Bộ y tế Kỹ thuật sản xuất dợc phẩm Tập I Kỹ thuật sản xuất thuốc phơng pháp tổng hợp hóa dợc v chiết xuất dợc liệu Sách đào tạo dợc sỹ đại học M số: Đ.20.Z.09 Chủ biên: PGS.TS Tõ Minh Kỗng Nhμ xt b¶n y häc Hμ nội - 2007 Chỉ đạo biên soạn Vụ Khoa học & Đo tạo, Bộ Y tế Chủ biên: PGS.TS Từ Minh Koóng Những ngời biên soạn: ThS Nguyễn Văn Hân KS Nguyễn Việt Hơng TS Nguyễn Đình Luyện PGS.TS Đỗ Hữu Nghị Hiệu đính: KS Nguyễn Việt Hơng Tham gia tổ chức thảo: TS Nguyễn Mạnh Pha ThS Phí Văn Thâm â Bản quyền thuộc Bộ Y tế (Vụ Khoa học & Đo tạo) Lời giới thiệu Thực số điều Luật Giáo dục, Bộ Giáo dục v Đo tạo v Bộ Y tế đà ban hnh chơng trình khung đo tạo đối tợng l Dợc sỹ đại học Cao đẳng điều dỡng Bộ Y tế tổ chức biên soạn ti liệu dạy học môn sở, chuyên môn v chuyên ngnh theo chơng trình nhằm bớc xây dựng sách chuẩn chuyên môn để đảm bảo chất lợng đo tạo nhân lực y tế Sách Kỹ thuật sản xuất dợc phẩm đợc biên soạn dựa chơng trình giáo dục cao đẳng điều dỡng Trờng Đại học Điều dỡng Nam Định sở chơng trình khung đà đợc phê duyệt Sách đợc ThS Trơng Tuấn Anh, nh giáo giầu kinh nghiệm v tâm huyết với công tác đo tạo biên soạn theo phơng châm: Kiến thức bản, hệ thống; nội dung xác, khoa häc, cËp nhËt c¸c tiÕn bé khoa häc, kü thuËt đại v thực tiễn Việt Nam Sách Kỹ thuật sản xuất dợc phẩm đà đợc Hội đồng chuyên môn thẩm định sách v ti liệu dạy học chuyên ngnh Cử nhân điều dỡng v Cao đẳng điều dỡng Bộ Y tế thẩm định vo năm 2006 Bộ Y tế định ban hnh l ti liệu dạy học đạt chuẩn chuyên môn ngnh y tế giai đoạn 2006-2010 Trong trình sử dụng, sách phải đợc chỉnh lý, bổ sung v cập nhật Bộ Y tế xin chân thnh cảm ơn ThS Trơng Tuấn Anh, công tác Bộ môn Điều dỡng thần kinh tâm thần Trờng Đại học Điều dỡng Nam Định đà ginh nhiều công sức hon thnh sách ny, cảm ơn TS Đinh Đăng Hoè, PGS.TS Ngô Đăng Thục đà đọc, phản biện để sách đợc hon chỉnh, kịp thời phục vụ cho công tác đo tạo nhân lực y tế Vì lần đầu xuất bản, mong nhận đợc ý kiến đóng góp đồng nghiệp, bạn sinh viên v độc giả để lần xuất sau đợc hon thiện Vụ Khoa học v Đo tạo Bộ Y tế Lời nói đầu Cuốn giáo trình "Kỹ thuật sản xuất dợc phẩm" đợc biên soạn để giảng cho sinh viên Dợc hệ đại học vo học kỳ đà đợc xuất lần thứ năm 2001, gồm tập Theo chơng trình cũ, thời lợng giảng dạy môn học ny l so với kiến thức chung Dợc sỹ đại học Đặc biệt tình hình nay, sau cã nghÞ qut cđa Bé ChÝnh trÞ (NQ-46/BCT2005) phát triển Công nghiệp Dợc đất nớc tình hình mới, phải u tiên phát triển công nghiệp sản xuất nguyên liệu lm thuốc, trọng Công nghiệp Hóa dợc v Công nghệ Sinh học Ban chơng trình nh trờng định tăng thêm đơn vị học trình cho học phần "Sản xuất thuốc Công nghệ sinh học" Bộ môn đà biên soạn lại để xuất giáo trình gồm tập Cả ba tập có tên chung giáo trình: Kỹ thuật sản xuất dợc phẩm Giáo trình đợc biên soạn theo hai nội dung: Kỹ thuật sản xuất nguyên liệu lm thuốc Kỹ thuật sản xuất dạng thuốc thnh phẩm Trong đó: Nội dung thø nhÊt gåm tËp lμ: * TËp Kü thuật sản xuất thuốc phơng pháp tổng hợp hóa d−ỵc vμ chiÕt xt d−ỵc liƯu * TËp Kü thuật sản xuất thuốc phơng pháp sinh tổng hợp Néi dung thø hai gåm tËp lμ: * TËp Kỹ thuật sản xuất dạng thuốc So với lần xuất trớc, tác giả biên soạn đà cố gắng chắt lọc kiến thức chủ yếu ®Ĩ cung cÊp cho ng−êi häc hiĨu ®−ỵc ngμnh khoa häc võa hÊp dÉn võa quan träng nμy Tuy nhiªn, với nội dung phong phú, đa dạng v thời lợng hạn chế nên sâu