Kinin(hinolinveza:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/api-researching-only/pure-quinine-powder-cas-130-95-0.html) je prirodni proizvod koji je prvi put izvađen iz drveta Cinchona u Peruu. To je bela kristalna čvrsta supstanca gorkog ukusa. Hemijska formula: C20H24N2O2, CAS 130-95-0. To je lijek protiv malarije, koji ima terapijsku ulogu inhibirajući biološki metabolizam i proces sporulacije plazmodija. Takođe ima mišićna relaksantna i antipiretička svojstva. Prvi su je otkrili Španci u 17. vijeku i koristili za liječenje malarije. U kasnom 18. i ranom 19. vijeku, otkriće i primjena kinina odigrali su važnu ulogu u rješavanju problema malarije. Koristi se i kao dodatak pićima, dajući gorak okus i jedinstven okus. Istovremeno se koristi i kao sastojak u kozmetici za pružanje arome i fluorescentnih efekata.
1. Tradicionalna prirodna metoda sinteze:
Najranija sinteza kinina bila je ekstrakcija iz prirodnih izvora. Kinin je izvorno ekstrahovan iz kore peruanskog drveta (Chinchona). Proces ekstrakcije uključuje sakupljanje kore, mljevenje i ekstrakciju namakanjem. Kinin se zatim izoluje destilacijom i kristalizacijom.
1.1. Početni materijal:
Sinteza kinina obično počinje od odgovarajućeg početnog materijala kao što je cinamaldehid ili druga jedinjenja slične strukture.
1.2. Michaelova reakcija na dodavanje:
Prvi korak u sintezi kinina je obično Michaelova reakcija adicije. U ovoj reakciji, početni materijal reagira s elektrofilnim akceptorom, kao što je nitron, da bi se formirao proizvod.
1.3. Aldolna reakcija kondenzacije:
Zatim se izvodi reakcija aldolne kondenzacije kako bi se kondenzirala dvostruka veza s aldehidnom grupom kako bi se dobio intermedijer sa strukturom prstena.
1.4. Reakcija bromiranja/supstitucije:
Atom halogena se uvodi reakcijom bromiranja. Zatim, u reakciji supstitucije, atom halogena se zamjenjuje odgovarajućim reagensom kako bi se formirala nova funkcionalna grupa.
1.5. Reakcija ciklizacije:
U reakciji ciklizacije, molekul se postepeno približava strukturi jezgra kinina formirajući nove veze ugljik-ugljik i prstenaste strukture.
1.6. Reakcija oksidacije:
Atomi kisika se uvode kroz oksidacijske reakcije kako bi se formirali proizvodi koji sadrže kinolinske strukture.
1.7. Ponovljene reakcije ciklizacije i supstitucije:
Da bi se progresivno povećala složenost kinina, potrebne su višestruke ciklizacije i supstitucije za izgradnju novih prstenova i funkcionalnih grupa.
1.8. Reakcija redukcije:
Kroz reakciju redukcije, specifične funkcionalne grupe se reduciraju na hidroksilne ili amino grupe kako bi se formirala karakteristična struktura kinina.
Imajte na umu da je kinin prirodni proizvod, sintetički put je samo u istraživačke i eksperimentalne svrhe. Komercijalno održivi sintetički putevi mogu biti povjerljivi i mogu uključivati zaštitu patenta.
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 sirćetne kiseline reaguju u kiselim uslovima kako bi se formirali esteri ftalnog anhidrida. Ova reakcija zahtijeva upotrebu jake kiseline kao što je sumporna kiselina kao katalizator.
Reakciona formula:
C8H6O4plus C4H6O3 → C8H4O3plus C2H4O2
Korak 2: ftalat keton prolazi reakciju redukcije, kataliziranu katalizatorima vodonika i platine, kako bi se dobio 3-hidroksi-4-metoksiacetil-1,3-cikloheksandion (3-Hidroksi -4-metoksiacetil -1, 3-cikloheksandion).
Reakciona formula:
C8H4O3plus NaNO2→ Ftalni nitroanhidrid plus C2H3NaO2
Korak 3: Kroz reakcije protonacije i kondenzacije, proizvod dobiven u prethodnom koraku ciklizira se kako bi se dobio benzofuran.
