1. Introduction

La poudre d'artémisinine naturelle 63968-64-9 est une plante médicinale utilisée dans la médecine traditionnelle chinoise depuis plus de 2000 ans pour traiter de nombreux troubles, dont le paludisme. L'artémisinine est le composant principal de l'extrait d'Artemisia annua. L'isolement de l'artémisinine à partir d'Artemisia annua L. et la caractérisation de son effet antipaludique dans les années 1970 ont été initiés par des scientifiques chinois, ce qui est considéré comme l'une des avancées les plus importantes dans la lutte contre le paludisme à l'époque moderne. La poudre d'artémisinine est largement utilisée dans le domaine alimentaire, pharmaceutique et cosmétique.

L'artémisine est un composé organique de formule moléculaire C15H22O5 et de poids moléculaire relatif de 282,34. [1]

L'artémisinine est un cristal d'aiguille incolore avec un point de fusion de 156 ~ 157 degrés. Il est facilement soluble dans le chloroforme, l'acétone, l'acétate d'éthyle et le benzène, soluble dans l'éthanol et l'éther, légèrement soluble dans l'éther de pétrole froid et presque insoluble dans l'eau. En raison de son groupe peroxy spécial, il est instable à la chaleur et se décompose facilement sous l'influence de l'humidité, de la chaleur et des substances réductrices. [1]

L'artémisinine est le médicament le plus efficace pour traiter la résistance aux antipaludiques. La thérapie combinée à base d'artémisinine est également le moyen le plus efficace et le plus important pour traiter le paludisme à l'heure actuelle. Mais ces dernières années, avec l'approfondissement de la recherche, d'autres effets de l'artémisinine ont également été de plus en plus découverts et appliqués, tels que anti-tumoral, traitement de l'hypertension pulmonaire, anti diabète, embryotoxicité, antifongique, régulation immunitaire, antiviral [{{ 1}}], anti-inflammatoire, anti-fibrose pulmonaire, antibactérien, effets cardiovasculaires et autres effets pharmacologiques [2].

En octobre 2015, Tu Youyou a remporté le prix Nobel de physiologie ou médecine 2015 avec deux autres scientifiques pour sa contribution à la création de nouveaux médicaments antipaludiques - l'artémisinine et la dihydroartémisinine. [5

Fond de recherche

Le paludisme est l'une des plus anciennes maladies de l'être humain, et c'est toujours un problème de santé publique important qui est largement préoccupant et à résoudre de toute urgence dans le monde.

En 1631, le missionnaire italien Agostino Salumbrino a obtenu un médicament efficace pour traiter la fièvre des Péruviens d'Amérique du Sud - le cinchonabark, et l'a ramené en Europe pour le traitement de la fièvre. Bientôt, il a été constaté que le médicament avait un effet de soulagement évident sur la fièvre intermittente.

En 1820, Pierre Joseph, un chimiste français, et Joseph Bienaim é Caventou, un scientifique pharmaceutique, ont isolé l'ingrédient efficace pour le traitement du paludisme de l'écorce de quinquina et l'ont nommé quinine.

En 1944, les chimistes organiques américains Robert Woodward et William Doering ont réussi à synthétiser la quinine pour la première fois. Depuis lors, les scientifiques ont continuellement amélioré les médicaments antipaludiques, formant des méthanols aromatiques et hétérocycliques représentés par la quinine, des 4-aminoquinoléines représentées par la chloroquine et des aminophénols hétérocycliques représentés par l'amodiaquine. Ces médicaments antipaludiques ont joué un rôle important dans la lutte contre le paludisme humain. Cependant, avec l'utilisation extensive et à long terme des médicaments, le problème de la résistance aux médicaments des parasites du paludisme est progressivement apparu.

Au début des années 1960, Plasmodium falciparum a développé une résistance à la chloroquine dans certaines régions, notamment en Asie du Sud-Est. A cette époque, avec l'escalade progressive de la guerre du Vietnam, l'attaque du paludisme à falciparum résistant à la chloroquine a tourmenté les parties belligérantes, entraînant un grand nombre de réductions des forces de combat. À cette fin, les États-Unis ont investi beaucoup de ressources humaines et matérielles pour étudier le paludisme, avec pour objectif principal de trouver de nouveaux médicaments antipaludiques. Parmi eux, le Walter Reed Army Institute of Research des États-Unis a criblé plus de 200 000 composés depuis la fin des années 1960. En raison de conditions limitées, le Vietnam n'est pas en mesure de développer de nouveaux médicaments, il a donc demandé à la Chine d'aider à résoudre le problème du contrôle du paludisme. La partie chinoise a envoyé des chercheurs pour mener des enquêtes et une assistance sur le terrain pendant près de deux ans, réalisant l'urgence et la complexité de la lutte contre le paludisme.