đợc Vì giáo trình không tránh khỏi thiếu sót Các tác giả mong nhận đợc góp ý đọc giả để chỉnh sửa cho lần xuất sau đợc hon chỉnh Xin chân thnh cảm ơn Bộ môn Công nghiệp Dợc Trờng Đại học Dợc H Nội Mơc lơc Lêi giíi thiƯu Lêi nãi đầu Phần I Kỹ thuật tổng hợp hóa dợc 11 Chơng Một số kiến thức chung công nghiệp hoá dợc 11 Đại cơng TS Nguyễn Đình Luyện 11 Đặc điểm công nghiệp hoá dợc 12 Phơng pháp nghiên cứu sản xuất thuốc 14 Nguồn nguyên liệu công nghiệp hoá dợc 17 Chơng Nitro hoá Đại cơng 24 TS Nguyễn Đình Luyện 24 Cơ chế phản ứng nitro hoá 24 Tác nhân nitro hoá 26 Các yếu tố ảnh hởng đến phản ứng 27 Cách tiÕn hμnh ph¶n øng 28 Nitrozo hãa 29 Thiết bị phản ứng v an ton lao động 29 Mét sè vÝ dơ 29 Ch−¬ng Sulfo hãa Đại cơng 32 TS Nguyễn Đình Luyện 32 Cơ chế phản ứng 33 Tác nhân sulfo hóa 34 Điều kiện trình sulfo hóa 37 Khả ứng dụng phản ứng 38 Cách tiến hnh phản ứng 39 Tách acid sulfonic từ hỗn hợp phản ứng 40 Một số ví dụ 40 Chơng Halogen hóa Đại cơng Cơ chế phản ứng 42 TS Nguyễn Đình Luyện 42 43 Tác nhân halogen hóa 45 Mét sè vÝ dơ 47 Ch−¬ng Alkyl hãa Đại cơng 49 TS Nguyễn Đình Luyện 49 Các tác nhân alkyl hóa 50 Các loại alkyl hóa 51 Các yếu tố ảnh hởng đến trình alkyl hóa 53 Cách tiến hnh phản ứng 54 Mét sè vÝ dơ 54 Ch−¬ng Acyl hãa 56 Đại cơng TS Nguyễn Đình Luyện 56 Tác nhân acyl hoá 58 Cơ chế phản ứng 59 Mét sè u tè cÇn chó ý trình acyl hoá 60 Một số ví dụ 61 Chơng Ester hoá Đại cơng 63 TS Nguyễn Đình Luyện 63 Cơ chế phản ứng 65 Các yếu tố ảnh hởng đến trình ester hoá 66 Các phơng pháp chuyển dịch cân cho phản ứng ester hoá 69 Một số ví dụ 70 Chơng Phản ứng thuỷ phân Đại cơng 72 TS Nguyễn Đình Luyện 72 Cơ chế phản ứng thuỷ phân 72 Các tác nhân thuỷ phân 73 Các phản ứng thuỷ phân v chế phản ứng 74 Thiết bị phản øng thủ ph©n 80 Kü tht an toμn lao ®éng 81 Mét sè vÝ dơ 81 Ch−¬ng Oxy hoá 83 Đại cơng TS Nguyễn Đình Luyện 83 Cơ chế phản ứng oxy hoá 84 Các tác nhân oxy hoá 86 Các phản ứng oxy hoá 89 Thiết bị phản ứng oxy ho¸ 92 Kü thuËt an toμn qu¸ tr×nh oxy hãa 92 Mét sè vÝ dơ 92 Chơng 10 Khử hoá Đại cơng 95 TS Nguyễn Đình Luyện Tác nhân khử hoá 95 96 ứng dụng phản ứng khử hoá 104 Hydro phân 109 Một số ví dụ 109 Chơng 11 Diazo hoá Đại cơng 112 TS Nguyễn Đình Luyện 112 Đặc điểm muối diazoni 113 Cơ chế phản ứng diazo hoá 113 Các yếu tố ảnh hởng đến trình diazo hoá 115 Nguyên tắc tiến hnh diazo hoá 116 Các phản øng cđa mi diazoni 117 ThiÕt bÞ vμ an ton lao động 119 Ví dụ 120 Chơng 12 Phản ứng ngng tụ Đại cơng 121 TS Nguyễn Đình Luyện Các loại phản ứng ngng tụ 122 Chơng 13 Phản ứng chuyển vị Đại cơng 121 128 TS Nguyễn Đình Luyện 128 Cơ chế phản ứng chuyển vị anion -1,2 129 Các loại phản ứng chuyển vị 129 Phần II Kỹ thuật chiết xuất dợc liệu 145 Chơng 14 Một số kiến thức chiết xuất dợc liệu 145 Nguyên liệu chiết xuất KS Nguyễn Việt Hơng Một số trình xảy chiết xuất dợc liệu 146 148 Những yếu tố ảnh hởng đến trình chiết xuất dợc liệu 151 Các phơng pháp chiết xuất 157 Thiết bị chiết xuất 161 Chơng 15 Một số trình thờng gặp giai đoạn tinh chế Lắng KS Nguyễn Việt Hơng 177 177 Läc 181 KÕt tinh 187 HÊp phô 192 Chơng 16 Kỹ thuật sản xuất số nguyên liệu dới dạng cao thuốc 199 Khái niệm cao thuốc ThS Nguyễn Văn Hân 199 Phân loại cao thuốc 200 Kĩ thuật điều chế 200 Các tiêu chất lợng cao thuốc 206 Bảo quản, ghi nh·n 206 Mét sè vÝ dô cao thuèc 207 Chơng 17 Chiết xuất alcaloid Đại cơng alcaloid 