Nghiên cứu cải tiến quy trình thuỷ phân keratin và bán tổng hợp n acetyl l cystein

p — B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO • • B ộ Y TÉ • • TRƯỜNG ĐẠI HỌC = iii O Dược HÀ NỘI - HÒ H O À N G N H  N NGHIÊN CỨU CẢI TIế N QUY TRÌNH THỦY PHÂN KERATIN VÀ BÁN TỐNG HỢP N-ACETYL-L-CYSTEIN LƯẬN V Ă N T H Ạ• C s ĩ D Ư Ợ• C HỌC • • Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm & Bào chế Mã sổ: 60.73.01 NGƯỜI HƯỚNG Dẫ N KHOA HỌC: TS Nguyễn Đ ình Luyện Hà Nội - 2009 LỜỈ CẢM ƠN Sau thời gian làm việc khân trươnơ 2;iúp đõ' tận tình cua thây giáo, gia đình bạn bè, tơi hồn thành luận văn “Nghiên cứu cải tiến quy trình thủy phân keratin bán tông họp N-acetyl-L-cvstein” Đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Tiến Sĩ Nguyễn Đình Luyện trực tiếp hướng dẫn tạo điều kiện siúp đõ' nghiên cứu thực luận văn Đơng thòi, tơi xin chân thành cám ơn DS Đào Nguyệt Sương Huyên anh Phan Tiên Thành, đặc biệt DS Nguyễn Văn Hai cua phân mơn Tơng hợp Hóa dược - Bộ môn Công nghiệp dược 2,iúp đõ' rât nhiệt tình st thời £Ìan thực luận văn vừa qua Tơi xin gửi lòi cám ơn đến thầy cô, anh chị thuộc môn Công nghiệp dược, thầy cô trường Đại học Dược Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn Ci cùng, tơi xin gửi lời cám ơn đến gia đình bạn bè động lực không nhỏ giúp đõ’ tỏi thời gian thực luận văn Tôi xin chân thành cám ơn ! Hà Nội ngày 10 tháns 10 năm 2009 Học viên Hơ Hồng Nhân MỤC LỤC • «1 DANH MỤC CÁC KÝ H Iệ u , CÁC CHỮ VIế T Tắ T DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC • CÁC HÌNH VẼ,7Đ THỊ• Tran í ĐẬT VẤN ề È CHƯƠNG TÔNG Q U A N 1.1 Tống quan acid a m in 1.1 ỉ Định nghĩa acid am in 1.1.2 Phán loại acid am in / 1.3 Tính chát cua acid am m .5 1.2 Tông quan L-cystin ỉ 2.1 Vài nét vê keratin Ị 2.2 Giới thiệu vê L -cystin c) J.2.3 M ột sô phương pháp điên chê L -cvstin 10 1.3 Tong quan L-cystein 12 1.3.1 Can trúc hỏa h ọ c 12 1.3.2 Tính chât vật l ý 12 1.3.3 Tính chát hỏa h ọ c .12 1.3.4 Định tính, định lượng L-cystein 14 Ị 3.5 Đặc điẻm hỏa sinh cua L -cystein 15 !.3.6 Một số phương pháp tômI hợp L-cvstein 17 1.4 Tổng quan N-acetyl-L-cystein 23 ỉ ỉ Cẩu trúc hóa h ọ c 23 1.4.2 Tính chất ' 24 ỉ 4,3 Định tính, định lượnẹ, xác định cáu tr ú c 25 1.4.4 Một sô dạng bào chê cua N-acet}'l-L-cystein thị trư ng .26 ỉ 4.5 Tác dụng dược l ý 27 1.4.6 Phươnơ pháp tỏng hợp N-acet\’ỉ-L-cvstein 28 CHƯƠNG Đ ố I TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 32 2.1 Đôi tượng nghiên c ứ u 32 ỉ Nguyên liệu 32 2.1.2 Hóa chát vò thc th 32 J.3 Thiêt bị mảy m óc 33 2.2 Phương pháp nghiên c ứ u 33 CHƯƠNG KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u 36 3.1 Giai đoạn thủy phân keratin đê điều chế L-cystin .36 ì Khao sát ngiiôn nguyên liệu keratin 36 3.1.2 Khao sát anh hương cua quy trình đên thời íỊĨan ĩỉy phàn 3.2 Giai đoạn khử hóa L-cystin điều chê L-cystein 40 3.2 Ị Khao sát lượng kim loại cân dìtnơ tronv phan ửnơ khư h ó a 41 3.2.2 Khao sát q trình khư hóa với kim loại khác n h a u 42 3.2.3 Khao sát q trình khư hóa với giai đoạn tinh chê khơiiíỉ cân sục khí H jS 45 3.3 Giai đoạn acetyl hóa L-cystein tạo N-acetyl-L-cystein 47 3.3.1 Khao sát anh hương cua tỉ lệ moi cua chát tham gia phan ứng đên hiệu sucit 48 3.3.2 Khao sát thời gian đun hôi lưu c/ỉiá trinh acetỵl hóa 50 3.3.3 Khao sát hàm lượng nước dung mói tetrahydrofuran 3.4 Ket phân tích p h ổ 53 3.4.1 Kêí qua phân tích phơ cua L-cystein 53 3.4.2 Két qua phân tích phơ cua N-acetvì-L-cystein 55 3.5 Kiêm nghiệm sản phâm thu đưọc theo sô tiêu chuân dưọc điểm Anh - BP 0 58 3.5.1 Kiêm nghiệm L-cysĩein theo sô tiêu cliuân cua dược điên Anh - B P 0 58 3.5.2 Kiêm nghiệm N-acetỵì-L-cỵstein theo sơ tiêu ch nân cua dược điên Anh - BP 0 60 CHƯƠNG BÀN L U Ậ N 61 4.1 v ề trình thủy phân tạo L -cystin 61 4.2 v ề q trình khử hóa L-cystin tạo L-cystein 61 4.3 v ề trình acetyl hóa L-cystein tạo N-acetyl-L-cystein 65 4.4 v ề chứng minh cấu trúc họp chất tổng họp đ ọ c 67 KÉT LUẬN VÀ KIÉN N G H Ị 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT BP Dược điên Anh (British Pharmacopoeia) DMSO Dimethyl sulfoxid GSH Glutathion dạng khử GSSG Glutathion dạng oxy hóa HPLC Săc ký lỏng hiệu cao (High performance liquid chromatography) ỈR Phô hông ngoại (Infrared spectroscopy) KLPT Khối lượng phân tử K Hằng sơ tích so tan (Solubility Product Constant) MS Phô khôi (Mass spectrometry ) NAC N-acetyl-L-cystein NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance spectroscopy) SKLM Săc ký lóp mỏng THF Tetrahydrofuran USP Dược điên Mỹ (United States Pharmacopoeia) DANH MỤC CÁC BĂNG T ran Bang 1.1 Một số dạnơ bào clìế cua N-acetyl-L-cystein thị trườn a 26 Bang 3.1 Kêt khảo sát hiệu suât tạo L-cystin từ nơuôn keratin .36 Banơ 3.2 Ket qua khao sát anh hườna cua thời gian niĩâm ngun liệu đên thò'i gian Ill'll .38 Bane 3.3 Kêt qua sô tiêu cân khảo sát cua hai quy trình thủy phân tạo L-cvstin 39 Bans; 3.4 Kêt khảo sát ảnh hưởng cua lượn 2; thiẻc đên hiệu suât phan ứno, khư h ó a 41 Bang 3.5 Nguyên liệu cho trình khư hóa băng tác nhân Fe, Z n 43 Banơ 3.6 So sánh hiệu suât cua phản ứns khư hóa băna kimloại khác 43 Bảng 3.7 Đặc điêm mi sultìd 44 Bang 3.8 Nguvên liệu cho q trình khư hóa bane tác nhân kim loại 45 Banẹ 3.9 Kêt qua khứ hóa băng tác nhân kim loại với tziai đoạn tinh chế khơng qua sục khí H2S 46 Banẹ 3.10 Kêt qua khao sát anh hưởng cua ti lệ moi cua chât tham £Ĩa phan ứng đên hiệu suât 49 Bang 3.11 Kêt khao sát ảnh hưởng cua thời G,ian đun hôi lưu đên hiệu suât 50 Bang 3.12 Kêt qua khao sát anh hưởng hàm lượn a nước tron a duns; môi tetrahydrofuran đến hiệu suất 52 Bans 3.13 Các dai hâp thụ đặc trung tronơ phô IR cua L-cvstein điêu chế đ ợ c 53 Bans 3.14 Kêt qua phân tích phơ khơi cua L-cvstein điêu chê 54 Bang 3.15 Kết qua phân tích phơ 'H-NMR cua L-cystein điều chế đ ợ c 54 Baníỉ 3.16 Kết qua phân lích phổ 13C-NMR cua L-cystein điều chế đ ợ c 55 Bang 3.17 Các dai hâp thụ đặc trirnu cua phô IR cua N-acetyl-Lcystein điẻu chê đ ợ c 55 Bang 3.18 Kêt qua phân tích phơ khơi cua N-acetvl-L-cystein điên chê đ ợ c • 56 Bang 3.19 Kết phân tích phơ l3C-NMR N-acetyl-L-cystein điêu chê 57 Bang 3.20 Kết qua phân tích phô 'H-NMR cua N-acetyl-L-cystein điều chế đ ợ c 57 Bảnc, 4.1 Giá trị hăng sổ tích số tan K spa cua muối sultìd 63 DANH MỤC CAC HINH T ran Hình 2.1 Quv trình thủy phân keratin tạo L-cystin 34 Hình 3.1 Biêu đo kết qua khao sát hiệu suât tạo L-cystin từ nsuôn keratin 37 Hình 3.2 Biêu kêt qua khao sát anh hưởne cua thời 2;ian ngâm nguvên liệu keratin đên thời ơian hôi lưu 38 Hình 3.3 Kêt qua khao sát anh hưởng cua lượnỉĩ thiẻc đèn lìiệu suât phan ứn ỡ‘>t- Ị£» o Q cr» crvơ\ ơì ■ ƠI Ư/ u") ■sy _T' c_Ti _co UoT) oo ì crv VT *xr r o NH, í o rg c o r - Ơ I T- í o C\J H » Ch r - ■ 0 raWcjrceiEra ro ro Current Data Parameters SAMS w H A N L cytei n EX PNC) PROCKQ f O í'r '/ CM CM c - i X ... 'ới t n khoa học l : acid L- a-acetamido-|3-mercaptopropionic hav N- acetyl- 3- mercaptoalanin [40], N- acetyl- L- cystein b n tông hợp từ L- cystin - acid amin câu tạo từ hai ph n tử L- cystein li n kêt... phí thực hi n, đẻ tài dự ki n ti n hành trons, n m (2 -2 1 ) Mặc dù có nghi n cứu bước đâu vê tône, họp N- acetyl- L- cystein [10] nguy n liệu L- cystin đê b n tơng họp N- acetyl- L- cystein [13], [15],... nh n v n nhiêu nh n ĩ h n chẻ nhât định Vì thê, nhăm íióp ph n h n thi n quy trình điêu chê N- acetyl- L- cystein phục ụ nhu cầu san xuât công nghiệp, ti n hành thực đề tài: Nghi n cứu cải tiến