Nghiên cứu điều chế allantoin

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 265 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ALLANTOIN Trương Phương*, Lê Thị Ngọc Trang*, Đặng Thị Kiều Nga* TÓM TẮT Mục tiêu: Nghiên cứu qui trình điều chế allantoin dược dụng Phương pháp: Khảo sát và tổng hợp glycoluril từ urea và glyoxal. Tối ưu hóa quy trình tổng hợp glycouril từ urea và glyoxal. Khảo sát và tổng hợp allantoin từ glycouril và hydro peoxid 30%. Tối ưu hóa quy trình tổng hợp allantoin từ glycouril và hydro peoxid 30%. Tinh chế và kiểm nghiệm sản phẩm theo tiêu chuẩn BP 2009. Kết quả: Đã xây dựng được qui trình tối ưu cho điều chế allantoin. Sản phẩm đạt tiêu chuẩn BP 2009 Kết luận: Từ những nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm như ure, hydroxy peroxid, glyoxal đã tiến hành tổng hợp allantoin một nguyên liệu sử dụng phổ biến trong các mỹ phẩm. Qui trình điều chế đã được tối ưu hóa để đạt được tiêu chí: đơn giản, rẻ tiền, dễ áp dụng, phù hợp với điều kiện Việt Nam. Từ khóa: Allantoin, glyoxal, glycouril,ure, hydrogen peroxyd, tối ưu hóa ABSTRACT PROCESS FOR THE PREPARATION OF ALLANTOIN Truong Phuong, Le Thi Ngoc Trang, Dang Thi Kieu Nga * Y Hoc TP. Ho Chi Minh* Vol. 15 - Supplement of No 1 - 2011: 265 - 272 Objective: Establish the process for the preparation of pharmaceutical allantoin Methods: Examine and synthesize glycouril form urea and glyoxal. Optimise the preparation process for glycouril from urea and glyoxal. Examine and synthesis allantoin from glycouril and hydrogen peroxide 30%. Optimise the preparation process for allantoin from glycouril and hydrogen peroxide 30%. Refine and analysis product according to BP 2009 standards. Results: Establish the optimized process for allantoin preparation.. Product allantoin rearchs the standards of BP 2009. Conclusion: Synthesize allantoin from popular, cost-efficacy raw materials such as urea, hydrogen peroxide, glyoxalAllantoin is widely used in comestic pharmaceutical products. The process is optimised to achieve these aspects: simple, economic, practical and suitable for Vietnam’s conditions. Keywords: Allantoin, glyoxal, glycouril,urea, hydrogen peroxyd, optimise ĐẶT VẤN ĐỀ Allantoin là hoạt chất có trong nhiều cây cỏ như Comfrey (Symphytum officinale L) Dioscorea Rhizoma và nhiều cây khác, hiện được sử dụng phổ biến trong các chế phẩm thuốc và mỹ phẩm dùng cho da(3,8,10). Allantoin có tác dụng làm liền sẹo, mờ vết thâm, ngừa mụn, da sần. Ngoài ra còn được chỉ định trong viêm da do tiếp xúc, côn trùng cắn, viêm da dị ứng, mề đay, nổi ban, sưng tấy, mẩm đỏAllantoin còn dùng trong các thuốc về mắt như mỏi mắt, xung huyết kết mạc, cảm giác mắt khó chịu sau khi bơi hay do bụi(5,6). Allantoin được đưa vào dược