1. Einleitung

Natürliches Artemisinin-Pulver 63968-64-9 ist eine Heilpflanze, die in der traditionellen chinesischen Medizin seit mehr als 2000 Jahren zur Behandlung vieler Krankheiten einschließlich Malaria verwendet wird. Artemisinin ist der Hauptbestandteil von Artemisia annua-Extrakt. Die Isolierung von Artemisinin aus Artemisia annua L. und die Charakterisierung seiner Antimalariawirkung in den 1970er Jahren wurde von chinesischen Wissenschaftlern initiiert, was als einer der wichtigsten Fortschritte in der modernen Malariakontrolle gilt. Artemisinin-Pulver wird häufig im Lebensmittel-, Pharma- und Kosmetikbereich eingesetzt.

Artemisin ist eine organische Verbindung mit der Summenformel C15H22O5 und einem relativen Molekulargewicht von 282,34. [1]

Artemisinin ist ein farbloser Nadelkristall mit einem Schmelzpunkt von 156 ~ 157 Grad. Es ist leicht löslich in Chloroform, Aceton, Ethylacetat und Benzol, löslich in Ethanol und Ether, schwer löslich in kaltem Petrolether und fast unlöslich in Wasser. Aufgrund seiner speziellen Peroxygruppe ist es hitzeinstabil und zersetzt sich leicht unter dem Einfluss von Feuchtigkeit, Hitze und reduzierenden Stoffen. [1]

Artemisinin ist das wirksamste Medikament zur Behandlung von Malaria-Medikamentenresistenz. Die Kombinationstherapie auf Basis von Artemisinin ist auch das derzeit wirksamste und wichtigste Mittel zur Behandlung von Malaria. Aber in den letzten Jahren wurden mit der Vertiefung der Forschung auch andere Wirkungen von Artemisinin mehr und mehr entdeckt und angewendet, wie z. 1}}], entzündungshemmend, gegen Lungenfibrose, antibakteriell, kardiovaskuläre Wirkungen und andere pharmakologische Wirkungen [2].

Im Oktober 2015 gewann Tu Youyou zusammen mit zwei anderen Wissenschaftlern den Nobelpreis 2015 für Physiologie oder Medizin für ihren Beitrag zur Entwicklung neuer Medikamente gegen Malaria – Artemisinin und Dihydroartemisinin. [5

Forschungshintergrund

Malaria ist eine der ältesten Krankheiten des Menschen, und sie ist nach wie vor ein wichtiges Problem der öffentlichen Gesundheit, das weltweit Anlass zur Sorge gibt und dringend gelöst werden muss.

Im Jahr 1631 erhielt der italienische Missionar Agostino Salumbrino von Peruanern in Südamerika ein wirksames Medikament zur Behandlung von Fieber – Chinarinde – und brachte es zur Behandlung von Fieber nach Europa zurück. Bald stellte sich heraus, dass das Medikament eine offensichtliche lindernde Wirkung auf intermittierendes Fieber hatte.

1820 isolierten der französische Chemiker Pierre Joseph und der Pharmazeut Joseph Bienaim é Caventou den wirksamen Inhaltsstoff zur Malariabehandlung aus Chinarinde und nannten ihn Chinin.

1944 synthetisierten die amerikanischen organischen Chemiker Robert Woodward und William Doering zum ersten Mal erfolgreich Chinin. Seitdem haben Wissenschaftler Antimalaria-Medikamente kontinuierlich verbessert und aromatische und heterozyklische Methanole, repräsentiert durch Chinin, 4--Aminochinoline, repräsentiert durch Chloroquin, und heterozyklische Aminophenole, repräsentiert durch Amodiaquin, gebildet. Diese Antimalaria-Medikamente haben eine wichtige Rolle bei der Kontrolle der menschlichen Malaria gespielt. Mit der umfangreichen und langfristigen Verwendung von Arzneimitteln ist jedoch allmählich das Problem der Arzneimittelresistenz von Malariaparasiten aufgetreten.

In den frühen 1960er Jahren hat Plasmodium falciparum in einigen Regionen, insbesondere in Südostasien, eine Resistenz gegen Chloroquin entwickelt. Zu dieser Zeit, mit der allmählichen Eskalation des Vietnamkrieges, plagte der Angriff der Chloroquin-resistenten Falciparum-Malaria die Kriegsparteien, was zu einer großen Anzahl von Reduzierungen der Kampftruppen führte. Zu diesem Zweck haben die Vereinigten Staaten viele personelle und materielle Ressourcen in die Erforschung von Malaria investiert, mit dem Hauptziel, neue Medikamente gegen Malaria zu finden. Unter ihnen hat das Walter Reed Army Institute of Research der Vereinigten Staaten seit den späten 1960er Jahren mehr als 200000 Verbindungen gescreent. Aufgrund begrenzter Bedingungen ist Vietnam nicht in der Lage, neue Medikamente zu entwickeln, weshalb es China um Hilfe bei der Lösung des Problems der Malariakontrolle bat. Die chinesische Seite hat fast zwei Jahre lang Forscher zur Durchführung von Felduntersuchungen und Feldunterstützung entsandt, um die Dringlichkeit und Komplexität der Malariabekämpfung zu erkennen.

Entdeckung von Artemisinin

Vom 21. Mai bis 1. Juni 1971 fand in Guangzhou das National Symposium on Malaria Control and Prevention statt. Nach dem Symposium organisierte das Beijing Institute of Traditional Chinese Medicine das Forschungsteam neu. Tu Youyou war immer noch der Teamleiter, und die Teammitglieder Zhong Yurong fuhren fort, traditionelle chinesische Medizin zu extrahieren. Lang Linfu und Liu Jufu führten Tierversuche durch. Gemäß den Aufzeichnungen des Pekinger Instituts für Traditionelle Chinesische Medizin zum Drogenscreening betrug die Hemmrate von Artemisinin am 26. Juli 1971 12 Prozent (Nr. 16), 40 Prozent am 1. September (Nr. 114) und 100 Prozent am 4. Oktober (Nr. 191). Seit Januar 1971 begann das Team von Tu Youyou mit der Extraktion einer großen Menge Ätherextrakt aus Artemisia annua und schloss den Toxizitätstest an Hunden Ende Juni desselben Jahres ab. Um die klinische Studie so schnell wie möglich durchzuführen, während die Ergebnisse des Toxizitätstests von Artemisinin-Ether-Extrakt an Hunden in diesem Jahr noch umstritten sind, haben Tu Youyou, Lang Linfu, Yue Fengxian und Zhang Guozhen, Yan Shuchang, Pan Hengjie haben Zhao Aihua und Fang Wenxian nacheinander den neutralen Extrakt von Artemisinin-Ether in zwei Chargen mit unterschiedlichen Dosen eingenommen, ohne offensichtliche Toxizität und Nebenwirkungen.

Am 8. März 1972 verfasste Tu Youyou als Vertreter des Beijing Institute of Traditional Chinese Medicine einen Bericht mit dem Titel „Use Mao Zedong Thoughts to Guide the Exploration of Antimalariaal Chinese Herbal Medicine“ auf dem Treffen des „National 523 Office“ in Nanjing und berichtete über die Ergebnisse einer 100-prozentigen Hemmrate von Malaria bei Ratten und Affen durch den neutralen Rohextrakt von Artemisininether, der die Aufmerksamkeit aller Teilnehmer auf sich zog. Den Angaben zufolge wurde Tu Youyou von der traditionellen chinesischen Medizin und dem Volksspruch „Saft auswringen“ inspiriert. In Anbetracht dessen, dass die Wirkstoffe möglicherweise im lipophilen Teil liegen, wechselte sie zur Etherextraktion, die die tierische Potenz von Artemisia annua von 30 Prozent über 40 Prozent auf über 95 Prozent deutlich verbesserte.

