1. Perkenalan

Serbuk Artemisinin Alami 63968-64-9 adalah tanaman obat yang digunakan dalam pengobatan tradisional Tiongkok selama lebih dari 2000 tahun untuk mengobati banyak gangguan termasuk malaria. Artemisinin adalah komponen utama ekstrak Artemisia annua. Isolasi artemisinin dari Artemisia annua L. dan karakterisasi efek antimalarianya pada tahun 1970-an diprakarsai oleh ilmuwan Cina, yang dianggap sebagai salah satu kemajuan terpenting dalam pengendalian malaria di zaman modern. Serbuk artemisinin banyak digunakan di bidang makanan, farmasi dan bidang kosmetik.

Artemisin adalah senyawa organik dengan rumus molekul C15H22O5 dan berat molekul relatif 282,34. [1]

Artemisinin adalah kristal jarum tak berwarna dengan titik leleh 156~157 derajat. Mudah larut dalam kloroform, aseton, etil asetat dan benzena, larut dalam etanol dan eter, sedikit larut dalam petroleum eter dingin, dan hampir tidak larut dalam air. Karena kelompok peroksi khusus, tidak stabil terhadap panas dan mudah terurai di bawah pengaruh kelembaban, panas dan zat pereduksi. [1]

Artemisinin adalah obat yang paling efektif untuk mengobati resistensi obat malaria. Terapi kombinasi berdasarkan artemisinin juga merupakan cara yang paling efektif dan penting untuk mengobati malaria saat ini. Namun dalam beberapa tahun terakhir, dengan pendalaman penelitian, efek lain dari artemisinin juga semakin banyak ditemukan dan diterapkan, seperti anti tumor, pengobatan hipertensi paru, anti diabetes, embriotoksisitas, antijamur, pengaturan kekebalan tubuh, antivirus [{{ 1}}], anti inflamasi, anti fibrosis paru, antibakteri, efek kardiovaskular dan efek farmakologi lainnya [2].

Pada Oktober 2015, Tu Youyou memenangkan Hadiah Nobel Fisiologi atau Kedokteran 2015 bersama dua ilmuwan lain atas kontribusinya dalam pembuatan obat antimalaria baru - artemisinin dan dihydroartemisinin. [5

Latar belakang penelitian

Malaria merupakan salah satu penyakit tertua manusia, dan masih merupakan masalah kesehatan masyarakat yang penting yang menjadi perhatian luas dan mendesak untuk dipecahkan di dunia.

Pada tahun 1631, misionaris Italia Agostino Salumbrino memperoleh obat yang efektif untuk mengobati demam dari Peru di Amerika Selatan - cinchonabark, dan membawanya kembali ke Eropa untuk pengobatan demam. Segera, ditemukan bahwa obat tersebut memiliki efek pereda yang jelas pada demam intermiten.

Pada tahun 1820, Pierre Joseph, seorang ahli kimia Prancis, dan Joseph Bienaim é Caventou, seorang ilmuwan farmasi, mengisolasi bahan yang efektif untuk pengobatan malaria dari kulit kayu Cinchona dan menamakannya kina.

Pada tahun 1944, ahli kimia organik Amerika Robert Woodward dan William Doering berhasil mensintesis kina untuk pertama kalinya. Sejak saat itu, para ilmuwan terus menyempurnakan obat antimalaria, membentuk metanol aromatik dan heterosiklik yang diwakili oleh kina, 4-aminoquinolin yang diwakili oleh klorokuin, dan aminofenol heterosiklik yang diwakili oleh amodiakuin. Obat antimalaria ini telah memainkan peran penting dalam pengendalian malaria pada manusia. Namun, dengan penggunaan obat yang ekstensif dan jangka panjang, masalah resistensi obat parasit malaria secara bertahap muncul.

Pada awal tahun 1960-an, Plasmodium falciparum telah mengembangkan resistensi terhadap klorokuin di beberapa daerah, terutama di Asia Tenggara. Pada saat itu, dengan eskalasi bertahap Perang Vietnam, serangan malaria falciparum yang kebal klorokuin melanda pihak yang bertikai, mengakibatkan sejumlah besar pengurangan pasukan tempur. Untuk tujuan ini, Amerika Serikat telah menginvestasikan banyak sumber daya manusia dan material untuk mempelajari malaria, dengan tujuan utama menemukan obat antimalaria baru. Di antara mereka, Institut Riset Angkatan Darat Walter Reed Amerika Serikat telah menyaring lebih dari 200.000 senyawa sejak akhir 1960-an. Karena kondisi yang terbatas, Vietnam tidak mampu mengembangkan obat baru, sehingga meminta bantuan China untuk mengatasi masalah pengendalian malaria. Pihak China telah mengirimkan peneliti untuk melakukan penyelidikan lapangan dan pendampingan lapangan selama hampir dua tahun, menyadari urgensi dan kompleksitas pengendalian malaria.