điển một số nước như BP 2009, USP30(1,9). Một số xí nghiệp dược ở Việt Nam có kế hoạch sản xuất các chế phẩm chứa allantoin nhưng nguyên liệu hiện tại hoàn toàn nhập ngoại. Việc chiết xuất allatoin từ dược liệu không hiệu quả, kém khả thi. Qua tìm *Bộ môn Hóa Dược - Khoa Dược - Đại học Y Dược TP. HCM Tác giả liên lạc: PGS. TS. Trương Phương ĐT: 0908553419 Email: phuongnq@hcm.fpt.vn Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 266 hiểu chúng tôi thấy có thể tổng hợp allantoin từ những nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm như ure, glyoxal, hydrogen peroxyd(2,7). Trong bài này chúng tôi thông báo kết quả nghiên cứu tổng hợp allantoin với hi vọng tạo thêm nguồn nguyên liệu cho công nghiệp Dược Việt Nam. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng C4H 6N4O3 P.t.l: 158,1 Tên khoa học: 2,5-dioxoimidazolidin-4-yl ure. Nguyên liệu Các nguyên liệu trong quá trình tổng hợp allantoin như ure, glyoxal 30%, hydro peroxid 30%,. tinh khiết hóa học có nguồn gốc Trung quốc Phương pháp nghiên cứu Tổng hợp allantoin Quá trình tổng hợp allantoin gồm 2 giai đoạn Điều chế glycouril từ glyoxal và ure Glyoxal được hỗ biến thành bis-gemdiol, trong môi trường acid phản ứng loại nước tạo vòng. Tùy thuộc vào tỷ lệ mol giữa ure và glyoxal mà phản ứng tạo ra monouril hay glycouril Tổng hợp allantoin từ glycouril và hydrogen peroxyd Nguyên tắc tiến hành chung Khảo sát sơ bộ phản ứng - Chọn những thông số mà đa số tài liệu sử dụng. - Tiến hành khảo sát từng yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng. - Ơ mỗi TN khảo sát, thay đổi thông số cần tìm trong khi giữ nguyên những giá trị khác. - Mỗi lần khảo sát, tiến hành 3 lần lấy kết quả trung bình. Tối ưu hóa bằng quy hoạch thực nghiệm bậc 1 - Chọn thông số cần tối ưu: đó là hiệu suất phản ứng (%). - Chọn yếu tố khảo sát, mức cơ bản và khoảng biến thiên. - Tiến hành bố trí thí nghiệm. - Xác định phương trình hồi quy bậc 1. - Tiến hành m thí nghiệm tại mức cơ bản kiểm tra tính ổn định của qui trình. - Kiểm tra thống kê. H N N H O O NH2 H N O N H H N H N N H OO H N N H O O NH2 H N O[O] HN H N H N N H OO CuCl2 C C OH H O CH CH OHHO HO H+2H2O OH CH CH H2O H2O OH2 OH2 + ++ + + H2N H2N O2 N H H N N H H N OO -4H2O C C O O H H + H2N C H2N O NH NH O H OH OH H Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 267 - Nghiên cứu vùng gần dừng bằng phương pháp Box-Willson để xác định thông số tối ưu của qui trình tổng hợp. - Đề xuất qui trình tổng hợp - Tinh chế và kiểm nghiệm sản phẩm theo tiêu chuẩn BP 2009. Phương pháp kiểm nghiệm các sản phẩm Kiểm nghiệm glycouril Do không tìm thấy tài liệu kiểm nghiệm glycouril nên để xác định sự tinh khiết của sản phẩm này, chúng tôi tiến hành: sắc ký lớp mỏng, phổ hồng ngoại; phổ cộng hưởng từ hạt nhân Kiểm nghiệm allantoin Kiểm nghiệm allantoin theo BP 2009. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN Tổng hợp glycouril từ glyoxal và ure Khảo sát sơ bộ Tiến hành phản ứng ở điều kiện: Số mol glyoxal = 0,2 mol (20ml); tỷ lệ mol ure – glyoxal= 2,3:1; cho glyoxal vào một lúc; thể tích HCl 10% = 7,6 ml; Thời gian phản ứng =2 giờ; nhiệt độ phản ứng=70-80oC. Sau đó khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng (bảng 1). Bảng 1: Kết quả khảo sát sơ bộ Kết quả khảo sát hiệu suất theo các thông số được chọn ban đầu Thông số Kết quả TN 1 TN 2 TN 3 Lượng glycouril (g) 15,6 16 15,7 Lượng glycouril LT (g) 28,4 Hiệu suất (%) 54,92 56,33 55,28 Hiệu suất TB (%) 55,51 Kết quả khảo sát cách cho glyoxal Cách cho glyoxal Cho một lần Nhỏ giọt trong 15 phút TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 Lượng glycouril (g) 15,6 16,0 15,7 16,5 17 17,1 Hiệu suất (%) 54,92 56,33 55,28 58,1 59,86 60,21 Hiệu suất TB (%) 55,51 59,39 Kết quả khảo sát tỷ lệ mol giữa ure và glyoxal nure:nglyoxal 2,0:1 2,5:1 3,0:1 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 Lượng glycouril (g) 14,3 14,7 14,8 19,2 18,7 19,5 19,8 20,2 20,5 Hiệu suất (%) 50,35 51,76 52,11 67,61 65,85 68,66 69,72 71,13 72,18 Hiệu suất TB (%) 51,41 67,37 71,01 Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng Nhiệt độ (oC) 30-40 50-60 70-80 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 Lượng glycouril (g) 12,1 13,5 12,0 15,9 16,1 15,1 15,6 16 15,7 Hiệu suất (%) 42,61 47,54 42,25 55,99 56,69 53,17 54,92 56,33 55,28 Hiệu suất TB (%) 44,13 55,28 55,51 Kết quả khảo sát thời gian phản ứng Thời gian (giờ) 1 2 3 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 Lượng glycouril (g) 10,1 10,6 9,7 15,6 16,0 15,7 20,2 21,0 22,5 Hiệu suất (%) 35,6 37,3 34,1 54,92 56,3 55,3 71,1 73,9 79,2 Hiệu suất TB (%) 35,68 55,51 74,77 Nhận xét - Hiệu suất của phản ứng ở điều kiện chọn lựa khá thấp, khoảng 55,5%. Do đó, phải thay đổi các thông số để khảo sát sự ảnh hưởng của Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 268 từng thông số đến hiệu suất phản ứng, từ đó lựa chọn ra các yếu tố khảo sát trong giai đoạn tối ưu hóa. - Cách cho từng giọt glyoxal vào bình phản ứng cho hiệu suất cao hơn hẳn và có ý nghĩa về mặt thống kê. Do đó, lựa chọn cách cho glyoxal là nhỏ giọt vào bình phản ứng trong 15 phút là điều kiện cố định trong giai đoạn tối ưu hóa. - Tỷ lệ ure so với glyoxal có ảnh hưởng lớn tới hiệu suất phản ứng, nên yếu tố này tiếp tục khảo sát trong quá trình tối ưu hóa. - Nhiệt độ phản ứng ảnh hưởng không nhiều giữa 50-60 0C và 70-80 0C (không có ý nghĩa về mặt thống kê), tuy nhiên khi nhiệt độ càng cao thì sản phẩm bị vàng, gây khó khăn trong tinh chế. Do đó chúng tôi cố định nhiệt độ phản ứng là 50-60 0C