Découverte de l'artémisinine

Du 21 mai au 1er juin 1971, le Symposium national sur le contrôle et la prévention du paludisme s'est tenu à Guangzhou. Après le symposium, l'Institut de médecine traditionnelle chinoise de Pékin a réorganisé l'équipe de recherche. Tu Youyou était toujours le chef d'équipe et les membres de l'équipe Zhong Yurong ont continué à extraire la médecine traditionnelle chinoise. Lang Linfu et Liu Jufu ont fait des expériences sur les animaux. Selon les dossiers de dépistage des drogues de l'Institut de médecine traditionnelle chinoise de Pékin, le taux d'inhibition de l'artémisinine était de 12 % le 26 juillet 1971 (n° 16), de 40 % le 1er septembre (n° 114) et de 100 % le 4 octobre. (n° 191). Depuis janvier 1971, l'équipe de Tu Youyou a commencé à extraire une grande quantité d'extrait éthéré d'artemisia annua et a terminé le test de toxicité sur les chiens à la fin du mois de juin de la même année. Afin de réaliser l'essai clinique le plus rapidement possible, alors que les résultats du test de toxicité de l'extrait d'éther d'artémisinine sur les chiens cette année-là sont encore controversés, Tu Youyou, Lang Linfu, Yue Fengxian et Zhang Guozhen, Yan Shuchang, Pan Hengjie , Zhao Aihua et Fang Wenxian ont pris successivement l'extrait neutre d'éther d'artémisinine en deux lots à des doses différentes, sans effets toxiques et secondaires évidents.

Le 8 mars 1972, Tu Youyou, en tant que représentant de l'Institut de médecine traditionnelle chinoise de Pékin, a fait un rapport intitulé "Utilisez la pensée de Mao Zedong pour guider l'exploration de la phytothérapie chinoise antipaludique" lors de la réunion du "Bureau national 523" à Nanjing, et a rapporté les résultats d'un taux d'inhibition de 100% du paludisme du rat et du singe de l'extrait brut neutre d'éther d'artémisinine, qui a attiré l'attention de tous les participants. Selon les données, Tu Youyou s'est inspiré de la médecine traditionnelle chinoise et du dicton populaire "essorer le jus". Considérant que les ingrédients efficaces peuvent se trouver dans la partie lipophile, elle est passée à l'extraction à l'éther, ce qui a considérablement amélioré la puissance animale de l'Artemisia annua de 30 % à 40 % à plus de 95 %.

En août 1972, Tu Youyou a dirigé une équipe pour effectuer le test d'efficacité clinique de l'extrait neutre d'éther d'artémisinine sur l'île de Hainan. Au cours de cette période, Ni Muyun a conçu le prétraitement de séparation chromatographique sur colonne pour améliorer à nouveau l'effet antipaludéen de la partie neutre de l'extrait éthéré d'Artemisia annua. Zhong Yurong a appris de la littérature que la colonne de gel de silice est plus efficace pour séparer les composés neutres, alors lui et son assistant Cui Shulian ont utilisé la chromatographie sur colonne de gel de silice et l'élution en gradient d'éther de pétrole-éther éthylique (plus tard changé en éther de pétrole-acétate d'éthyle) selon à la méthode proposée dans la littérature pour séparer l'extrait à l'éther neutre sur la base du traitement pré-colonne de Ni Muyun.

Le 8 novembre 1972, une colonne de gel de silice produite par Shanghai Reagent Factory a été utilisée pour la séparation, puis de l'éther de pétrole et de l'acétate d'éthyle-éther de pétrole (différentes proportions) ont été utilisés pour l'élution à plusieurs reprises. Une petite quantité de cristaux en forme d'aiguilles ont d'abord été obtenus, numérotés "cristal d'aiguille I" (n° 1 ou aiguille 1); Le nombre de cristaux en forme d'aiguille élués par la suite est "cristal d'aiguille II" (n° 2 ou aiguille 2) ; Plus tard, un autre cristal carré a été obtenu, numéroté "Crystal III" (n°3 ou cristal carré). Au début du mois de décembre de la même année, le test du paludisme chez la souris a prouvé que le "cristal d'aiguille II" était le seul monomère efficace à effet antipaludéen. Depuis lors, lorsque l'Institut de médecine traditionnelle chinoise de Pékin a fait rapport au "Bureau national 523", il a changé l'ingrédient efficace du "cristal d'aiguille II" antipaludique en "artémisinine II", parfois également connue sous le nom d'artémisinine. Plus tard, l'Institut de médecine traditionnelle chinoise de Pékin a appelé l'artémisinine "artémisinine II".