Penemuan artemisinin

Dari 21 Mei hingga 1 Juni 1971, Simposium Nasional Pengendalian dan Pencegahan Malaria diadakan di Guangzhou. Setelah simposium, Institut Pengobatan Tradisional China Beijing mengatur ulang tim peneliti. Tu Youyou masih menjadi pemimpin tim, dan anggota tim Zhong Yurong terus mengekstrak obat tradisional Tiongkok. Lang Linfu dan Liu Jufu melakukan percobaan pada hewan. Menurut catatan skrining obat Institut Pengobatan Tradisional Cina Beijing, tingkat penghambatan artemisinin adalah 12 persen pada 26 Juli 1971 (No. 16), 40 persen pada 1 September (No. 114), dan 100 persen pada 4 Oktober. (No. 191). Sejak Januari 1971, tim Tu Youyou mulai mengekstrak ekstrak eter artemisia annua dalam jumlah besar, dan menyelesaikan uji toksisitas pada anjing pada akhir Juni tahun itu. Untuk melakukan uji klinis sesegera mungkin, sementara hasil uji toksisitas ekstrak eter artemisinin pada anjing pada tahun itu masih kontroversial, Tu Youyou, Lang Linfu, Yue Fengxian dan Zhang Guozhen, Yan Shuchang, Pan Hengjie , Zhao Aihua dan Fang Wenxian telah berturut-turut mengambil ekstrak netral eter artemisinin dalam dua batch dengan dosis berbeda, tanpa efek samping dan racun yang jelas.

Pada tanggal 8 Maret 1972, Tu Youyou, sebagai perwakilan dari Institut Pengobatan Tradisional Cina Beijing, membuat laporan berjudul "Gunakan Pikiran Mao Zedong untuk Memandu Eksplorasi Obat Herbal Cina Antimalaria" pada pertemuan "Kantor 523 Nasional" di Nanjing, dan melaporkan hasil tingkat penghambatan 100 persen malaria tikus dan malaria monyet dari ekstrak kasar artemisinin eter netral, yang menarik perhatian semua peserta. Menurut data, Tu Youyou terinspirasi oleh pengobatan tradisional Tiongkok dan pepatah rakyat tentang "jus peras". Mempertimbangkan bahwa bahan yang efektif mungkin ada di bagian lipofilik, dia beralih ke ekstraksi eter, yang secara signifikan meningkatkan potensi hewan Artemisia annua dari 30 persen menjadi 40 persen menjadi lebih dari 95 persen .

Pada Agustus 1972, Tu Youyou memimpin tim untuk melakukan uji khasiat klinis ekstrak netral eter artemisinin di Pulau Hainan. Selama periode ini, Ni Muyun merancang pretreatment pemisahan kolom kromatografi untuk meningkatkan efek antimalaria dari bagian netral ekstrak eter Artemisia annua lagi. Zhong Yurong belajar dari literatur bahwa kolom silika gel lebih efektif dalam memisahkan senyawa netral, jadi dia dan asistennya Cui Shulian menggunakan kromatografi kolom gel silika dan elusi gradien petroleum eter-etil eter (kemudian diubah menjadi petroleum eter-etil asetat) menurut dengan metode yang diberikan dalam literatur untuk memisahkan ekstrak eter netral berdasarkan perlakuan pra-kolom Ni Muyun.

Pada tanggal 8 November 1972, kolom silika gel yang diproduksi oleh Pabrik Reagen Shanghai digunakan untuk pemisahan, dan kemudian petroleum eter dan etil asetat-minyak eter (proporsi berbeda) digunakan untuk elusi berkali-kali. Sejumlah kecil kristal seperti jarum pertama kali diperoleh, diberi nomor "kristal jarum I" (No.1 atau jarum 1); Jumlah kristal seperti jarum yang dielusi selanjutnya adalah "kristal jarum II" (No. 2 atau jarum 2); Kemudian, kristal persegi lain diperoleh, diberi nomor "Kristal III" (No.3 atau kristal persegi). Pada awal Desember tahun yang sama, uji malaria pada tikus membuktikan bahwa "needle crystal II" adalah satu-satunya monomer yang efektif dengan efek antimalaria. Sejak itu, ketika Institut Pengobatan Tradisional China Beijing melapor ke "Kantor Nasional 523", bahan efektif anti-malaria "needle crystal II" berubah menjadi "artemisinin II", terkadang juga dikenal sebagai artemisinin. Belakangan, Institut Pengobatan Tradisional Cina Beijing menyebut "artemisinin II" artemisinin.