208 PGS TS Đỗ Hữu Nghị 208 Tính chất chung alcaloid 209 Các phơng pháp chung chiết alcaloid 210 Các phơng pháp tách alcaloid dới dạng tinh khiÕt 213 ChiÕt xuÊt mét sè alcaloid 215 Chơng 18 Chiết xuất hoạt chất có nguồn gốc tự nhiên khác 242 PGS TS Đỗ Hữu Nghị ChiÕt xuÊt artemisinin vμ acid artemisinic tõ c©y hao hoa vμng 242 10 ChiÕt xuÊt rutin tõ hoa hoè 249 Ti liệu tham khảo 251 ã Đóng gói: Trong lọ kín, tránh sánh sáng ã Kiểm nghiệm: Theo DĐVN 5.5 Sản xuất alcaloid mà tiền 5.5.1 Đại cơng Cây mà tiền (Strychnnos nux vomica) l gỗ thân ®øng cao 5-12 m Ngoμi c©y m· tiỊn, ë n−íc ta có số loi mà tiền dây leo thân gỗ khác nớc ta mà tiền (Strychnos nux vomica) chØ mäc ë c¸c vïng nói phÝa Nam Các loi mà tiền khác mọc hầu hết tỉnh vùng núi nh Cao Bằng, Lạng Sơn, Tuyên Quang, Hòa Bình, Bắc Giang, Sơn La, Nghệ An, H Tĩnh, Quảng Trị Nguyên liệu chủ yếu sử dụng chiết xuất schychnin l hạt mà tiền Tuy nhiên alcaloid ny phân bố vỏ v số loi mà tiền có 5.5.2 Thnh phần hãa häc Trong h¹t m· tiỊn (Strychnos nux vomica L) cã chøa tõ 2-5% alcaloid, chñ yÕu lμ schychnin, brucin, ngoi có số alcaloid khác nh α-colubrin, β-colubrin, vomicin N R1 Strychnin: R1 R2 - H R1 R2 -OCH3 Brucin: H H R2 N H O α − colubrin: R1 H; R2 - OCH3 β − colubrin: R1 -OCH3 ; R2 H H H O O N CH3 R1 R2 R3 R1 R2 -H R1 R2 N R3 - OCH3 Novaxin: -H Vomixin: O O R3 - OH 237 5.5.3 S¶n xuÊt strychnin sulfat a Sơ đồ qui trình chiết xuất: Hình 17.10 Hạt m tiền Sấy, xay, cân Sữa vôi Kiềm hoá, 24 Bột hạt mà tiền Làm tơi, đảo, hong khô Dung môi Chiết nóng Bột hạt mà tiền đà kiềm hoá Bà dợc liệu Dd H2SO4 3% Tạo muối SO4 ,khuấy trộn Dịch chiết Dung môi thu hồi Để phân lớp, gạn Dd Na2CO3 bÃo hoà Kiềm hoá, pH = 11 Pha nớc acid Nớc Để kết tủa, lọc Tủa alcaloid toàn phần Nớc (brucine) Dd HNO3 3% Tạo muối nitrat pH=4,5 c¸i N−íc cÊt Hoμ tan, c¸ch thủ Tinh thĨ strychnin NO3 Than ho¹t Dd mi strychnin NO3 B· than ho¹t TÈy mμu, khy 10 Läc nãng Dd Na2CO3 bÃo hoà Kiềm hoá, pH = 11 Dịch lọc Nớc Để kết tinh, lọc Tủa strychnin Nớc Dd H2SO4 3% Tạo muối SO4, pH = 4,5 Để kÕt tinh, läc, hót kiƯt Tinh thĨ strychnin SO4 SÊy, cân, kiểm nghiệm, đóng gói Sản phẩm Strychnin sulfat Hình 17.10 Sơ đồ qui trình chiết xuất strychnin sulfat từ hạt mà tiền 238 b Mô tả giai đoạn sản xuất ã Chuẩn bị nguyên liệu: Hạt mà tiền sau chọn đợc loại tốt sấy khô 60 - 800C đem xay thnh bột thô ã Kiềm hóa: Bột hạt mà tiền đợc trộn với dung dịch nớc sữa vôi, đảo kỹ tạo thnh bột nhÃo Vun thnh đống ủ khoảng 24 Sau đảo, trộn lm tơi v lm khô ã Chiết xuất: Nguyên tắc chiết: Chiết nóng 90-100oC Bằng phơng pháp ngợc dòng gián đoạn có khuấy trộn Dung môi chiết l dầu hoả ã Tiến hnh chiết: Nạp bột dợc liệu đà kiềm hóa vo thiết bị chiết, đổ dung môi, khuấy trộn để dung môi tiếp xúc tốt với dợc liệu Cấp nhiệt để đảm bảo nhiệt độ chiết khoảng 1000C Rút dịch chiết sau chiết đủ thời gian qui định ã Tinh chế: Acid hóa tạo muối sulfat tan nớc alcaloid: Cho dung dịch H2SO4 3% vo thiết bị phân ly có khuấy đựng dịch chiết vừa rút Khuấy 10 ®Ĩ hai pha tiÕp xóc tèt víi Để yên cho phân lớp (cho tới hai lớp lại l đợc) Gạn riêng dung môi, thu hồi dung môi để chiết cho mẻ sau (xử lý cách kiềm hóa, khuấy kỹ, pH = 6-7, để lắng, gạn bỏ cặn Pha acid tách đa vo xử lí tiếp giai đoạn sau Kiềm hóa tạo tủa alcaloid ton phần: Lớp nớc acid đợc trung ho dung dịch Na2CO3 bÃo hòa, đến pH 10-11 alcaloid toμn phÇn sÏ kÕt tđa