Im August 1972 leitete Tu Youyou ein Team, um den klinischen Wirksamkeitstest des neutralen Artemisinin-Ether-Extrakts auf der Insel Hainan durchzuführen. Während dieser Zeit entwarf Ni Muyun die Vorbehandlung der chromatographischen Säulentrennung, um die Antimalariawirkung des neutralen Teils des Etherextrakts von Artemisia annua nochmals zu verbessern. Zhong Yurong erfuhr aus der Literatur, dass eine Kieselgelsäule bei der Trennung neutraler Verbindungen effektiver ist, und so verwendeten er und sein Assistent Cui Shulian die Kieselgel-Säulenchromatographie und die Gradientenelution von Petrolether-Ethylether (später geändert in Petrolether-Ethylacetat). dem in der Literatur bereitgestellten Verfahren zum Abtrennen des neutralen Etherextrakts auf der Grundlage der Vorsäulenbehandlung von Ni Muyun.

Am 8. November 1972 wurde eine von der Shanghai Reagent Factory hergestellte Kieselgelsäule zur Trennung verwendet, und dann wurden viele Male Petrolether und Ethylacetat-Petrolether (unterschiedliche Anteile) zur Elution verwendet. Zunächst wurde eine kleine Menge nadelartiger Kristalle mit der Nummer "Nadelkristall I" (Nr. 1 oder Nadel 1) erhalten; Die Anzahl der anschließend eluierten nadelartigen Kristalle ist "Nadelkristall II" (Nr. 2 oder Nadel 2); Später wurde ein weiterer quadratischer Kristall mit der Nummer "Crystal III" (Nr. 3 oder quadratischer Kristall) erhalten. Anfang Dezember desselben Jahres bewies der Maus-Malaria-Test, dass „Needle Crystal II“ das einzige wirksame Monomer mit Antimalaria-Wirkung war. Seitdem das Beijing Institute of Traditional Chinese Medicine dem „National 523 Office“ Bericht erstattete, änderte es den wirksamen Inhaltsstoff des Malariamittels „Needle Crystal II“ in „Artemisinin II“, manchmal auch als Artemisinin bekannt. Später nannte das Beijing Institute of Traditional Chinese Medicine "Artemisinin II" Artemisinin.

2.Hauptfunktion

1. Antimalariamittel, Artemisinin-Pulver hat eine tödliche Wirkung auf den Parasiten in den roten Blutkörperchen, es kann die Reife des Parasiten schnell hemmen;

2. Antibakteriell, Artemisinin hat eine Anti-Influenza-Virus-Wirkung;

3. Anti-Parasiten, Artemisinin über die Rolle von Anti-Schistosomiasis und Leptospirose.

3. Bewerbung

1. Natürliches Artemisinin-Pulver 63968-64-9 Im Lebensmittelbereich angewendet, kann Artemisinin-Pulver als Rohstoff für Tee zur Reduzierung von Schleim dienen.

2. Im pharmazeutischen Bereich angewendet, wird es zu einem neuen Anti-Krebs-Medikament mit geringer Toxizität;

3. Im kosmetischen Bereich angewendet, kann es die Durchblutung beleben und Getränke entfernen.

4.Spezifikation

Artikel	Anforderungen	Ergebnisse
Beschreibung
Aussehen:	Weißes bis cremefarbenes kristallines Pulver.	Entspricht
Löslichkeit	Gut löslich in Aceton und in Eisessig, löslich in Methanol, Ethanol, verdünntem Ethanol, Ether oder Petrolether, praktisch unlöslich in Wasser	Entspricht
Schmelzpunkt	150-153 Grad	150.9-151.8 Grad
Spezifische Optik Drehung	plus 75 Grad - plus 78 Grad	plus 77,1 Grad
Identifikation
Farbreaktion	Es entsteht eine violette Farbe	Entspricht
Farbreaktion	Es entsteht eine tiefviolettrote Farbe	Entspricht
HPLC	Die Retentionszeit des Hauptpeaks in der Testvorbereitung sollte Übereinstimmung mit dem des Arbeitsstandards, wie er aus dem Assay durch HPLC-Test erhalten wird	Entspricht
IR	Das IR-Spektrum der Probe sollte sein übereinstimmend mit dem IR-Spektrum des Artemisinin-Arbeitsstandards	Entspricht
Tests
Verwandte Substanzen (HPLC)	Artemisite Weniger als oder gleich 0,15 Prozent {{0}}Epimer von Artemisinin Weniger als oder gleich 0,3 Prozent Jede einzelne Verunreinigung Weniger als oder gleich {{0}},15 Prozent Gesamtverunreinigungen Weniger als oder gleich 1,0 Prozent	{{0}},07 Prozent Nicht zutreffend 0,1 Prozent 0,75 Prozent

