Ngày nay không ai có thể phủ nhận được tầm quan trọng của công nghệ sinh họcđối với nền kinh tế quốc dân nước ta nói riêng và thế giới nói chung. Thế kỷ 21 đượccoi là thế kỷ của ngành công nghệ sinh học, được coi là thời điểm lịch sử mà con tầuvũ trụ mang tên “ công nghệ sinh học” đã rời khỏi bệ phóng để bay đến tầm caomới.Việt Nam là nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, rất thuận lợi cho sự phát triển củathực vật và đây được coi là một kho tàng vô giá về nguồn hợp chất tự nhiên và nguồnnguyên liệu để phát triển ngành công nghệ sinh học nước nhà.Ngày nay không ai có thể phủ nhận được tầm quan trọng của công nghệ sinh họcđối với nền kinh tế quốc dân nước ta nói riêng và thế giới nói chung. Thế kỷ 21 đượccoi là thế kỷ của ngành công nghệ sinh học, được coi là thời điểm lịch sử mà con tầuvũ trụ mang tên “ công nghệ sinh học” đã rời khỏi bệ phóng để bay đến tầm caomới.Việt Nam là nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, rất thuận lợi cho sự phát triển củathực vật và đây được coi là một kho tàng vô giá về nguồn hợp chất tự nhiên và nguồnnguyên liệu để phát triển ngành công nghệ sinh học nước nhà.
MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Canh-ki-na 1.1.1 Danh pháp khoa học 1.1.2 Phân loại 1.1.3 Mô tả 1.1.4 Thành phần hóa học 1.2 Giới thiệu Quinin 10 1.2.1 Nguồn gốc, lịch sử 10 1.2.3 Tính chất lý hóa 10 CHƯƠNG 12 CÁCH CÔ LẬP, CHIẾT XUẤT 12 2.1 Cô lập Quinin từ vỏ Canh-ki-na 12 2.2 Quy trình lập Quinin từ vỏ Canh-ki-na 14 CHƯƠNG 15 CÁC ĐẶC TRƯNG PHỔ 15 3.1 Phổ NMR 15 3.1.1 H – NMR 15 13 3.1.2 C – NMR 15 3.2 Phổ MS 16 3.3 Phổ IR 17 3.4 Phổ Raman 17 CHƯƠNG 18 HOẠT TÍNH SINH HỌC, ỨNG DỤNG 18 4.1 Hoạt tính sinh học 18 4.2 Ứng dụng 18 4.2.1 Sản xuất dược phẩm 18 4.2.2 Một số chế phẩm khác 19 KẾT LUẬN 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO 21 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Hoa Canh-ki-na Hình 1.2 Quả Canh-ki-na Hình 1.3 Vỏ Canh-ki-na Hình 2.1 Sơ đồ lập Quinin từ vỏ Canh-ki-na 14 Hình 3.1 H - NMR Quinin CDCl3 15 13 Hình 3.2 C - NMR Quinin CDCl3 15 Hình 3.3 Phổ MS Quinin 16 Hình 3.4 Phổ IR Quinin 17 Hình 3.5 Phổ IR Quinin 17 Hình 4.1 Một số dược phẩm có chứa Quinin 19 Hình 4.2 Một số chế phẩm khác có chứa Quinin 19 MỞ ĐẦU Ngày khơng phủ nhận tầm quan trọng công nghệ sinh học kinh tế quốc dân nước ta nói riêng giới nói chung Thế kỷ 21 coi kỷ ngành công nghệ sinh học, coi thời điểm lịch sử mà tầu vũ trụ mang tên “ công nghệ sinh học” rời khỏi bệ phóng để bay đến tầm cao mới.Việt Nam nước nhiệt đới có khí hậu nóng ẩm, thuận lợi cho phát triển thực vật coi kho tàng vô giá nguồn hợp chất tự nhiên nguồn nguyên liệu để phát triển ngành công nghệ sinh học nước nhà Trong năm gần đây, công nghệ tách chiết hợp chất từ thực vật không ngừng phát triển bước đầu đạt thành đáng kể Trên giới từ lâu người ta ứng dụng công nghệ để sản xuất chất có hoạt tính sinh học, phục vụ cho nghiên cứu, sản xuất phục vụ lợi ích người Những nghiên cứu hợp chất có hoạt tính sinh học thực vật phát triển từ năm 1950 Có khoảng 30.000 hợp chất chiết xuất từ thực vật có hoạt tính có giá trị sống Những hợp chất alcaloid, terpenoid, phenolic biết đến hợp chất thứ cấp Các hợp chất thường ch tạo số loại tế bào định tế