Läc lÊy tđa b»ng phƠu Buchner (có thể dùng máy vẩy để thu tủa) Rửa tủa lần, lần lợng nớc cho vừa đủ ngập tủa Loại bỏ nớc v nớc rửa Tạo muối nitrat alcaloid (loại brucin): Nguyên tắc loại brucin: Tạo muối nitrat alcaloid pH = 4-4,5 Để strychnin nitrat kết tinh Thử brucin: Nhỏ giọt HNO3 đặc vo vi hạt tinh thể, có brucin thấy xt hiƯn mμu hång − TiÕn hμnh: Hoμ tđa alcaloid ton phần vo lợng nớc vừa đủ cho vừa đủ ngập tủa, đun nồi cách thuỷ, vừa khuấy vừa nhỏ dần dung dịch HNO3 239 vo cho ®Õn kÕt tña tan hÕt vμ pH = - 4,5 (chó ý nÕu ®· ®đ pH mμ vÉn cha tan hết kết tủa cho thêm nớc cất nữa, dung dịch bị loÃng phải cô bớt để tạo dung dịch bÃo hòa) Để kết tinh qua đêm tạo tinh thể hình kim, thờng kết thnh chïm Läc qua phƠu Buchner Rưa tinh thĨ lÇn b»ng n−íc cÊt l¹nh − TÈy mμu b»ng than ho¹t: Để tẩy mu trớc tiên phải ho tan tủa vo lợng nớc cất vừa đủ đun nồi cách thuỷ khuấy cho tan hết Sau thêm than hoạt vo, khuấy 10 phút Lọc nóng Tạo sản phÈm lμ strychnin sulfat: Mn chun alcaloid tõ d¹ng mi ny sang dạng muối khác ta phải chuyển qua dạng base Chuyển sang dạng base: Kiềm hóa dịch läc trªn b»ng Na2CO3 b·o hoμ, võa nhá võa khuÊy hết sủi bọt v pH=10-11 Để nguội cho kÕt tđa (kho¶ng 30 phót) Läc lÊy tđa base, rưa b»ng n−íc cÊt Chun sang d¹ng mi sulfat: Cho thêm vo tủa lợng vừa đủ nớc cất đặt nồi cách thuỷ, vừa khuấy vừa nhỏ dung dÞch H2SO4 3% vμo vμ chØnh pH = - 4,5 Để nguội kết tinh qua đêm Lọc lấy tinh thĨ rưa b»ng n−íc cÊt Sau rưa chó ý hút kiệt nớc để sấy cho nhanh Đem sấy khô ë 60 - 700C kho¶ng 100-150 Chó ý đảo tơi lên để sấy cho nhanh khô N−íc c¸i sau läc tËp trung thu håi strychnin ã Đóng gói: Trong lọ kín, tránh ánh sáng, dán nhÃn độc bảng A, nguyên chất ã Kiểm nghiệm: Theo DĐVN Tự lợng giá Nêu định nghĩa v phân bè cđa alcaloid thùc vËt Tr×nh bμy tÝnh chất chung alcaloid Trình by phơng pháp chiết alcaloid Trình by phơng pháp tách alcaloid dới dạng tinh khiết Các alcaloid nhóm atropin: trình by cấu trúc, tính chất, tác dụng dợc lý Tr×nh bμy qui tr×nh chiÕt xuÊt hyoscyamin, atropin, scopolamin Các alcaloid thuốc phiện: nêu tính chất, cấu trúc, tác dụng dợc lý 240 Trình by qui trình chiết xuất alcaloid thuốc phiện: morphin, codein Berberin, palmatin, rotundin: trình by tính chất, cấu trúc, tác dụng dợc lý 10 Berberin, palmatin, rotundin: vẽ sơ đồ qui trình, mô tả giai đoạn sản xuất 11 Quinin, quinidin: trình by tính chất, cấu trúc, tác dụng dợc lý 12 Quinin sulfat: vẽ sơ đồ qui trình sản xuất v mô tả giai đoạn sản xuất 13 Strychnin: trình by cấu trúc, tác dụng dợc lý 14 Strychnin sulfat: vẽ sơ đồ qui trình sản xuất v mô tả giai đoạn sản xuất 241 Chơng 18 Chiết xuất hoạt chất có nguồn gốc tự nhiên khác Mục tiêu Sau học xong chơng ny, sinh viên phải trình by đợc: Các thnh phần hoá học chủ yếu có THHV Cấu tróc cđa artemisinin C¸c tÝnh chÊt lý hãa chđ yếu artemisinin Các phơng pháp chiết artemisinin từ THHV Cấu trúc rutin v phơng ph¸p chiÕt rutin tõ hoa h ChiÕt xt artemisinin vμ acid artemisinic tõ c©y hao hoa vμng 1.1 Đại cơng hao hoa vng Chi Artemisia có 300 loi v thờng đợc sử dụng lm gia vị, thuốc trừ sâu v l nguồn nguyên liệu sản xuất tinh dầu A vulgaris đợc sử dụng y học cổ truyền Trung Quốc lm thuốc điều trị đau dy, nhức đầu, ỉa chảy, sốt, thấp khớp, viªm phỉi A absinthium cã chøa absinthe, mét chÊt ma tuý có tác dụng gây ngủ v l ngn cung cÊp tinh dÇu sư dơng xoa bãp v đau dy A