2. Fungsi Utama

1. Antimalaria, bubuk artemisinin memiliki efek membunuh parasit di dalam sel darah merah, dapat menghambat kematangan parasit dengan cepat;

2. Antibakteri, artemisinin memiliki efek anti virus influenza;

3. Anti parasit, artemisinin pada peran anti schistosomiasis dan leptospirosis.

3.Aplikasi

1. Serbuk Artemisinin Alami 63968-64-9 diaplikasikan di bidang makanan, serbuk artemisinin dapat berperan sebagai bahan baku teh untuk mengurangi dahak;

2. Diterapkan dalam bidang farmasi, menjadi obat anti kanker baru dengan toksisitas rendah;

3. Diterapkan dalam bidang kosmetik, dapat menyegarkan sirkulasi darah dan menghilangkan minuman.

4.Spesifikasi

Item	Persyaratan	Hasil
Keterangan
Penampilan:	Bubuk kristal putih hingga putih pudar.	Sesuai
Kelarutan	Bebas larut dalam aseton dan asam asetat glasial, larut dalam metanol, etanol, etanol encer, eter atau petroleum eter, praktis tidak larut dalam air	Sesuai
Titik lebur	150-153 derajat	150.9-151.8 derajat
optik tertentu rotasi	ditambah 75 derajat - ditambah 78 derajat	ditambah 77,1 derajat
Identifikasi
Reaksi Warna	Warna ungu dihasilkan	Sesuai
Reaksi Warna	Warna ungu-merah pekat dihasilkan	Sesuai
HPLC	Waktu retensi puncak utama dalam persiapan pengujian harus cocok dengan standar kerja yang diperoleh dari pengujian dengan uji HPLC	Sesuai
IR	Spektrum IR sampel seharusnya sesuai dengan spektrum IR dari standar kerja artemisinin	Sesuai
Tes
Zat Terkait (HPLC)	Artemisitene Kurang dari atau sama dengan 0.15 persen {{0}epimer of artemisinin Kurang dari atau sama dengan 0,3 persen Setiap pengotor individu Kurang dari atau sama dengan {{0}}.15 persen Total pengotor Kurang dari atau sama dengan 1,0 persen	{{0}.07 persen NA 0.1 persen 0,75 persen

5. Diagram Alir

Bahan baku→Membersihkan→Crash→Extract→Filter→Concentrate→Spray dry→Testing→Packing

Sintesis kimia

Sintesis artemisinin dari R - ( plus ) - sitronelal

Sintesis artemisinin dari R - ( plus ) - sitronelal [11]

Pada tahun 1983, ahli kimia HofheinzW dan lainnya menemukan metode sintesis kimia artemisinin melalui penelitian kimia. Menggunakan (-) - 2-isobutanol sebagai bahan baku, zat antara diperoleh dengan memasukkan gugus oksigen melalui reaksi fotooksidasi, kemudian produk akhir disintesis melalui reaksi siklisasi. Ada dua langkah pembatas laju utama dalam sintesis lakton seskuiterpen: pelipatan dan siklisasi inti induk seskuiterpen; Proses pembentukan lakton seskuiterpen yang mengandung jembatan peroksi.

Pada tahun 1986, ilmuwan Cina Zhou Weishan mensintesis artemisinin dari R - ( plus ) - sitronelal. Namun, karena langkah sintesis yang rumit dan hasil total yang rendah, bahkan kurang dari 1 persen, evaluasi kelayakan industrialisasi belum dapat direalisasikan.

Biosintesis

Artemisinin ada di bunga dan daun jamu Cina Artemisia annua, tapi tidak di batangnya. Ini adalah senyawa terpene dengan kandungan yang sangat rendah, dan jalur biosintetiknya sangat kompleks.

Sekarang diketahui bahwa biosintesis artemisinin dapat dilakukan dengan tiga cara. Salah satunya adalah meningkatkan kandungan artemisinin dengan mengatur enzim kunci yang mengendalikan biosintesis artemisinin dan menambahkan prekursor biosintesis; Yang kedua adalah mengaktifkan gen yang dikendalikan oleh enzim kunci, dan secara signifikan meningkatkan kandungan artemisinin; Yang ketiga adalah menggunakan rekayasa genetika untuk mengubah gen kunci untuk meningkatkan efisiensi enzim yang mereka kendalikan.