bào rễ tơ, biểu mô, hoa, Mặc dù, hóa học tổng hợp hữu đạt nhiều thành tựu quan trọng nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học (thường gọi chất thứ cấp) khó tổng hợp tổng hợp chi phí đắt Chẳng hạn, số hỗn hợp phức tạp tinh dầu hoa hồng khơng thể tổng hợp hóa học Ngày nay, hợp chất tự nhiên có hoạt tính sinh học phân lập từ cỏ ứng dụng nhiều ngành cơng nghiệp, nơng nghiệp chăm sóc sức khoẻ người Chúng dùng để sản xuất thuốc chữa bệnh, thuốc bảo vệ thực vật, làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm mỹ phẩm v.v Mặc dù cơng nghệ tổng hợp hố dược ngày phát triển mạnh mẽ, tạo biệt dược khác sử dụng cơng tác phòng, chữa bệnh, nhờ giảm tỷ lệ tử vong nhiều song đóng góp thảo dược khơng mà chỗ đứng Y học Nó tiếp tục dùng nguồn nguyên liệu trực tiếp, gián tiếp cung cấp chất đầu cho cơng nghệ bán tổng hợp nh m tìm kiếm dược phẩm cho việc điều trị bệnh thông thường bệnh nan y Xuất phát từ thực tế trên, tiến hành tìm hiểu đề tài: “Tìm hiểu Quinin” Đề tài trình bày theo mục sau: - Mở đầu - Chương 1: Tổng quan - Chương 2: Cách cô lập, chiết xuất - Chương 3: Các đặc trưng phổ - Chương 4: Tổng hợp - Chương 5: Hoạt tính sinh học ứng dụng - Kết luận CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu Canh-ki-na 1.1.1 Danh pháp khoa học Tên khoa học: Cinchona Tên thường gọi: Canh-ki-na Bảng 1.1 Phân loại khoa học Canh-ki-na Giới (regnum) Plantae (không phân hạng) Angiospermae (không phân hạng) Eudicots (không phân hạng) Asterids Bộ (ordo) Gentianales Họ (familia) Rubiaceae Cinchona Chi (genus) L 1753 1.1.2 Phân loại Có nhiều lồi Canh-ki-na: x Cinchona succirubara Pavon (Canh-ki-na đỏ) x Cinchona calisaya Wedell (Canh-ki-na vàng) x Cinchona officinalis L (Canh-ki-na xám) x Cinchona ledgeriana Moens (Canh-ki-na thon) Thường ta dùng vỏ thân Cinchona calisaya Wedell (Canh-ki-na vàng), Cinchona ledgeriana Moens (Canh-ki-na thon) chúng có hàm lượng alcaloid cao 1.1.3 Mô tả Canh-ki-na chi khoảng 25 loài họ Thiến thảo (Rubiaceae), có nguồn gốc vùng nhiệt đới Nam Mỹ Chúng loại bụi lớn hay thân gỗ nhỏ cao từ 5–15 mét với xanh quanh năm Các chúng mọc đối, hình tròn hay hình mũi giáo, dài từ 10–40 cm Hoa chúng màu trắng, hồng hay đỏ, tạo thành chùy hoa Quả loại nang nhỏ chứa nhiều hạt Hình 1.1 Hoa Canh-ki-na Hình 1.2 Quả Canh-ki-na 1.1.4 Thành phần hóa học Các lồi chi nguồn nhiều loại ancaloit khác nhau, quan trọng quinin (ký ninh), chất dùng làm thuốc hạ sốt đặc biệt hữu ích phòng chống bệnh sốt rét Phần quan trọng mặt y học loại vỏ cây, người ta róc từ thân cây, sấy khơ tán thành bột Hình 1.3 Vỏ Canh-ki-na 1.2 Giới thiệu Quinin 1.2.1 Nguồn gốc, lịch sử Quinin lần phân lập vào năm 1820 từ vỏ Canh-ki-na bi Pierre Joseph Pelletier Joseph Caventou Năm 1854, Strecker thành lập công thức thực nghiệm quinin Năm 1907, Rabe đề nghị kết nối xác quinin Năm 1944, Prelog xác định mối quan hệ lập thể trung tâm bất đối Bromo Quinine thương hiệu thuốc cảm có chứa quinin, sản xuất b i Grove Laboratories Chúng lần bán thị trường vào năm 1889 có sẵn năm 1960 1.2.2 Công thức cấu tạo, tên gọi Công thức cấu tạo Quinin: Tên gọi: - IUPAC: (R)-(6-Methoxyquinolin-4-yl)[(1S,2S,4S,5R)-5-vinylquinuclidin-2- yl]methanol - Tên gọi thương mại: Qualaquin, Quinate, Quinbisul 