annua, sống hng năm vùng có khí hậu ôn ho có hầu nh khắp lÃnh thổ Trung quốc Mỹ mọc hoang chủ yếu dọc theo sông ë c¸c bang New York, New Jersey, Maryland, Virginia, vμ Tây Virginia Tuy nhiên, ngời ta cho không cã nguån gèc ë Mü Nã còng mäc hoang ë Nam T cũ, Hungari, Bungari, Rumani, Italia, Pháp, Tây Ban Nha, Thổ Nhĩ Kỳ, Arhentina v Liên Xô cũ Các nghiên cứu Trung Quốc, ấn Độ, Thổ Nhĩ Kỳ, Australia với mục đích nâng cao hm lợng artemisinin hao hoa vng Mặc dù hao hoa vng mọc Trung Quốc đợc công bố có hm lợng đến 0,9% nhng nói chung hao hoa vng mọc nơi khác có khoảng 0,1% artemisinin Hm lợng artemisinin cao phần ë phÇn ngän (50 cm tõ phÇn ngän trë xuèng) v thời điểm trớc hoa Vì 242 artemisinin có với hm lợng thấp nên ngời ta phát có hm lợng cao v tìm cách nâng cao hm lợng Ngoi ngời ta tìm cách tổng hợp nó, nhng trình tổng hợp phức tạp v khả đa vo ứng dụng Tuy nhiên ta sử dụng hợp phần khác hao hoa vng lm nguyên liệu bán tổng hợp artemisinin có nhiều triển vọng 1.2 Các thnh phần hoá học khác hao hoa vng Giá trị artemisinin lm thuốc kháng sốt rét đà thúc đẩy nghiên cứu thnh phần khác có hao hoa vng Artemisiten, đợc phát lần nhờ HPLC-EC (Detector điện hoá) v sau đợc ph©n lËp tõ c©y hao hoa vμng víi hiƯu suất thấp Sau đợc tổng hợp từ acid artemisinic Ho¹t tÝnh chèng sèt rÐt cđa nã in-vitro thấp artemisinin Ngoi ngời ta chiết xuất từ THHV loạt hợp chất sesquiterpen v hợp chất hữu khác nh acid artemisinic (Qinghao acid), Qinghaosu I (arteannuin A), Qinghaosu IV, Qinghaosu V (arteannuin E), Qinghaosu III (deoxyartemisinin), artemisinilacton (arteannuin F), artemisiten (dehydroartemisinin), methylether cña acid artemisinic, arteannuin C, Qinghaosu II (arteannuin B), artemisinin G, epidesoxyarteannuin B, artemisinol, vμ acid epoxyartemisinic TÊt c¶ sesquiterpen đợc phân lập từ THHV có liên hệ mật thiết với v có đặc trng l có mặt bé khung cis-decalin ph©n tư cđa chóng H CH3 H O H HO2C H3C O Desoxyartemisinin CH3 H H O CH2 H3C CH3 H HO2C CH2 O CH2 Arteannuin C H H3C O CH3 H O O CH3 CH2 O O O H3C H O Acid artemisinic H H O H3C H3C CH3 H H2C CH3 COOCH3 O Artemisiten Acid epoxyartemisinic Acid artemisinic methylester 243 H CH3 HO O O CH2 O Arteannuin E CH3 H O O CH3 O Qinghaosu IV O Artemisinin G H3C OH H O CH3 CH3 H3C H O H O H3C O O H3C H CH3 H O Arteannuin A 1.3 ChiÕt xuÊt artemisinin tõ c©y THHV 1.3.1 CÊu tróc vμ tÝnh chÊt cđa artemisinin CÊu tróc 14 CH3 H H 15 H3C O O O 10 CH3 H H H O 12 11 CH3 13 O Đánh số theo hệ thống vòng khung carbon theo số tác giả Trung Quèc H3C O O O 13 5a 12a 8a 12 H O 10 CH3 11 O Đánh số theo Merck Index Chemical Abstract Hiện cách đánh số theo Merck Index v Chemical Abstract thông dụng Artemisinin l sesquiterpenlacton Phân tư artemisinin cã 15 nguyªn tư carbon vμ nguyªn tử oxy tạo hệ thống vòng liên hợp A, B, C, D Vòng A l vòng cyclohexan dạng ghÕ, vßng D lμ mét delta-lacton vμ vßng B, C l dị vòng no chứa oxy 244 Tính chất artemisinin Artemisinin l tinh thể hình kim không mu bột kết tinh trắng có điểm chảy 156-1570C (có ti liệu viết 153-1540C), suất quay cực 66,30 (C = 1.64, CHCl3) Phổ hồng ngoại có đỉnh hấp thụ 1745 cm–1 (deltalacton) vμ ë 772, 831, 881, 1115 cm-1 (peroxyd) Artemisinin tan nhiÒu etanol, aceton, cloroform, Ýt tan n-hexan, benzen, toluen v hầu nh không tan nớc, dễ bị thủy phân v phân hủy dung môi phân cực nhiệt độ cao, nhiên dung môi không