Dalam proses biosintesis, kandungan artemisinin sangat dipengaruhi oleh faktor fisiologis dan ekologis seperti cahaya, hormon eksogen, diferensiasi tunas, dll. Suhu juga sangat berpengaruh pada biosintesis. Melalui penelitian eksperimental, ditemukan bahwa kandungan artemisinin dari bibit artemisinin meningkat menjadi 68 persen pada suhu 40 derajat setelah perawatan selama 36 jam.

Selain artemisinin, tanaman lain juga dapat mensintesis artemisinin. Pada 2011, para peneliti mensintesis artemisinin dari tembakau. Dibandingkan dengan metode kimia tradisional, reagen kimia yang digunakan dalam metode ini sangat berkurang, yang bermanfaat bagi perlindungan lingkungan. Reseptor dari metode biosintesis ini adalah tembakau yang relatif tersebar luas di Cina. Karena itu, sumber bahan bakunya relatif kaya. Namun, beberapa substrat reaksi dalam proses sintesis artemisinin dari tembakau tidak jelas, dan perlu dikembangkan. Namun, metode sintetik ini masih memiliki prospek aplikasi industri yang baik. [11]

Gen artemisinin ditanamkan ke dalam Escherichia coli, dan Escherichia coli yang ditransformasi menghasilkan senyawa antara, yang dapat menjadi bahan baku artemisinin - asam artemisinin setelah beberapa langkah perawatan. Setelah memasukkan enzim khusus ke dalam ragi, ragi mengubah senyawa perantara yang disebutkan di atas menjadi artemisinin. Rantai teknologi produksi artemisinin melalui industri mikroba pada dasarnya telah terbentuk. Artinya, harga artemisinin akan turun hingga 90 persen. [12]

Ekstraksi dan pemurnian

Proses pemisahan dan pemurnian terutama meliputi ekstraksi dengan bantuan pelarut, rekristalisasi ekstraksi, ekstraksi CO2 superkritis, dan kromatografi ekstraksi pelarut.

Ekstraksi pelarut dan metode rekristalisasi umumnya mengadopsi metode bensin pelarut, metode etanol dan ekstraksi air alkali dan metode pengendapan asam untuk produksi, yang secara signifikan meningkatkan tingkat pemanfaatan efektif tanaman artemisinin.

Metode ekstraksi air alkali dan pengendapan asam: ambil sejumlah bubuk kering cabang dan daun Artemisia annua dan tambahkan ke etanol untuk diaduk dan ekstraksi untuk mendapatkan larutan ekstraksi etanol, keringkan di bawah tekanan rendah, dan larutkan dalam eter- larutan dua fase air untuk mendapatkan artemisinin dan artemisinin masing-masing. Rendemen artemisinin dalam metode ini adalah 90 persen, dan tingkat ekstraksi artemisinin adalah 57 persen.

Metode etanol: ambil sejumlah bubuk kering cabang dan daun Artemisia annua, rendam dalam etanol encer selama 24 jam, dapatkan ekstrak etanol, suntikkan ke alat ekstraksi kontinyu, lalu ekstrak dengan bensin pelarut yang mengandung benzena dan etil asetat untuk mendapatkan fase alkohol dan fase ekstraksi, yang dapat didaur ulang, fase ekstraksi diwarnai dengan karbon aktif, disaring, dan pelarut diperoleh kembali, kemudian diperoleh larutan pekat, kemudian didinginkan dan dikristalisasi untuk mendapatkan kristal kasar artemisinin, dan kemudian rekristalisasi dengan etanol untuk mendapatkan artemisinin jadi. Metode ini memiliki kelebihan hasil tinggi, biaya rendah, langkah lebih sedikit, operasi sederhana dan keamanan.

Metode bensin pelarut: ambil sejumlah bubuk kering cabang dan daun Artemisia annua, rendam dalam 8 ~ 10 kali bensin pelarut 120 # sebanyak 3 kali, dapatkan ekstrak bensin pelarut, lalu dekompresi dan konsentratkan dan tempatkan untuk kristalisasi , dapatkan artemisinin mentah, cuci dengan sedikit bensin pelarut 120 # berkali-kali, dan kristalkan alkohol etanol 50 persen sebanyak 2 ~ 3 kali, akhirnya dapatkan kristal artemisinin jarum putih. Metode ini sederhana dan mudah digunakan dalam produksi massal.

Ada tiga metode ekstraksi untuk kromatografi ekstraksi pelarut, yaitu, kromatografi kolom aseton-silika gel, bensin dengan titik didih rendah - kromatografi gel silika gel kasar ultra-pendek, dan ekstraksi etana - kromatografi kolom etana/asetonitril-silika gel.

6. Kualifikasi

Setelah bertahun-tahun produksi, perusahaan kami telah memperoleh lisensi produksi yang relevan.

ISO