2. Fonction principale

1. Antipaludique, la poudre d'artémisinine a un effet destructeur sur le parasite dans les globules rouges, elle peut inhiber rapidement la maturité du parasite;

2. Antibactérien, l'artémisinine a un effet anti-virus de la grippe;

3. Antiparasitaire, l'artémisinine sur le rôle de l'anti- schistosomiase et de la leptospirose.

3.Demande

1. Poudre d'artémisinine naturelle 63968-64-9 appliquée dans le domaine alimentaire, la poudre d'artémisinine peut agir comme matière première du thé pour réduire les mucosités ;

2. Appliqué dans le domaine pharmaceutique, il devient un nouveau médicament anticancéreux à faible toxicité ;

3. Appliqué dans le domaine cosmétique, il peut revigorer la circulation sanguine et éliminer les boissons.

4.Spécification

Articles	Exigences	Résultats
Description
Apparence:	Poudre cristalline blanche à blanc cassé.	Conforme
Solubilité	Facilement soluble dans l'acétone et dans l'acide acétique glacial, soluble dans le méthanol, l'éthanol, l'éthanol dilué, l'éther ou éther de pétrole, pratiquement insoluble dans l'eau	Conforme
Point de fusion	150-153 degré	150.9-151.8 degrés
Optique spécifique rotation	plus 75 degrés - plus 78 degrés	plus 77,1 degrés
Identification
Réaction de couleur	Une couleur violette est produite	Conforme
Réaction de couleur	Une couleur rouge violet foncé est produite	Conforme
CLHP	Le temps de rétention du pic principal dans la préparation du test doit correspond à celui de l'étalon de travail tel qu'obtenu à partir d'un dosage par test HPLC	Conforme
IR	Le spectre IR de l'échantillon doit être concordant avec le spectre IR de l'étalon de travail d'artémisinine	Conforme
Essais
Substances apparentées (CLHP)	Artémisitene Inférieur ou égal à 0.15 pour cent {{0}}épimère d'artémisinine inférieur ou égal à 0,3 % Toute impureté individuelle Inférieur ou égal à {{0}}.15 % Total des impuretés Inférieur ou égal à 1,0 %	{{0}}0,07 % S.O. 0,1 % 00,75 %

5.Organigramme

Matières premières → Nettoyage → Crash → Extrait → Filtre → Concentré → Pulvérisation sèche → Test → Emballage

Synthèse chimique

Synthèse d'artémisinine à partir de R - ( plus ) - citronellal

Synthèse de l'artémisinine à partir du R-(plus)-citronellal [11]

En 1983, le chimiste HofheinzW et d'autres ont découvert la méthode de synthèse chimique de l'artémisinine grâce à la recherche chimique. En utilisant (-) - 2-isobutanol comme matière première, l'intermédiaire a été obtenu en introduisant des groupes oxygène par réaction de photooxydation, puis le produit final a été synthétisé par réaction de cyclisation. Il existe deux étapes principales limitant la vitesse dans la synthèse des lactones sesquiterpéniques : le repliement et la cyclisation des noyaux parents sesquiterpéniques ; Le processus de formation de lactones sesquiterpéniques contenant des ponts peroxy.

En 1986, le scientifique chinois Zhou Weishan a synthétisé l'artémisinine à partir de R - (plus) - citronellal. Cependant, en raison des étapes de synthèse compliquées et du faible rendement total, même inférieur à 1%, l'évaluation de la faisabilité de l'industrialisation n'a pas encore été réalisée.

Biosynthèse

L'artémisinine existe dans les fleurs et les feuilles de la phytothérapie chinoise Artemisia annua, mais pas dans les tiges. C'est un composé terpénique à très faible teneur et sa voie de biosynthèse est très complexe.

On sait maintenant que la biosynthèse de l'artémisinine peut s'effectuer de trois manières. L'une consiste à augmenter la teneur en artémisinine en régulant les enzymes clés contrôlant la biosynthèse de l'artémisinine et en ajoutant les précurseurs de la biosynthèse ; Le second est d'activer les gènes contrôlés par des enzymes clés, et d'augmenter significativement la teneur en artémisinine ; La troisième consiste à utiliser le génie génétique pour modifier des gènes clés afin d'améliorer l'efficacité des enzymes qu'ils contrôlent.