phân cực bền vững Artemisinin tinh khiết bền vững dới tác dụng nhiệt độ, không bị phân hủy nhiệt độ chảy v không biến đổi nhiệt độ cao độ chảy 500C vòng phút, tinh chế phơng pháp thăng hoa Artemisinin dễ bị phân hủy môi trờng acid, kiềm 1.3.2 Một số phơng pháp đợc sử dụng chiết artemisinin v acid artemisinic Mặc dầu artemisinin đợc phân lập Trung Quốc (có thể l Nam T cũ) nhng công bố phơng pháp chiết artemisinin phòng thí nghiệm lại l Klayman v cộng Lá hao hoa vng phơi khô đợc chiết với dung môi petrolether (30-600C) Dịch chiết đợc cô đặc v ho tan lại cloroform, thêm acetonitril vo để kết tủa hợp chất trơ nh đờng v sáp Sắc ký dịch cô đặc cột silicagel triển khai dung môi cloroform-ethylacetat Theo dõi dung dịch giải hấp phụ cđa s¾c ký cét b»ng s¾c ký líp máng hiƯn mu iod Phần dịch giải hấp thụ có hμm l−ỵng artemisinin cao cã thĨ kÕt tinh tõ cyclohexan từ cồn 50% El Feraly v cộng đà mô tả kỹ thuật chiết tách artemisinin quy mô sản xuất nh sau: Lá THHV khô đợc chiết hexan Chỉ sử dụng lm nguyên liệu chiết thân v cnh hao chiếm đến 80% trọng lợng nhng artemisinin có với tỷ lệ thấp Dịch chiết đợc phân bố hai pha lỏng không đồng tan để cô đặc v loại bỏ tạp chất Giai đoạn trung gian ny cải thiện hiệu giai đoạn tách sắc ký cột Việc phân bố dịch chiết hexan đợc đợc thực cách sử dơng hexan vμ acetonitril-n−íc Cø g cỈn sư dơng 12 ml hexan vμ vμ ml acetonitril 20% n−íc Kết giai đoạn phân bố ny l hầu nh− toμn bé artemisinin chun sang pha acetonitril vμ l−ỵng chất rắn chuyển sang pha acetonitril 32-36% lợng cặn ban đầu Nồng độ cao artemisinin mẫu đa vo sắc ký cột lm tăng khả tách v tăng hiệu lm việc cột Trớc cất loại acetonitril cần loại bỏ nớc Loại bỏ nớc thực phơng pháp thông thờng nh cất đẳng phí với benzen cồn tuyệt đối sư dơng natri sulfat khan Cã thĨ sư dơng mét phơng 245 pháp đơn giản, hiệu v rẻ tiền để loại nớc cách lm bÃo ho pha acetonitril nớc natri clorid, sau loại bỏ phần nớc muối tách Pha acetonitril đợc bốc hơi, thu đợc cặn dầu mu vng nâu có tỷ lệ artemisinin giu lần có dịch chiết Vì pha acetonitril cịng giμu acid artemisinic nªn cã thĨ kÕt tinh mét phần acid artemisinic Do loại 10% chất rắn pha acetonitril trớc đa vo sắc ký cột Sắc ký cột đợc thực với tỷ lƯ chÊt tan: chÊt hÊp phơ = 1: 10 cho kết tốt Nếu không lm giai đoạn phân chia tỷ lệ ny l 1: 44 Hỗn hợp dung môi chạy cột l hexan với tỷ lệ ethylacetat từ 10 đến 20% Khi chạy sắc ký cột acid artemisinic bị rửa giải trớc sau l artemisinin, nhng acid artemisinic đà bị loại phần lớn trớc nên artemisinin thu đợc tinh khiết Quá trình sắc ký cột đợc thực nh sau: Cột sắc ký đợc nạp silicagel Lợng silicagel nhồi cột phụ thuộc vo lợng hỗn hợp chứa artemisinin đa vo tách, theo tỷ lệ hỗn hợp chứa artemisinin: silicagel = 1:10 Hỗn hợp chứa artemisinin đợc ho tan aceton vμ lun víi mét l−ỵng silicagel (theo tû lƯ hỗn hợp chứa artemisinin: silicagel = 1:1) Để cho bay hết dung môi v nạp vo phần cột Quá trình rửa giải artemisinin v acid artemisinic từ cột đợc thực qua giai đoạn sau: Chạy SKC sử dụng hệ dung môi ethylacetat: hexan = 10:100 lợng dung dịch rửa giải rút thĨ tÝch cét (thĨ tÝch silicagel cét nhåi) PhÇn dung dịch rửa giải ny chứa acid artemisinic) Tiếp tục chạy SKC hệ dung môi ethylacetat: hexan = 15:100 v thu lợng dung dịch rửa giải thể tích cột, phân đoạn đầu chứa acid artemisinic = 0,65 thể tích cột v phân đoạn sau chøa artemisinin = 0,35 thĨ tÝch cét TiÕp tơc chạy SKC hệ dung môi etyl acetat: hexan = 20:100 vμ rót 1,5 thĨ tÝch cét dung dÞch rửa giải Phần ny có chứa artemisinin Bốc dung môi phân đoạn chứa acid artemisinic v artemisinin thu đợc acid artemisinic v artemisinin Có thể kết tinh lại dung môi khác để thu đợc sản phẩm tinh khiết Cột sử dụng đợc nhÊt lÇn Tr−íc sư dơng lÇn tiÕp theo cột đợc rửa 1,5 thể tích ethylacetat Khi sử dụng cột lần 2, hệ dung môi chạy phải đợc giảm độ phân cực, cụ thể l giảm lợng ethylacetat xuống 8,13 v 18% Hỗn hợp ethylacetat/hexan sư dơng l¹i sau lμm khan b»ng Na2SO4 vμ điều chỉnh thnh phần hỗn hợp 246 Việt Nam, từ năm 1990 đà nghiên cứu chiết artemisinin ë quy m« c«ng nghiƯp chóng ta kh«ng sư dơng petrol ether có độ sôi 300-600C để chiết giá thμnh cao vμ petrol ether khã kiÕm ë ViÖt Nam Đa số sở chiết artemisinin Việt Nam dùng xăng công nghệ n-hexan lm dung môi chiết Để tăng độ tan artemisinin dung môi chiết thêm vo vi phần trăm aceton, cồn ethylic hay cloroform vo xăng công nghệ n-hexan Tuy nhiên cần ý l lm nh độ tan artemisinin tăng lên đáng kể nhng dịch chiết kéo theo nhiều tạp chất khác ảnh hởng đến giai đoạn tinh chế sau ny Tinh chế artemisinin Dịch chiết sau rút đợc cất thu hồi dung môi đến khối lợng 1/20 1/30 dợc liệu đem chiết Cặn lại đợc tinh chế phơng pháp sau: Phơng pháp 1: Chiết artemisinin cặn lại sau cất thu håi dung m«i b»ng cån 500 nãng, cån 500 nóng ho tan artemisinin m không ho tan sáp (tạp chất có phần cặn sau cất thu hồi dung môi) Để nguội artemisinin kết tinh, kết tinh lại cồn 960 Phơng pháp 2: Phần dung dịch cô đặc đợc để kết tinh 24 Gạn phần nớc cái, phần đặc gồm chủ yếu l sáp v tinh thể artemisinin Loại sáp nhiệt v xăng nóng ta thu đợc artemisinin thô Hoμ tan cån 960, tÈy mμu b»ng than ho¹t, ®Ĩ ngi kÕt tinh artemisinin, sÊy ë nhiƯt ®é 70-800C 1.3.3 Phơng pháp chiết xuất artemisinin đợc sử dụng Việt Nam Lá THHV đợc phơi khô, xay thô v nạp vo nồi chiết Có thể sử dụng dung môi chiết l xăng công nghiệp n- hexan Tỷ lệ dung môi/nguyên liệu l 5/1, chiết nhiệt độ 30-500C, thời gian chiết Chiết lần, dịch chiết lần v đem cô thu hồi dung môi, dịch chiiết lần sử dụng lm dung môi chiết lần mẻ khác Dịch chiết cô đến lợng dịch cô đặc tơng với lợng dợc liệu đem chiết Dịch chiết cô đến lợng dịch cô đặc 1/5 lợng dịch cô đặc dịch chiết Dịch cô đặc rút đợc để kết tinh Ýt nhÊt 24 giê, artemisinin sÏ kÕt tinh lÉn víi sáp Loại phần dung dịch cách gạn, loại sáp nhiệt độ v xăng nóng thu đợc artemisinin thô không lẫn sáp Có thể kiểm tra đà loại sáp hết cách ho tan artemisinin thô aceton, dung dịch l đà loại hết sáp Artemisinin thô đà loại hết sáp đợc ho tan cồn sôi, thêm than hoạt v đun sôi 20 phút với sinh hn hồi lu, lọc nóng loại than hoạt v để kÕt tinh ë nhiƯt ®é th−êng tèi thiĨu 24 giê VÈy ly t©m, rưa tinh thĨ b»ng cån vμ sÊy ë 800C 247 L¸ THHV Xay Thu håi DM ChiÕt n-hexan B· TCHV CÊt thu håi DM §Ĩ kÕt tinh Gạn Loại sáp xăng công nghiệp Sáp Hoà tan Tẩy màu cồn 960 Than hoạt Lọc loại than Để kết tinh Ly tâm Sấy Hình 18.1 Sơ đồ chiết xuất artemisinin tõ c©y THHV 248 ChiÕt xuÊt Rutin tõ Hoa hoè Hoa hòe (Sophora japonica Papilionaceae) Cây hoa hoè cao từ 5-6 m, kép hình lông chim Việt Nam trồng khắp nơi, dùng nụ hoa hòe để chiết rutin 2.1 Thnh phần hóa học Hoa hòe chứa tõ 10-28% rutin, thủ ph©n sÏ cho quercetin (C15H10O7), glucose vμ rhamnose OH OH HO HO O O OH