1.2.3 Tính chất lý hóa [5],[7],[8] a Tính chất vật lý Nó stereoisomer quinidin Là chất rắn, nóng chảy 1770C, kết tinh ngậm phân tử nước nóng chảy 570C, dễ tan rượu ete Dung dịch quinin có vị đắng Quinin chứa hai nguyên tử N vòng có ngun tử O: C20H24N2O2 Phân tử khối: 324,42 g.mol-1 10 b Tính chất hóa học x Có tính bazơ mạnh Làm xanh giấy quỳ tím x Có thể phản ứng tạo muối với axit x Phản ứng oxy hóa, tách hydramin x Tác dụng với CrO3 x Sự hấp thụ tia cực tím đ nh quinin khoảng 350 nm UVA Đ nh huỳnh quang phát xạ khoảng 460 nm (màu xanh nhạt/màu lam) Một số phản ứng Quinin 11 CHƯƠNG CÁCH CƠ LẬP, CHIẾT XUẤT 2.1 Cơ lập Quinin từ vỏ Canh-ki-na Mơ tả quy trình a Chuẩn bị nguyên liệu Vỏ Canh-ki-na chặt nhỏ, đem phơi khô sấy khô 50 – 700 C đem xay thành bột khơ b Kiềm hóa Bột vỏ Canh-ki-na trộn với dung dịch nước sữa vôi dung dịch NaOH 30%, trộn kỹ cho ngấm khối bột tr thành dạng bột nhão Vun thành đống ủ khoảng 24 Sau đảo, trộn làm tơi làm khô khay men c Chiết xuất Nguyên tắc chiết: Có thể chiết b ng phương pháp ngược dòng liên tục ngược dòng gián đoạn tùy điều kiện thiết bị cho phép Nếu chiết phương pháp ngược dòng liên tục phải tính tốn tốc độ di chuyển dược liệu dung môi phù hợp để chiết kiệt quinin dược liệu Nếu chiết phương pháp ngược dòng gián đoạn phải xác định số liệu chiết, lượng dung môi chiết cho lần cho rút dịch chiết đem xử lý thu quinin dịch chiết sau sử dụng để chiết mẻ d Tinh chế x Acid hóa tạo muối bisulfat tan nước alcaloid Cho dung dịch H2SO4 3% vào thiết bị phân ly có khuấy đựng dịch chiết vừa rút Khuấy 10 phút để hai pha tiếp xúc tốt với Để yên cho phân lớp (cho tới hai lớp lại được) Gạn riêng dung môi thu hồi dung môi để chiết cho mẻ sau (xử lý b ng cách kiềm hóa, khuấy kỹ, pH = – 7, để lắng gạn bỏ cặn) Pha nước chứa alcaloid tách xử lý thu alcaloid Canh-ki-na x Kiềm hóa tạo tủa quinin sulfat Lớp nước acid trung hòa dung dịch Na2CO3 bão hòa nhiệt độ cách thủy Vừa nhỏ từ từ dung dịch kiềm vừa khuấy kỹ pH = 6.5 Để nguội cho kết tinh hết (khi ch muối quinin kết tinh muối alcaloid 12 khác tan nước cái) Lọc lấy tinh thể quinin sulfat chân khơng qua phễu Buchner (có thể vẩy ly tâm để lấy tinh thể) Hút tiến hành rửa nước cất phễu lọc Rửa quinin sulfat lần, lần lượng nước cho vừa đủ ngập tinh thể x Tẩy màu than hoạt tính Để tẩy màu trước tiên phải chuyển quinin sulfat basic khó tan nước sang dạng quinin bisulfat dễ hòa tan nước Cho quinin sulfat lượng nước vừa đủ, thêm H2SO4 3%, ch nh pH = 4, khuấy cho tủa tan hết, nâng nhiệt độ dung dịch lên 90 – 1000C, thêm than hoạt khuấy 15 – 20 phút, lọc loại than hoạt thu dịch lọc x Tạo sản phẩm quinin sulfat basic Dịch lọc đun nóng, vừa khuấy vừa nhỏ dung dịch Na2CO3 vào ch nh pH = 6.5 Để nguội kết tinh, lọc lấy tủa rửa b ng lần nước cất Loại nước cái, hút kiệt, đem sấy khô 60 – 800 C khoảng thời gian – Chú ý đảo tơi lên để sấy cho nhanh khơ Sau đóng gói , cho lọ kín tránh ánh sáng Cuối đem kiểm nghiệm 13 2.2 Quy trình lập Quinin từ vỏ Canh-ki-na Hình 2.1 Sơ đồ cô lập Quinin từ vỏ Canh-ki-na 14 CHƯƠNG CÁC ĐẶC TRƯNG PHỔ 3.1 Phổ NMR 3.1.1 H – NMR Hình 3.1 H - NMR Quinin CDCl3 3.1.2 C – NMR 13 Hình 3.2 C - NMR Quinin CDCl3 15 Hình 3.3 Phổ MS Quinin 3.2 Phổ MS 16 3.3 Phổ IR Hình 3.4 Phổ IR Quinin 