trong quá trình tối ưu hóa. - Thời gian phản ứng ảnh hưởng lớn đến hiệu suất, thời gian tăng thì phản ứng tăng, tuy nhiên khi thời gian phản ứng dài sản phẩm glycouril thu được bị vàng. Do đó, lựa chọn yếu tố thời gian để khảo sát trong tối ưu hóa. Tối ưu hóa quy trình Chọn yếu tố khảo sát và hàm mục tiêu Hàm mục tiêu được chọn là hiệu suất phản ứng (đơn vị %). Yếu tố khảo sát được lựa chọn từ kết quả khảo sát sơ bộ là: - Tỷ lệ mol ure:glyoxal với mức cơ bản 2,3:1, khoảng biến thiên 0,2. - Thời gian phản ứng với mức cơ bản 2 giờ, khoảng biến thiên 0,5. Phương trình hồi quy có dạng: y = b0 + b1x1 + b2x2 + b12x1x2 Bố trí thí nghiệm và xây dựng phương trình hồi qui Tiến hành phản ứng ở điều kiện: cho từ từ 29 ml (0,2 mol) glyoxal 40%, 7,6 ml HCl 10%, nhiệt độ 50-60 0C, thay đổi thời gian phản ứng và lượng ure. (bảng 2). Bảng 2: Kết quả tối ưu hóa tổng hợp glycouril Ma trận thực nghiệm với biến thực STN Lượng ure (g) Thời gian (giờ) Lượng glycouril (g) thu được Hiệu suất (%) 1 30 2,5 20,56 72,40 2 25,2 2,5 16,27 57,29 3 30 1,5 18,82 66,28 4 25,2 1,5 16,60 58,47 Ma trận thực nghiệm với biến ảo STN x0 x1 x2 x1x2 yi 1 + + + + 72,40 2 + - + - 56,29 3 + + - - 65,28 4 + - - + 58,47 bj 63,61 5,73 1,24 1,83 Kết quả phương trình hồi qui của hàm mục tiêu y1: y1 = 63,61 + 5,73 x1 + 1,24 x2 + 1,83 x1x2 Kiểm tra thống kê Kiểm định ý nghĩa của các hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student Tiến hành 11 TN phản ứng ở điều kiện cơ bản: cho từ từ 29 ml (0,2 mol) glyoxal 40%, 27,6g ure, 7,6 ml HCl 10%, nhiệt độ 50-60 0C, thời gian phản ứng 2 giờ, ghi nhận hiệu suất. Bảng 3. Giá trị phương sai và phân bố theo Student 2 thS Sth Sbi t0 t1 t2 t12 3,679 1,918 0,959 66,330 5,975 1,293 1,908 Giá trị bảng của tiêu chuẩn student đối với mức ý nghĩa p=0,05; bậc tự do là f=10, t(0,05;10) = 2,23. Ta thấy t2 và t12 nhỏ hơn t tra bảng nên 2 hệ số b2 và b12 không có ý nghĩa. Sau khi loại bỏ hệ số này, phương trình hồi qui của hàm y1 là: y1 = 63,61 + 5,73 x1 Kiểm định sự tương thích của phương trình hồi quy theo tiêu chuẩn Fisher Bảng 4. Bảng giá trị tính phương sai tương thích STN 1 2 3 4 Stt2 F iy 69,34 57,88 69,34 57,88 ( )2ii yy − 9,36 2,53 16,48 0,35 14,36 3,90 Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 269 Giá trị của tiêu chuẩn Fisher đối với mức ý nghĩa p=0,05; bậc tự do f2=10, f1= 2, tra bảng ta có Fb= f0,95(10,2)= 4,1. Đối chiếu ta thấy Fb>F nên phương trình phù hợp với số liệu thực nghiệm. Vậy phương trình hồi qui là: y1 = 63,61 + 5,73 x1. Tối ưu hóa thực nghiệm bằng phương pháp Box-Wilson Do yếu tố thời gian không ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng nên ta cố định x2 =+1, tức yếu tố thời gian là 2,5 giờ. Bước nhảy mới cho yếu tố tỷ lệ mol cơ chất được lựa chọn theo