi nhãn hóa chất (GHS) 13 CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT CỦA CETYLPYRIDINIUM CHLORIDE 2.1 Một số tính chất hóa lí [31,32] Bảng Một số tính chất hóa lí CPC 2.2 Độ tinh khiết, thành phần mã chất Đặc điểm kỹ thuật độ tinh khiết: ≥97% Cetylpyridinium clorua khan (CPC) đƣợc xác định cách chuẩn độ hệ hai lớp clohydrat nƣớc với natri tetraphenyl bo sử dụng màu xanh bromophenol làm chất thị Phƣơng pháp phƣơng pháp USP để xác định CPC khan 2.3 Tạp chất / chất gây ô nhiễm kèm theo [33] Kim loại nặng tối đa 20 ppm Khơng có tạp chất có liên quan đến độc hại sinh học độc hại sinh thái tạp chất vƣợt g / kg CPC cấp kỹ thuật 14 2.4 Hệ số phân tán[33] Log Pow = 1,71 (đƣợc tính tốn) Log Pow = 1,78 (giá trị đo đƣợc) 2.5 Các thông số kỹ thuật vật lý hóa học bổ sung [33] Điểm sơi: 77-83 ° C - không áp dụng đƣợc, phân hủy 234 ° C, chất bị phân hủy trƣớc đun sơi / 5,5x10-6 Pa (phân tử khơng tích điện 25 ° C) (đƣợc tính tốn) ~ 0,370g/ ml (khối lƣợng riêng) Phổ UV_Vis (200-800 nm): pH có tính axit: độ hấp thụ 0,4990 (ở λ 259,28 nm) 0,5391 (ở bƣớc sóng λ 214,03 nm); hệ số hấp thụ mol tƣơng ứng:4322,1 4669,5 PH trung tính: độ hấp thụ 0,5068 (ở λ 259,20 nm) 0,5437 (ở λ 214,14 nm); hệ số hấp thụ mol tƣơng ứng: 4389,7 4709,3 PH bản: độ hấp thụ 0,5068 (ở bƣớc sóng λ 259,23 nm); hệ số hấp thụ mol tƣơng ứng: 4389,7 2.6 Tính đồng tính ổn định Phân hủy nhiệt 234 ° C CPC đƣợc chứng minh ổn định điều kiện bảo quản bình thƣờng Ngƣời ta biết hợp chất amoni bậc bốn phân huỷ nhiệt độ cao trình khử Hoffman Trong trƣờng hợp CPC, phân hủy tạo thành hexadecan pyridin-HCl Nhiệt độ để xảy suy giảm khoảng 130 ° C Tính ổn định CPC monohydrat đƣợc chứng minh thông qua chƣơng trình thử nghiệm độ ổn định Nhà cung cấp kiểm tra diện hexadecan cetyl clorua mẫu CPC khoảng thời gian năm Hexadecane cetylchloride