Nghiên cứu điều chế L-carnitin hydroclorid. Phần 1: Nghiên cứu điều chế D,L-carnitin hydroclorid

Tóm tắt

Tên "carnitin" có nguồn gốc từ tiếng Latinh "carnus" có nghĩa là thịt, do hợp chất này được chiết ra lần đầu tiên từ cơ động vật. L-carnitin là dạng có hoạt tính sinh học, đã được đưa vào BP, USP - NF và được FDA phê chuẩn để điều trị sự thiếu hụt carnitin nguyên phát và thứ phát. Thành phần carntin trong tinh dịch có liên quan trục tiếp đến số lượng và khả năng vận động của tinh trùng, sử dụng carnitin giúp tăng cường khả năng thụ tinh của tinh trùng. Carnitin đóng vai trò quan trọng trong quá trình chuyển hóa năng lượng của cơ thể, là tác nhân cần thiết cho quá trình beta-oxy hóa các acid béo mạch dài tại ty thể. Do đó, carnitin đã được chứng minh có tác dụng hỗ trợ điều trị bệnh tim mạch, đái tháo đường type 2 và HIV/AIDS. Carnitin được sản xuất bằng phương pháp tổng hợp hay lên men vi sinh. Carnitin điều chế được có thể ở dạng đồng phân quang học L-carnitin hoặc là dạng hỗn hơp đối quang D,L-carnitin rồi sau đó áp dụng phương pháp tách đối quang để thu được dạng dùng mong muốn. Carnitin hiện chưa được sản xuất tại Việt Nam.

            Qua nghiên cứu, nhận thấy rằng quy trình tổng hợp D,L-carnitin hydroclorid với nguyên liệu đầu là epiclorohydrin và trimethylamin hydroclorid là phù hợp với điều kiện trong nước. Đây là nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm và quy trình tổng hợp đạt hiệu suất cao. Bài báo này trình bày kết quả điều chế D,L-carnitin nguyên liệu đầu cho tổng hợp L-carnitin.

Nguyên liệu

+ Epiclorohydrin, trimethylamin hydroclorid, kali cyanid, acid hydrocloric, ethanol, methanol, acid acetic băng, natri hydroxyd.

+ Hệ sắc ký: n-butanol : acid acetic : nước = 2 : 1 : 1.

Phương pháp nghiên cứu

+ Điều chế (1-cloro-2-hydroxypropyl) trimethylamoni clorid từ epiclorohydrin và trimethylamin hydroclorid

+ Điều chế (1-cyano-2-hydroxypropyl) trimethylamoni clorid từ (1-cloro-2-hydroxypropyl) trimethylamoni clorid và kali cyanid

+ Điều chế D,L-carnitin hydroclorid từ (1-cyano-2-hydroxypropyl) trimethylamoni clorid và acid hydrocloric

+ Tối ưu hóa qui trình tổng hợp bằng phần mềm MODDE 5.0 với  mô  hình Box - Behnken.

+ Kiểm nghiệm độ tinh khiết và xác định cấu trúc các chất tổng hợp bằng các phương pháp: UV, IR, MS và NMR.

Kết quả

            Tổng hợp D,L-carnitin hydroclorid từ những nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm epiclorohydrin và trimethylamin hydroclorid. Tối ưu hóa quy trình tổng hợp bằng phần mềm Modde 5.0 trên bề mặt đáp ứng Box-Behnken.

            Tinh chế, xác định độ tinh khiết và cấu trúc các chất tổng hợp. Cấu trúc sản phẩm tổng hợp được khẳng định bằng các phương pháp hóa lý như phổ MS, NMR.

Tóm tắt tiếng Anh:

            From commonly available cheap materials such as epichlorohydrin, trimethylamine hydrochloride..., D,L-carnitine hydrochloride was prepared to serve as the material for subsequent synthesis of L-carnitine  (which is widely available as a drug and nutritional supplement to treat a variety of health conditions including heart attack, heart failure, angina, narcolepsy, and diabetic neuropathy, but not fatigue or improving exercise performance, as it is, in living cells, required for the transport of fatty acids from the intermembraneous space in the mitochondria, into the mitochondrial matrix during the breakdown of lipids (fats) for the generation of metabolic energy). The synthesis process was optimized by the software MODDE 5.0 for the stability, simplicity and suitability for Vietnam.