Kinin(kinolinveza:https://www.bloomtechz.com/sinthetic-chemical/api-researching-only/pure-quinine-powder-cas-130-95-0.html) je prirodni proizvod koji je prvi put ekstrahiran iz stabla cinchona u Peruu. To je bijela kristalna krutina gorkog okusa. Kemijska formula: C20H24N2O2, CAS 130-95-0. To je lijek protiv malarije, koji ima terapeutsku ulogu inhibicijom biološkog metabolizma i procesa sporulacije plazmodija. Također ima svojstva opuštanja mišića i antipiretika. Prvi su ga otkrili Španjolci u 17. stoljeću i koristili ga za liječenje malarije. Krajem 18. i početkom 19. stoljeća otkriće i primjena kinina odigrali su važnu ulogu u rješavanju problema malarije. Također se koristi kao dodatak pićima, dajući gorak okus i jedinstven okus. U isto vrijeme, koristi se i kao sastojak u kozmetici za pružanje arome i fluorescentnog učinka.
1. Tradicionalna prirodna metoda sinteze:
Najranija sinteza kinina bila je ekstrakcijom iz prirodnih izvora. Kinin je izvorno ekstrahiran iz kore peruanskog drveta (Chinchona). Proces ekstrakcije uključuje sakupljanje kore, mljevenje i ekstrakciju namakanjem. Kinin se potom izolira destilacijom i kristalizacijom.
1.1. Polazni materijal:
Sinteza kinina obično počinje od prikladnog početnog materijala kao što je cinamaldehid ili drugi spojevi slične strukture.
1.2. Michaelova reakcija dodavanja:
Prvi korak u sintezi kinina obično je Michaelova adicijska reakcija. U ovoj reakciji, početni materijal reagira s elektrofilnim akceptorom, kao što je nitron, da bi nastao produkt.
1.3. Reakcija aldolne kondenzacije:
Zatim se provodi reakcija aldolne kondenzacije da se kondenzira dvostruka veza s aldehidnom skupinom kako bi se stvorio intermedijer s prstenastom strukturom.
1.4. Reakcija bromiranja/supstitucije:
Atom halogena uvodi se reakcijom bromiranja. Zatim, u reakciji supstitucije, atom halogena se zamjenjuje prikladnim reagensom kako bi nastala nova funkcionalna skupina.
1.5. Reakcija ciklizacije:
U reakciji ciklizacije, molekula se postupno približava strukturi jezgre kinina formiranjem novih ugljik-ugljik veza i prstenastih struktura.
1.6. Reakcija oksidacije:
Atomi kisika uvode se kroz reakcije oksidacije kako bi nastali produkti koji sadrže kinolinske strukture.
1.7. Ponovljene reakcije ciklizacije i supstitucije:
Kako bi se progresivno povećala kompleksnost kinina, potrebne su višestruke ciklizacije i supstitucije za izgradnju novih prstenova i funkcionalnih skupina.
1.8. Reakcija redukcije:
Kroz reakciju redukcije, specifične funkcionalne skupine se reduciraju u hidroksilne ili amino skupine kako bi se stvorila karakteristična struktura kinina.
Imajte na umu da budući da je kinin prirodni proizvod, sintetski put je samo u istraživačke i eksperimentalne svrhe. Komercijalno isplativi sintetski putevi mogu biti povjerljivi i mogu uključivati patentnu zaštitu.
2. Metoda sinteze ftalnog anhidrida:
Ovo je jedna od ključnih metoda moderne sinteze kinina. Jedna od najčešće korištenih metoda sinteze ftalnog anhidrida je sljedeća:
Korak 1: Esterifikacija ftalne kiseline i anhidrida octene kiseline:
Prvo, ftalna kiselina i anhidrid octene kiseline reagiraju pod kiselim uvjetima kako bi se formirali esteri ftalnog anhidrida. Ova reakcija zahtijeva upotrebu jake kiseline kao što je sumporna kiselina kao katalizatora.
Formula reakcije:
C8H6O4plus C4H6O3 → C8H4O3plus C2H4O2
Korak 2: ftalat keton prolazi kroz reakciju redukcije, kataliziranu katalizatorima vodikom i platinom, kako bi se dobio 3-hidroksi-4-metoksiacetil-1,3-cikloheksandion (3-hidroksi -4-metoksiacetil -1,3-cikloheksandion).