Korak 4: Reakcija supstitucije anhidrida o-nitrobenzojeve kiseline i etarskog reagensa:
Reakcija o-nitrobenzojevog anhidrida i etarskih reagenasa (kao što je etilen glikol dimetil eter) u alkalnim uslovima, reakcija supstitucije, da bi se dobio ftalni anhidrid.
Reakciona formula:
Ftalni nitroanhidrid plus C6H14O3 → C8H4O3plus C6H5NO2plus CH4O plus C2H6O2
Korak 5: Sulfirano jedinjenje se podvrgava reakciji alkalne hidrolize potaknute bazom kako bi se dobio sekundarni amin.
Korak 6: Nakon reakcije hlorisanja, sekundarni amin se hloriše da bi se formirao hlorid.
Korak 7: Posljednji korak je alkalna obrada kako bi se proizvod pretvorio u kinin.
3. Ostale sintetičke metode:
Pored metode sinteze ftalnog anhidrida, postoje razne druge metode sinteze kinina kao što su:
- reakcijom kondenzacije piridina i aromatičnih karbonilnih spojeva.
- [4 plus 2] reakcije cikloadicije sa pentenom i aromatičnim karbonilnim jedinjenjima.
- preko reakcije kondenzacije piridindiona i ariltiola.
- Korišćenjem fotokatalizatora za izvođenje fotohemijske reakcije, itd.
Kinin je kompleksan prirodni proizvod čije metode sinteze uključuju tradicionalnu ekstrakciju iz prirodnih izvora i moderne metode kemijske sinteze. Iako je gore navedeno samo kratak pregled metoda sinteze kinina, ove metode pokazuju raznolikost i složenost sinteze kinina. U praktičnim primenama, izbor odgovarajuće sintetičke metode zavisi od mnogih faktora, kao što su izvodljivost, isplativost i ekološka prihvatljivost. Kako bi se osigurala sigurnost i efikasnost, sintezu kinina treba provoditi pod vodstvom stručnjaka sa relevantnim znanjem i iskustvom.
Kinin je multifunkcionalna supstanca sa širokim izgledima za primjenu. Slijedi opis Quinineovih razvojnih izgleda:
1. Istraživanje protiv malarije:
Istraživanja kinina kao lijeka protiv malarije se nastavljaju. Unatoč dostupnosti naprednijih lijekova protiv malarije, kinin se i dalje smatra važnom opcijom zbog razvoja rezistencije na lijekove i porasta malarije koju prenose komarci. Buduća istraživanja mogu se fokusirati na poboljšanje svojstava lijeka kinina kako bi mu pružili bolje antimalarijske učinke i manje nuspojava.
2. Istraživanje o mišićnim relaksansima:
Potencijal kinina kao relaksansa mišića nije u potpunosti ostvaren. Neka istraživanja su pokazala da se kinin može koristiti za liječenje nekih bolesti povezanih s mišićnom napetošću i spazmom, kao što su tremor i konvulzije. Buduća istraživanja mogu se fokusirati na sticanje uvida u mehanizam djelovanja kinina i razvoj sigurnijih i efikasnijih mišićnih relaksansa.
3. Fluorescentne sonde i bioimaging:
Zbog fluorescentne prirode kinina, ima širok potencijal primjene u fluorescentnim sondama i biosnimanju. Kinin se može koristiti kao marker molekula za otkrivanje i proučavanje specifičnih molekula ili procesa u organizmima. Sa razvojem tehnologije fluorescentnog snimanja, kinin bi se mogao šire koristiti u istraživanju ćelije i molekularne biologije.
4. Industrija pića i kozmetike:
Kinin već ima određene primjene u industriji pića i kozmetičkoj industriji. Kao aditiv za koktele, kinin daje piću jedinstvenu gorčinu i ukus. U isto vrijeme, kinin se također koristi kao sastojak u kozmetici za pružanje arome i fluorescentnih efekata. Uz sve veću potražnju za zdravim i prirodnim sastojcima, Quinine će se vjerovatno nastaviti razvijati i primjenjivati u industriji pića i kozmetičkoj industriji.
Općenito, kinin, kao multifunkcionalna supstanca, ima široku perspektivu primjene. Uz napredak nauke i inovacije tehnologije, možemo očekivati više istraživanja i primjene kinina u budućnosti.