3.4 Phổ Raman Hình 3.5 Phổ IR Quinin 17 CHƯƠNG HOẠT TÍNH SINH HỌC, ỨNG DỤNG 4.1 Hoạt tính sinh học Quinin chất độc tế bào, tác dụng lên đơn bào, amip, kí sinh trùng sốt rét…Trước tác dụng chữa sốt rét Canh-ki-na dựa theo kinh nghiệm dân gian Mãi đến năm 1880, sau Laveran phát độc tính quinin kí sinh trùng sốt rét Plasmodium falciparum người ta hiểu chế chữa sốt rét quinin Quinin tác dụng chủ yếu lên dạng vơ tính dạng non, tác dụng gamet Vì cần uống phòng quinin vào sốt rét Quinin có tác dụng ức chế trung tâm sinh nhiệt người sốt quinin dùng làm thuốc giảm sốt, người bình thường quinin liều điều trị khơng có tác dụng làm hạ nhiệt Ngoài tác dụng hạ sốt, chữa sốt rét, quinine có tác dụng chống nhiễm trùng, chữa cúm, có tác dụng an thần Người ta dùng quinin dạng uống, tiêm bắp hay tiêm tĩnh mạch Quinin gây cứng loét nơi tiêm, kích ứng mặt mạch máu Quinin loại trừ qua đường tiểu tiện Với liều cao, quinin làm giảm thần kinh trung ương dó gây tượng ù tai, chóng mặt, hoa mắt Nó làm chậm nhịp tim, kích thích trơn, quinin thứ thuốc giục đẻ, có tác dụng hiệp đồng Quinin có tác dụng kích thích tim, dùng chống rung tim điều hòa nhịp tim 4.2 Ứng dụng 4.2.1 Sản xuất dược phẩm Hiện nay, người ta chiết quinin nói riêng hoạt chất vỏ Canh-ki-na nói chung bào chế thành nhiều loại chế phẩm dược dụng: viên nén, viên nhộng, thuốc tiêm, cồn thuốc, 18 Hình 4.1 Một số dược phẩm có chứa Quinin 4.2.2 Một số chế phẩm khác Bên cạnh đó, số nước giới, canhkina sử dụng công nghiêp thực phẩm nhiều lĩnh vực khác: sản xuất nước uống, dầu gội, kem xả, Hình 4.2 Một số chế phẩm khác có chứa Quinin 19 KẾT LUẬN Sau tìm hiểu hồn thành tiểu luận em tích lũy thêm nhiều hiểu biết: - Tìm hiểu nắm nguồn gốc, chất ứng dụng hợp chất Quinin - Nắm cấu tạo, thành phần hóa học quy trình chiết Quinin từ vỏ Canh-ki-na Dù cố gắng điều kiện thời gian cộng với kiến thức có hạn khơng thể tránh khỏi sai sót Rất mong dẫn thầy 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO Internet http://elib.tdmu.edu.vn/tailieuvn/download/document/MTUwNjI1NTEyMjI1O Tg=.MTIyMjU5OA==.html http://giaoan.violet.vn/present/show/entry_id/7332120 http://sdbs.db.aist.go.jp/sdbs/cgi-bin/cre_index.cgi http://wang.scbb.pkusz.edu.cn/UploadFiles/pdf/GroupMeeting/2011/10/302213 04837e69a950ab8294cb69afdf72624348fe0.pdf https://en.wikipedia.org/wiki/Quinine#Synthesis https://vi.wikipedia.org/wiki/Canh_ki_na Sách Lê Văn Đăng, Chuyên Đề Một Số Hợp Chất Thiên Nhiên, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM Nguyễn Diệu Liên Hoa – Phạm Đình Hùng (2015), Hóa Học Các Hợp Chất Tự Nhiên, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM 21 ... Một số chế phẩm khác có chứa Quinin 19 KẾT LUẬN Sau tìm hiểu hồn thành tiểu luận em tích lũy thêm nhiều hiểu biết: - Tìm hiểu nắm nguồn gốc, chất ứng dụng hợp chất Quinin - Nắm cấu tạo, thành... nhiều hợp chất có hoạt tính sinh học (thường gọi chất thứ cấp) khó tổng hợp tổng hợp chi phí đắt Chẳng hạn, số hỗn hợp phức tạp tinh dầu hoa hồng khơng thể tổng hợp hóa học Ngày nay, hợp chất. .. tiếp cung cấp chất đầu cho công nghệ bán tổng hợp nh m tìm kiếm dược phẩm cho việc điều trị bệnh thông thường bệnh nan y Xuất phát từ thực tế trên, tiến hành tìm hiểu đề tài: Tìm hiểu Quinin Đề