theo phương pháp Box-Wilson là Cbji = 0,1 (với C = 0,1). Tiến hành các phản ứng ớ điều kiện: cho từ từ 29 ml (0,2 mol) glyoxal 40%, 7,6 ml HCl 10%, nhiệt độ 50-60 0C, thời gian phản ứng 2,5 giờ, chỉ thay đổi lượng ure theo bước nhảy mới là 1,2 g. Kiểm tra sản phẩm trên SKLM. Kết qua được thể hiện ở bảng 5. Bảng 5. Bảng qui hoạch thực nghiệm theo hướng gradient của hiệu suất glycouril STN X2 Thời gian Lượng ure (g) Glycouril (g) Y (%) Mức cơ bản 2,3 28,8 17,41 61,3 1 2,4 30 24,75 87,15 2 2,5 31,2 20,85 73,42 3 2,6 32,4 21,51 75,74 4 2,7 33,6 21,00 73,94 5 2,8 2,5 giờ 34,8 21,82 76,83 Kết quả trên bảng 5 cho thấy hiệu suất thu được cao nhất ở thí nghiệm 1. Nhận xét: Đã xác định được phương trình hồi quy tối ưu hóa y1 = 63,61 + 5,73 x1 với hệ số b1=5,73 >0. Giá trị phù hợp nhất trong tổng hợp glycouril để có hiệu suất 87,15% được ghi ở bảng 6. Bảng 6. Các điều kiện tối ưu tổng hợp glycouril từ ure và glyoxal Các yếu tố Điều kiện tổng hợp tối ưu Cách cho glyoxal Nhỏ giọt glyoxal Tỷ lệ mol giữa ure và glyoxal 2,4:1 Nhiệt độ 50-60 0C Thời gian 2,5 giờ Tổng hợp allantoin từ glycouril và hydrogen peroxyd Khảo sát sơ bộ Chọn điều kiện phản ứng ban đầu là: Số mol glycouril (g) =0,0281 mol (4 g), tỷ lệ mol H2O2 – glycouril=4:1, Khối lượng CuCl2= 0,005 g, thời gian phản ứng =4 giờ, nhiệt độ phản ứng =80-90oC. Nhận xét - Với các thông số đã chọn, kết quả cho thấy hiệu suất của phản ứng rất thấp, khoảng 25%. - Ơ tỷ lệ mol hydro peroxid và glycouril 10:1, khi kiểm tra bằng SKLM vẫn còn vết nguyên liệu nhưng ở tỷ lệ 14:1, không còn nguyên liệu. Chúng tôi nhận thấy tỷ lệ mol giữa hydro peroxid và glycouril ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất phản ứng. Do đó tiếp tục khảo sát yếu tố này trong quá trình tối ưu hóa. - Ơ nhiệt độ thấp, hiệu suất phản ứng giảm rất nhiều, còn giữa 65-750C và 80-900C không khác biệt về mặt thống kê, chúng tôi cố định yếu tố nhiệt độ là 65-75 0C trong tối ưu hóa. - Thời gian phản ứng giữa hydro peroxid và glycouril ảnh hưởng lớn đến hiệu suất. Do đó tiếp tục khảo sát yếu tố này trong tối ưu hóa. Bảng 7. Kết quả khảo sát hiệu suất theo các thông số được cố định ban đầu Nhiệt độ (oC) 80 – 90 Lượng allantoin (g) TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 1,13 1,11 1,06 Lượng allantoin LT (g) 4,45 Hiệu suất (%) 25,39 24,94 23,82 Hiệu suất TB (%) 24,72 Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Chuyên Đề Dược Khoa 270 Kết quả khảo sát tỷ lệ mol giữa hydro peroxid và glycouril nhydro peroxid:nglycouril 6:1 10:1 14:1 Thể tích hydro peroxid 30% (ml) 18,75 31,25 43,75 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 Lượng allantoin (g) 1,20 1,24 1,31 1,91 2,10 1,95 3,20 3,15 3,12 Hiệu suất (%) 26,97 27,87 29,44 42,92 47,19 43,82 71,91 70,79 70,11 