OH OH O OH C6H10 O4 C6 H11 O4 OH + Glucose + Rhamnose O O Rutin Quercetin 2.2 ChiÕt xuất Có nhiều phơng pháp Ta chiết rutin b»ng n−íc nãng, b»ng dung dich kiỊm hc b»ng cån Chiết dung dịch kiềm: hoa hòe già dập Rưa b»ng HCl 0,5% råi rưa b»ng n−íc cho hÕt axit Chiết dung dịch Na2CO3 1% natri borat 1-3% Rutin sÏ tan nhiÒu cã chøc phenol phân tử Rút dịch chiết v tiếp tục chiết hết Rutin (3-4 lần) Gộp dịch chiết lại, dùng HCl điều chỉnh đến pH=2 ta có Rutin kÕt tđa Läc Tinh chÕ: Rưa tđa b»ng n−íc ®Õn pH=4-5 Hoμ tan, kÕt tinh l¹i cån − ChiÕt b»ng n−íc: n−íc s«i: lÝt hoμ tan g rutin N−íc ë 20oC: lÝt hßa tan 0,13 g rutin V× vËy cã thĨ chiÕt rutin tõ hoa h b»ng n−íc nãng sau ®ã ®Ĩ ngi rutin sÏ tủa nhng phơng pháp ny hiệu suất thấp Chiết cồn: dùng cồn 90o để chiết Đun sôi cồn víi hoa h giê Rót dÞch chiÕt, cÊt thu hồi cồn Ta thu đợc rutin tủa, lm nh vi lần đến hết rutin (nếu dùng Soxchlet để chiết đỡ tốn dung môi, hiệu suất cao) KÕt tinh l¹i cån, tÈy mμu b»ng than ho¹t ta có rutin tinh khiết Phơng pháp chiết cồn cho hiƯu st cao, tû lƯ rutin hoa h lên đến 20-30% 249 Tự lợng giá Trình by thnh phần hóa học hao hoa vμng Tr×nh bμy cÊu tróc, tÝnh chÊt lý, hóa artemisinin Trình by phơng pháp chiết xuÊt vμ tinh chÕ artemisinin tõ c©y hao hoa vμng Tr×nh bμy cÊu tróc cđa rutin Tr×nh by phơng pháp chiết xuất rutin từ hoa hoè 250 ti liệu tham khảo Bộ môn Bo chế, Kỹ thuật bo chế v sinh dợc học dạng thuốc, tập I Trờng ĐH Dợc H Nội, 2003 Bộ môn Công nghiệp Dợc, Kỹ thuật sản xuất dợc phẩm, tập I, Trờng ĐH Dợc H Nội, 2001 Đm Trung Bảo, Lê Quang Ton, Kỹ thuật bo chế dạng thuốc v chế phẩm, phần 2, tập IV Trờng ĐH Dợc H Nội, 1971 Đỗ Văn Đi, Nguyễn Bin, Phạm Xuân Toản, Đỗ Ngọc Cử , Cơ sở trình v thiết bị công nghệ hoá học, Tập I, Trờng ĐH Bách khoa, 1999 Lê Quang Ton, Kỹ thuật Hoá dợc, tập 1, Nh xuất Y học, 1971 Nguyễn Bin, Các trình, thiết bị công nghệ hoá chất v thực phẩm, Tập IV, NXB KHKT, 2005 Nguyễn Văn Đn, Nguyễn Viết Tựu, Phơng pháp nghiên cứu hoá học thc NXB Y häc, 1985 Ph¹m Thanh Kú, Ngun Thị Tâm, Trần Văn Thanh, Bi giảng dợc liệu, tập II, Trờng ĐH Dợc H Nội, 2005 Phan Đình Châu, Cơ sở kỹ thuật tổng hợp Hoá dợc, Ti liệu giảng dạy sau Đại học, Trờng Đại học Dợc Hμ Néi, 1997 10 Deak G., Morgos J., Gyurkovics I., Szerves Vegyipari alapfolyamatok, Muegyetemi Kiado, 1993 11 Fogassy E., Kadas I., Szabo G T., Gyogyszerkemiai alapfolyamatok, Muegyetemi Kiado, 1993 12 John E Hoover, Remington's Publishing Company, 1970 Pharmaceutical Siences, Mack 13 P H List and P C Schmidt, Phytopharmaceutical Technology, CRC Press Inc 1989 14 R H F Manske, The alkaloid - Chemistry and Physiology, volume XIV, Academic Press - New York - London, 1973 15 Szantay Cs., Elmeleti szerves kemia, Muszaki konyvkiado, Budapest, 1984 251 ... xuÊt thuốc phơng pháp tổng hợp hóa dợc v chiết xuất dợc liệu * Tập Kỹ thuật sản xuất thuốc phơng pháp sinh tổng hợp Nội dung thứ hai gåm tËp lμ: * TËp Kü thuËt sản xuất dạng thuốc So với lần xuất. .. lại để xuất giáo trình gồm tập Cả ba tập có tên chung giáo trình: Kỹ thuật sản xuất dợc phẩm Giáo trình đợc biên soạn theo hai nội dung: Kỹ thuật sản xuất nguyên liệu lm thuốc Kỹ thuật sản xuất. .. Việt Hơng Một số trình xảy chiết xuất dợc liệu 14 6 14 8 Những yếu tố ảnh hởng đến trình chiết xuất dợc liệu 15 1 Các phơng pháp chiết xuất 15 7 Thiết bị chiết xuất 16 1 Chơng 15 Một số trình thờng gặp