Formula reakcije:
C8H4O3plus NaNO2→ Ftalni nitroanhidrid plus C2H3NaO2
Korak 3: Kroz reakcije protonacije i kondenzacije, produkt dobiven u prethodnom koraku se ciklizira kako bi se dobio benzofuran.
Korak 4: Reakcija supstitucije anhidrida o-nitrobenzojeve kiseline i eterskog reagensa:
Reakcija anhidrida o-nitrobenzojeve kiseline i eterskih reagensa (kao što je etilen glikol dimetil eter) u alkalnim uvjetima, reakcija supstitucije, da se dobije ftalni anhidrid.
Formula reakcije:
Ftalni nitroanhidrid plus C6H14O3 → C8H4O3plus C6H5NE2plus CH4O plus C2H6O2
Korak 5: Sulfatirani spoj se podvrgava alkalnoj hidroliznoj reakciji potaknutoj bazom da se dobije sekundarni amin.
Korak 6: Nakon reakcije kloriranja, sekundarni amin se klorira da nastane klorid.
Korak 7: Posljednji korak je alkalna obrada kako bi se proizvod pretvorio u kinin.
3. Ostale sintetske metode:
Uz metodu sinteze ftalnog anhidrida, postoje razne druge metode sinteze kinina kao što su:
- reakcijom kondenzacije piridina i aromatskih karbonilnih spojeva.
- [4 plus 2] cikloadicijske reakcije s pentenskim i aromatskim karbonilnim spojevima.
- putem reakcije kondenzacije piridindiona i ariltiola.
- Korištenjem fotokatalizatora za izvođenje fotokemijske reakcije itd.
Kinin je kompleksan prirodni proizvod čije metode sinteze uključuju tradicionalnu ekstrakciju iz prirodnih izvora i suvremene metode kemijske sinteze. Iako je gore navedeno samo kratak pregled metoda sinteze kinina, ove metode pokazuju raznolikost i složenost sinteze kinina. U praktičnim primjenama, odabir odgovarajuće sintetske metode ovisi o mnogim čimbenicima, kao što su izvedivost, isplativost i prihvatljivost za okoliš. Kako bi se osigurala sigurnost i učinkovitost, sintezu kinina treba provoditi pod vodstvom stručnjaka s odgovarajućim znanjem i iskustvom.
Kinin je višenamjenska tvar sa širokim izgledima za primjenu. Slijedi opis perspektiva razvoja Quinina:
1. Istraživanje protiv malarije:
Istraživanje kinina kao lijeka protiv malarije se nastavlja. Unatoč dostupnosti naprednijih lijekova protiv malarije, kinin se još uvijek smatra važnom opcijom zbog razvoja otpornosti na lijekove i porasta malarije koju prenose komarci. Buduća bi se istraživanja mogla usredotočiti na poboljšanje svojstava lijeka kinina kako bi on imao bolje antimalarijske učinke i manje nuspojava.
2. Istraživanja mišićnih relaksansa:
Potencijal kinina kao sredstva za opuštanje mišića nije u potpunosti realiziran. Neka su istraživanja pokazala da se kinin može koristiti za liječenje nekih bolesti povezanih s mišićnom napetošću i grčevima, kao što su tremor i konvulzije. Buduća bi se istraživanja mogla usredotočiti na stjecanje uvida u mehanizam djelovanja kinina i razvoj sigurnijih i učinkovitijih relaksansa mišića.
3. Fluorescentne sonde i bioimaging:
Zbog fluorescentne prirode kinina, ima širok potencijal primjene u fluorescentnim sondama i bioimagingu. Kinin se može koristiti kao molekula marker za otkrivanje i proučavanje specifičnih molekula ili procesa u organizmima. S razvojem tehnologije fluorescentne slike, kinin bi se mogao više koristiti u istraživanju stanica i molekularne biologije.
4. Industrija pića i kozmetike:
Kinin već ima određene primjene u industriji pića i kozmetici. Kao dodatak koktelu, kinin daje piću jedinstvenu gorčinu i okus. U isto vrijeme, kinin se također koristi kao sastojak u kozmetici za pružanje arome i fluorescentnih učinaka. Uz sve veću potražnju za zdravim i prirodnim sastojcima, Quinine će se vjerojatno nastaviti razvijati i primjenjivati u industriji pića i kozmetici.
Općenito, kinin, kao višenamjenska tvar, ima široku primjenu. S napretkom znanosti i inovacijom tehnologije, možemo očekivati više istraživanja i primjene kinina u budućnosti.