Hiệu suất TB (%) 28,09 44,64 70,94 Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng Nhiệt độ (oC) 30-40 65-75 80-90 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 Lượng allantoin (g) 1,42 1,48 1,51 3,19 3,14 3,11 3,20 3,15 3,12 Hiệu suất (%) 31,91 33,26 33,93 71,65 70,56 69,89 71,91 70,79 70,11 Hiệu suất TB (%) 33,03 70,72 70,94 Kết quả khảo sát thời gian phản ứng Thời gian (giờ) 2 3 4 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 TN 1 TN 2 TN 3 Lượng allantoin (g) 1,95 2,01 2,06 2,11 2,20 2,10 3,20 3,15 3,12 Hiệu suất 43,82 45,17 46,29 47,42 49,44 47,19 71,91 70,79 70,11 Hiệu suất TB (%) 45,09 48,01 70,94 Tối ưu hóa quy trình Chọn yếu tố khảo sát và hàm mục tiêu Hàm mục tiêu được chọn là hiệu suất phản ứng (đơn vị %). Yếu tố khảo sát được lựa chọn từ kết quả khảo sát sơ bộ là: - Tỷ lệ mol tỷ lệ mol giữa hydrogen peroxyd: glycouril với mức cơ bản 12:1, khoảng biến thiên 2. - Thời gian phản ứng với mức cơ bản 4 giờ, khoảng biến thiên 1. Phương trình hồi quy có dạng như sau: y = b0 + b1x1 + b2x2 + b12x1x2 Bố trí thí nghiệm và xây dựng phương trình hồi qui Tiến hành phản ứng ớ điều kiện: cho 4 g (0,0281 mol) glycouril, 150 ml nước cất và 0,005 g CuCl2.2H2O, chỉ thay đổi lượng hydro peroxid 30% và thời gian phản ứng. Kết quả được thể hiện ở bảng 8. Bảng 8. Kết quả tối ưu hóa tổng hợp allantoin Ma trận thực nghiệm với biến thực trong tối ưu hóa tổng hợp allantoin STN Hydro peroxid 30% (ml) Thời gian(giờ) Allantoin (g) Hiệu suất (%) 1 43,75 5 3,343 75,12 2 31,25 5 2,360 53,03 Ma trận thực nghiệm với biến thực trong tối ưu hóa tổng hợp allantoin STN Hydro peroxid 30% (ml) Thời gian(giờ) Allantoin (g) Hiệu suất (%) 3 43,75 3 2,850 64,04 4 31,25 3 2,180 48,99 Ma trận thực nghiệm với biến ảo trong tối ưu hóa tổng hợp allantoin STN x0 X1 x2 x1x2 yi 1 + + + + 75,12 2 + - + - 53,03 3 + + - - 64,04 4 + - - + 48,99 bj 60,30 9,29 3,78 2,32 Kết quả phương trình hồi qui của hàm mục tiêu y1: y1 = 60,03 + 9,29 x1 + 3,78 x2 + 2,32 x1x2 Kiểm tra thống kê Kiểm định ý nghĩa của các hệ số hồi quy theo tiêu chuẩn Student. Tiến hành 6 lần phản ứng ớ điều kiện cơ bản: cho 4 g (0,028 mol) glycouril, 37,5 ml hydro peroxid 30%, 150 ml nước cất và 0,005 g CuCl2.2H2O, nhiệt độ phản ứng 65-75 0C, thời gian phản ứng 4 giờ. Ghi nhận hiệu suất từng phản ứng. Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 15 * Phụ bản của Số 1 * 2011 Nghiên cứu Y học Chuyên Đề Dược Khoa 271 Bảng 9. Giá trị phương sai và phân bố trong tối ưu hóa tổng hợp allantoin 2 thS Sth Sbi t0 t1 t2 t12 5,240 2,289 1,144 52,71 8,12 3,30 2,03 Tra bảng tiêu chuẩn student đối với mức ý nghĩa p=0,05; bậc tự do là f=5, ta có t(0,05;5) = 2,57. Đối chiếu với các trị số Student ta thấy t12 nhỏ hơn t nên hệ số b12 không có ý nghĩa. Sau khi