Dans le processus de biosynthèse, la teneur en artémisinine est fortement affectée par des facteurs physiologiques et écologiques tels que la lumière, les hormones exogènes, la différenciation des bourgeons, etc. La température a également un impact important sur la biosynthèse. Grâce à des recherches expérimentales, il a été constaté que la teneur en artémisinine des semis d'artémisinine augmente à 68% à 40 degrés après 36h de traitement.

En plus de l'artémisinine, d'autres plantes peuvent également synthétiser l'artémisinine. En 2011, des chercheurs ont synthétisé l'artémisinine à partir du tabac. Par rapport aux méthodes chimiques traditionnelles, les réactifs chimiques utilisés dans cette méthode sont considérablement réduits, ce qui est bénéfique pour la protection de l'environnement. Le récepteur de cette méthode de biosynthèse est le tabac, qui est relativement répandu en Chine. Par conséquent, la source de matières premières est relativement riche. Cependant, certains substrats de réaction dans le processus de synthèse de l'artémisinine à partir du tabac ne sont pas clairs et doivent être développés. Cependant, cette méthode de synthèse a encore de bonnes perspectives d'application industrielle. [11]

Un gène d'artémisinine est implanté dans Escherichia coli, et l'Escherichia coli transformé produit un composé intermédiaire, qui peut devenir la matière première de l'artémisinine - l'acide d'artémisinine après plusieurs étapes de traitement. Après avoir inséré une enzyme spéciale dans la levure, la levure a transformé le composé intermédiaire mentionné ci-dessus en artémisinine. La chaîne technologique de production d'artémisinine par l'industrie microbienne a fondamentalement pris forme. Cela signifie que le prix de l'artémisinine chutera de 90 %. [12]

Extraction et purification

Les procédés de séparation et de purification comprennent principalement l'extraction assistée par solvant, la recristallisation par extraction, l'extraction au CO2 supercritique et la chromatographie d'extraction par solvant.

La méthode d'extraction par solvant et de recristallisation adopte généralement la méthode de l'essence au solvant, la méthode de l'éthanol et la méthode d'extraction de l'eau alcaline et de précipitation acide pour la production, ce qui augmente considérablement le taux d'utilisation efficace des usines d'artémisinine.

Extraction à l'eau alcaline et méthode de précipitation acide : prenez une certaine quantité de poudre sèche de branches et de feuilles d'Artemisia annua et ajoutez-la à l'éthanol pour agitation et extraction afin d'obtenir la solution d'extraction d'éthanol, séchez-la sous pression réduite et dissolvez-la dans l'éther- solution biphasique aqueuse pour obtenir respectivement l'artémisinine et l'artémisinine. Le rendement en artémisinine dans cette méthode est de 90 % et le taux d'extraction de l'artémisinine est de 57 %.

Méthode à l'éthanol : prendre une certaine quantité de poudre séchée de branches et de feuilles d'Artemisia annua, la faire tremper dans de l'éthanol dilué pendant 24 heures, obtenir l'extrait à l'éthanol, l'injecter dans le dispositif d'extraction en continu, puis l'extraire avec de l'essence de solvant contenant du benzène et de l'éthyle. acétate pour obtenir la phase alcoolique et la phase d'extraction, qui peuvent être recyclées, la phase d'extraction est décolorée avec du charbon actif, filtrée, et le solvant est récupéré, puis obtenir la solution concentrée, puis refroidir et cristalliser pour obtenir le cristal grossier d'artémisinine, puis recristalliser avec de l'éthanol pour obtenir l'artémisinine finie. Cette méthode présente les avantages d'un rendement élevé, d'un faible coût, de moins d'étapes, d'un fonctionnement simple et de la sécurité.

Méthode de l'essence au solvant: prenez une certaine quantité de poudre sèche de branches et de feuilles d'Artemisia annua, faites-la tremper dans 8 à 10 fois de l'essence au solvant 120 # pendant 3 fois, obtenez l'extrait d'essence au solvant, puis décompressez-le et concentrez-le et placez-le pour la cristallisation , obtenez l'artémisinine brute, lavez-la avec une petite quantité d'essence de solvant 120 # plusieurs fois et cristallisez 50% d'alcool éthanol pendant 2 à 3 fois, obtenez enfin le cristal d'aiguille blanche d'artémisinine. Cette méthode est simple et facile à utiliser en production de masse.

Il existe trois méthodes d'extraction pour la chromatographie d'extraction par solvant, à savoir la chromatographie sur colonne d'acétone - gel de silice, l'essence à bas point d'ébullition - chromatographie sur gel de silice expansé sphérique grossier ultra-court et l'extraction d'éthane - chromatographie sur colonne d'éthane/acétonitrile - gel de silice.

6. Qualification

Après des années de production, notre société a obtenu une licence de production pertinente.

ISO