5.Flussdiagramm

Rohstoffe→Reinigung→Crash→Extract→Filter→Concentrate→Spray dry→Testing→Packing

Chemische Synthese

Synthese von Artemisinin aus R-(plus)-Citronellal

Synthese von Artemisinin aus R-(plus)-Citronellal [11]

1983 entdeckten der Chemiker HofheinzW und andere die chemische Synthesemethode von Artemisinin durch chemische Forschung. Unter Verwendung von (-) - 2- Isobutanol als Rohmaterial wurde das Zwischenprodukt durch Einführen von Sauerstoffgruppen durch eine Photooxidationsreaktion erhalten, und dann wurde das Endprodukt durch eine Cyclisierungsreaktion synthetisiert. Es gibt zwei geschwindigkeitsbestimmende Hauptschritte bei der Synthese von Sesquiterpenlactonen: Faltung und Cyclisierung von Sesquiterpen-Elternkernen; Der Bildungsprozess von Sesquiterpenlactonen mit Peroxybrücken.

1986 synthetisierte der chinesische Wissenschaftler Zhou Weishan Artemisinin aus R-(plus)-Citronellal. Aufgrund der komplizierten Syntheseschritte und der geringen Gesamtausbeute von sogar weniger als 1 Prozent wurde die Machbarkeitsbewertung der Industrialisierung jedoch noch nicht durchgeführt.

Biosynthese

Artemisinin kommt in den Blüten und Blättern der chinesischen Kräutermedizin Artemisia annua vor, aber nicht in den Stängeln. Es ist eine Terpenverbindung mit sehr geringem Gehalt, und sein Biosyntheseweg ist sehr komplex.

Es ist nun bekannt, dass die Biosynthese von Artemisinin auf drei Wegen durchgeführt werden kann. Einer besteht darin, den Gehalt an Artemisinin zu erhöhen, indem die Schlüsselenzyme reguliert werden, die die Biosynthese von Artemisinin steuern, und die Vorläufer der Biosynthese hinzugefügt werden; Die zweite besteht darin, die von Schlüsselenzymen kontrollierten Gene zu aktivieren und den Gehalt an Artemisinin signifikant zu erhöhen; Die dritte besteht darin, Gentechnik einzusetzen, um Schlüsselgene zu verändern, um die Effizienz der von ihnen kontrollierten Enzyme zu steigern.

Im Prozess der Biosynthese wird der Gehalt an Artemisinin stark von physiologischen und ökologischen Faktoren wie Licht, exogenen Hormonen, Knospendifferenzierung usw. beeinflusst. Auch die Temperatur hat einen großen Einfluss auf die Biosynthese. Durch experimentelle Forschung wurde festgestellt, dass der Artemisinin-Gehalt von Artemisinin-Keimlingen bei 40 Grad nach 36-stündiger Behandlung auf 68 Prozent ansteigt.

Neben Artemisinin können auch andere Pflanzen Artemisinin synthetisieren. Im Jahr 2011 synthetisierten Forscher Artemisinin aus Tabak. Im Vergleich zu herkömmlichen chemischen Verfahren werden bei diesem Verfahren die verwendeten chemischen Reagenzien stark reduziert, was dem Umweltschutz zugute kommt. Der Rezeptor dieser Biosynthesemethode ist Tabak, der in China relativ weit verbreitet ist. Daher ist die Rohstoffquelle relativ reichhaltig. Einige Reaktionssubstrate im Prozess der Synthese von Artemisinin aus Tabak sind jedoch nicht klar und müssen entwickelt werden. Diese Synthesemethode hat jedoch noch gute industrielle Anwendungsaussichten. [11]