loại bỏ hệ số này, phương trình hồi qui của hàm y1 là: y1 = 60,03 + 9,29 x1 + 3,78 x2 Kiểm định sự tương thích của phương trình hồi quy theo tiêu chuẩn Fisher. Bảng 10. Bảng giá trị tính phương sai tương thích trong tối ưu hóa tổng hợp allantoin STN TN1 TN2 TN3 TN4 Stt2 F iy 73,1 54,52 65,54 46,96 ( )2ii yy − 4,08 4,08 4,08 4,08 9,491 1,811 Tra bảng tiêu chuẩn Fisher đối với mức ý nghĩa p=0,05; bậc tự do f2=5, f1= 3, ta có Fb= f0,95(5,3)= 5,4. Đối chiếu ta thấy Fb>F nên phương trình phù hợp với số liệu thực nghiệm. Vậy phương trình hồi qui là: y1 = 60,03 + 9,29 x1 + 3,78 x2. Tối ưu hóa thực nghiệm bằng phương pháp Box-Wilson. Bước nhảy mới cho các yếu tố được lựa chọn theo phương pháp Box-Wilson, chúng tôi lựa chọn C=0,125. Tiến hành các phản ứng ớ điều kiện: cho 4 g (0,0281 mol) glycouril, 150 ml nước cất và 0,005 g CuCl2.2H2O, nhiệt độ phản ứng 65-75 0C, chỉ thay đổi thời gian phản ứng và lượng hydrogen peroxyd 30% theo bảng 11. Bảng 11. Bảng qui hoạch thực nghiệm theo hướng gradient của hiệu suất allantoin STN X1 X2 Lượng H2O2 30%(ml) Thời gian (giờ) Allantoi n (g) Y (%) 0 12 4 37,5 4 2,670 59,89 1 14,45 4,5 44,5 4,5 3,827 86,00 2 16,5 5 51,5 5 3,485 78,30 3 18,75 5,5 58,6 5,5 2,996 67,30 4 21 6 65,6 6 2,126 47,78 Kết quả trên bảng 11 cho thấy hiệu suất thu được cao nhất ớ thí nghiệm 1. Khi tiếp tục tăng thì hiệu suất giảm, vậy thí nghiệm thứ 1 cho kết quả tốt nhất với hiệu suất thu được là 86%. Nhận xét Đã xác định được phương trình hồi quy tối ưu hóa y1 = 60,03 + 9,29 x1 + 3,78 x2 với hệ số b1=9,29 >0, b2= 3,78>0. Giá trị phù hợp nhất trong qui trình tổng hợp allantoin để có hiệu suất cao nhất 86% được ghi trên bảng 12. Bảng 12.Các điều kiện tối ưu tổng hợp allantoin từ glycouril và hydro peoxid Các yếu tố Điều kiện tổng hợp tối ưu Tỷ lệ mol giữa hydro peroxid và glycouril 14,5:1 Nhiệt độ 65-75 0C Thời gian 4,5 giờ Kiểm nghiệm sản phẩm allantoin. Kiểm nghiệm được tiến hành tại trung tam kiểm nghiệm Thuốc, Mỹ phẩm, Thực phẩm. TP. Hồ Chí Minh theo phiếu kiểm nghiệm số 1044/0710/TTKN. Kết quả quả sản phẩm đạt tất cả các tiêu chuẩn của BP 2009 cho nguyên liệu allantoin. KẾT LUẬN Từ những nguyên liệu rẻ tiền dễ kiếm như ure, hydroxy peroxid, glyoxal đã tiến hành tổng hợp allantoin một nguyên liệu sử dụng phổ biến trong các mỹ phẩm. Qui trình điều chế đã được tối ưu hóa để đạt được tiêu chí: đơn giản, rẻ tiền, dễ áp dụng, phù hợp với điều kiện Việt Nam. Sản phẩm allantoin thu được đạt tiêu chuẩn BP 2009. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. British Pharmacopoiea (2009), CD – rom. 2. Christmann J.L. (1956), “Manufacture of allantoin”, US patent 2,802,011. 3. Li Niting Cong (2007). Method for extracting polysaccharide and allantoin from Chinese yam CN patent 1958575 4. Sang W.