Ein Artemisinin-Gen wird in Escherichia coli implantiert, und die transformierten Escherichia coli produzieren eine Zwischenverbindung, die nach mehreren Behandlungsschritten zum Rohmaterial von Artemisinin werden kann – Artemisininsäure. Nach dem Einbringen eines speziellen Enzyms in Hefe wandelte Hefe die oben erwähnte Zwischenverbindung in Artemisinin um. Die technologische Kette der Artemisinin-Produktion durch die mikrobielle Industrie hat im Wesentlichen Gestalt angenommen. Das bedeutet, dass der Preis für Artemisinin um 90 Prozent sinken wird. [12]

Extraktion und Reinigung

Die Trenn- und Reinigungsverfahren umfassen hauptsächlich lösungsmittelunterstützte Extraktion, Extraktionsumkristallisation, überkritische CO2-Extraktion und Lösungsmittelextraktionschromatographie.

Das Lösungsmittelextraktions- und Umkristallisationsverfahren wendet im Allgemeinen das Lösungsmittelbenzinverfahren, das Ethanolverfahren und die Alkaliwasserextraktion und das Säurefällungsverfahren für die Produktion an, was die effektive Nutzungsrate von Artemisinin-Pflanzen erheblich erhöht.

Alkalische Wasserextraktion und Säurefällungsverfahren: Nehmen Sie eine bestimmte Menge trockenes Pulver von Artemisia annua-Zweigen und -Blättern und fügen Sie es zum Rühren und Extrahieren zu Ethanol hinzu, um die Ethanol-Extraktionslösung zu erhalten, trocknen Sie es unter reduziertem Druck und lösen Sie es in Ether auf. Wasser zweiphasige Lösung, um Artemisinin bzw. Artemisinin zu erhalten. Die Artemisinin-Ausbeute beträgt bei diesem Verfahren 90 Prozent, die Extraktionsrate von Artemisinin 57 Prozent.

Ethanolmethode: Nehmen Sie eine bestimmte Menge getrocknetes Pulver von Zweigen und Blättern von Artemisia annua, tränken Sie es 24 Stunden lang in verdünntem Ethanol, erhalten Sie den Ethanolextrakt, injizieren Sie ihn in das kontinuierliche Extraktionsgerät und extrahieren Sie ihn dann mit Lösungsmittelbenzin, das Benzol und Ethyl enthält Acetat, um die Alkoholphase und die Extraktionsphase zu erhalten, die zurückgeführt werden kann, die Extraktionsphase wird mit Aktivkohle entfärbt, filtriert und das Lösungsmittel wird zurückgewonnen und dann die konzentrierte Lösung erhalten und dann gekühlt und kristallisiert, um die groben Kristalle zu erhalten von Artemisinin, und dann mit Ethanol umkristallisieren, um das fertige Artemisinin zu erhalten. Dieses Verfahren hat die Vorteile hoher Ausbeute, niedriger Kosten, weniger Schritte, einfacher Bedienung und Sicherheit.

Lösungsmittelbenzinmethode: Nehmen Sie eine bestimmte Menge trockenes Pulver von Artemisia annua-Zweigen und -Blättern, tränken Sie es 8 bis 10 Mal in 120 # Lösungsmittelbenzin für 3 Mal, erhalten Sie den Lösungsmittelbenzinextrakt, dekomprimieren und konzentrieren Sie es und legen Sie es zur Kristallisation , erhalten Sie das rohe Artemisinin, waschen Sie es viele Male mit einer kleinen Menge 120 # Lösungsmittelbenzin und kristallisieren Sie 2 bis 3 Mal 50-prozentigen Ethanolalkohol, um schließlich den weißen Nadelkristall von Artemisinin zu erhalten. Dieses Verfahren ist einfach und in der Massenproduktion leicht anzuwenden.

Es gibt drei Extraktionsverfahren für die Lösungsmittelextraktionschromatographie, nämlich Aceton-Kieselgel-Säulenchromatographie, niedrigsiedendes Benzin - ultrakurzes grobes sphärisches expandiertes Kieselgel-Chromatographie und Ethanextraktion - Ethan/Acetonitril-Kieselgel-Säulenchromatographie.

6. Qualifikation

Nach jahrelanger Produktion hat unser Unternehmen die entsprechende Produktionslizenz erhalten.

ISO