Đề tài thực hiện nhằm nghiên cứu điều chế dimenhydrinat từ theophyllin và diphenylhydramin hydroclorid rẻ tiền, dễ kiếm. Công trình nghiên cứu cũng nhằm nâng cấp cỡ lô labo lên quy mô công nghiệp để ứng dụng và việc sản xuất thuốc dimenhydrinat.
Trang 1NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NGUYÊN LIỆUVÀ ỨNG DỤNG BÀO CHẾ VIÊN NÉN DIMENHYDRINAT 50 mgDÙNG LÀM THUỐC CHỐNG SAY TÀU XE
(INTEGRATED RESEARCH MATERIALS AND APPLICATIONS DOSAGE Tablets
MEDICINE DIMENHYDRINATE 50 MG TABLETS USE AS DRUGS
MOTION SICKNESS)
Võ Duy Việt, Nguyễn Trí Hòa
Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh
SUMMARY
Dimenhydrinate are antihistamine H1, sedative, is heading ethanolamine salt derivatives
of 8-chlorotheophylline and diphenhydramine reduce symptoms of motion sickness very effective Currently, there is no company in Vietnam that produced dimenhydrinate, research materials prepared from theophylline and diphenylhydramine hydrochloride to dimenhydrinate inexpensive The results of this have upgraded successfully synthesized the lot size chlorotheophylline from theophylline and N-chlorosuccinimide Process for the 8-chlorotheophylline is high yield (90.16%), and high-purity (99.88%) Investigate and process optimization synthesis batch dimenhydrinate 5 g: Solvents reaction is isopropanol, ratio of 8-chlorotheophylline : diphenhydramine is 1: 1.22, perform at room temperature, stir with ultrasound The process for high yield (90.03%) and products obtained standards USP 37 Successful upgrade lot sizes in batches prepared dimenhydrinate 50 g and 500 g The process stability for high yield (94.33%) products obtained standards USP 37 The study successfully process dimenhydrinate 50 mg tablets by direct stamping method Tablets achieve the targets under the USP 37 and with its release of equivalent reference products on the market Develop standardized basis for dimenhydrinate 50 mg tablets Based on the above results show that dimenhydrinate 50 mg tablets met all the conditions and specifications set out, in vitro bioequivalence with the reference drug
Keyword: Motion sickness, antihistamine H1, 8-clorotheophylline, diphenhydramine,
dimenhydrinate, dimenhydrinate 50 mg tablets
ĐẶT VẤN ĐỀ
Hiện nay hầu hết nguồn nguyên liệu để sản
xuất thuốc tân dược đều phải nhập hoàn toàn
từ nước ngoài, việc sản xuất nguyên liệu thuốc
hóa dược trong nước vẫn còn rất nhiều hạn
chế Vì vậy, nhu cầu phát triển nền công
nghiệp dược Việt Nam nói chung và hóa dược
Việt Nam nói riêng cần được phát triển, chúng
ta không thể mãi dựa vào nhập khẩu vì chi phí
cao và không chủ động được nguồn nguyên
liệu Theo sự phát triển của kinh tế xã hội, nhu
cầu giao lưu, đi lại của con người tăng lên
nhanh chóng Các phương tiện giao thông
cũng ngày càng hiện đại: từ ban đầu phải đi
bộ, hoặc sử dụng lừa, ngựa ngày nay đã có xe
giúp cho việc đi lại của con người trở nên dễ dàng, thuận tiện hơn nhiều Tuy nhiên có đến khoảng 33% số người dễ bị say tàu xe ngay cả khi di chuyển trong những khung cảnh êm dịu như đi thuyền trên mặt nước phẳng và 66% số người nhạy cảm trong những điều kiện khắc nghiệt hơn Say tàu xe gồm nhiều triệu chứng như: chóng mặt, buồn nôn, toát mồ hôi, gây cảm giác rất khó chịu và mệt Vì vậy, việc giảm triệu chứng của say tàu xe là một việc hết sức cần thiết Hiện nay trên thị trường có nhiều thuốc dùng trong say tàu xe như: scopolamin, diphenhydramin, dimenhydrinat, nautamin, meclizin, cyclizin…, trong đó
Trang 28-clorotheophyllin hiện tại được sử dụng
nhiều Dimenhydrinat là thuốc kháng
histamin, an thần gây ngủ, thuộc nhóm dẫn
xuất ethanolamin Thuốc tác dụng bằng cách
cạnh tranh với histamin ở thụ thể H1 Ngoài
tác dụng kháng histamin, dimenhydrinat còn
có tác dụng kháng cholinergic, chống nôn và
tác dụng an thần mạnh Dimenhydrinat được
dùng chủ yếu làm thuốc chống nôn khi say tàu
xe và chống chóng mặt Hiện nay vẫn chưa có công ty trong nước nào sản xuất được nguyên liệu dimenhydrinat dùng trong sản xuất, đề tài thực hiện nhằm nghiên cứu điều chế dimenhydrinat từ theophyllin và diphenylhydramin hydroclorid rẻ tiền, dễ kiếm Công trình nghiên cứu cũng nhằm nâng cấp cỡ lô labo lên quy mô công nghiệp để ứng dụng và việc sản xuất thuốc dimenhydrinat
VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
NGUYÊN LIỆU
Tổng hợp và ứng dụng bào chế viên nén
dimenhydrinat 50 mg từ theophyllin và
diphenhydramin hydroclorid, bên cạnh đó
nâng cấp cỡ lô 8-clorotheophyllin quy mô 500
g làm nguyên liệu tổng hợp dimenhydrinat Sau cùng xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho viên nén dimenhydrinat 50 mg
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phần tổng hợp 8-clorotheophyllin quy mô 500 g/mẻ
Tiến hành tổng hợp 8-clorotheophyllin
trên mẻ 500 g dựa theo quy trình đã được
nghiên cứu và tối ưu hóa của tác giả Trương Cảnh Hoàn [6]
Hình 1 Tổng hợp 8-clorotheophylin bằng tác nhân cloro hóa là NCS [35]
Sản phẩm thô được tinh chế bằng cách
kết tinh lại bằng cách thay đổi pH phù hợp Độ
tinh khiết sản phẩm được kiểm tra bằng nhiệt
độ nóng chảy, sắc ký lớp mỏng Cấu trúc sản
phẩm được xác định bằng khối phổ, phổ UV-Vis, Phổ 1H-NMR và 13C-NMR Cuối cùng, sản phẩm được kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam IV
Phần tổng hợp muối dimenhydrinat
Giai đoạn 1: Tổng hợp diphenhydramin từ diphenhydramin.HCl
Trang 3Hình 2 Phản ứng tổng hợp diphenhydramin
Sản phẩm được chiết bằng dung môi hữu cơ và làm khan, sau đó kiểm nghiệm sơ bộ theo tiêu chuẩn USP 37
Giai đoạn 2: Tổng hợp dimenhydrinat từ 8-clorotheophyllin và diphenhydramin
Hình 3 Tổng hợp dimenhydrinat từ 8-clorotheophyllin và diphenhydramin
Khảo sát các thông số tối ưu ảnh hưởng
đến hiệu suất phản ứng như: lượng
diphenhydramin sửa dụng, dung môi, thể tích
dung môi, nhiệt độ phản ứng Sau đó nâng cấp
cỡ lô lên quy mô 50 g và 500 g/mẻ Sản phẩm
được kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn USP 37
Độ tinh khiết sản phẩm được kiểm tra bằng nhiệt độ nóng chảy, sắc ký lớp mỏng Cấu trúc sản phẩm được xác định bằng khối phổ, phổ UV-Vis, Phổ 1H-NMR và 13C-NMR
Phần ứng dụng bào chế viên nén dimenhydrinat 50 mg
Xây dựng và thẩm định quy trình định lượng
dimenhydrinat: khảo sát các yếu tố về độ
đúng, độ lặp lại và khoảng tuyến tính
Đánh giá viên đối chiếu
Apo-Dimenhydrinat sau đó xây dựng tiêu chuẩn
nghiên cứu cho viên dimenhydrinat của quy
trình
Sàng lọc tá dược chọn phương pháp bào chế phù hợp tiến hành bào chế viên nén dimenhydrinat 50 mg chọn công thức phù hợp
để tiến hành nâng cấp cỡ lô lên quy mô 10000 viên
Đánh giá độ giải phóng hoạt chất so với viên đối chiếu Cuối cùng, xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho viên dimenhydrinat 50 mg
KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Phần tổng hợp 8-clorotheophyllin quy mô 500 g/mẻ
Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng ổn
định Thời gian phản ứng sau 15 phút xảy ra
hoàn tòa không còn nguyên liệu cũng như xuất
hiện tạp Sản phẩm được tinh chế bằng cách thay đổi pH môi trường Hiệu suất phản ứng thực hiện trên 3 lô như sau:
Bảng 1 Kết quả thẩm định quy trình tối ưu trên mẻ 500 g
Trang 4Hiệu suất trung bình 90,16%, không
khác nhau có ý nghĩa thống kê so với với hiệu
suất mẻ 100 g nguyên liệu 90,28% (Z =
0,15 < C = 1,96; p= 0,05) RSD = 1,22% (<
2%), quy trình ổn định Kiểm nghiệm
8-clorotheophyllin: Bột màu trắng, không tan
trong nước, ethanol ở nhiệt độ thường Ít tan
trong chloroform, ethyl acetat Tan trong dung
dịch hydroxyd kiềm hoặc dung dịch amoniac
Tonc = 297-298 oC Độ tinh khiết đạt 99,88%
(HPLC) Phổ IR (ν, KBr): 3131, 1713, 1638,
1549, 738 cm-1 1H-NMR (500 MHz,
DMSO-d6) : N-CH3: 3,19, s; N-CH3: 3,34, s;
C-NH-CCl: 14,36, s 13C-NMR (125 MHz,
DMSO-d6) : N-CH3: 27,67; N-CH3: 29,72; N=CCl-N: 136,36; C-C-N=CCl-N: 107,70; N-C-N=CCl-N: 146,98;
CH3-N-C-C: 153,38; CH3-N-C-N-CH3:
150,73 MS (EI, 70 eV): m/z = 237,0173
[M+Na]+
Phần tổng hợp muối dimenhydrinat
Giai đoạn 1: Tổng hợp diphenhydramin từ diphenhydramin.HCl
Bảng 2 Kết quả tổng hợp diphenhydramin trên quy mô 10 g
Nhận xét: Quy trình cho hiệu suất cao (91,47%) và ổn định (RSD < 2%)
Tiến hành tổng hợp trên quy mô 500 g
Bảng 3 Kết quả tổng hợp diphenhydramin trên quy mô 500 g
Nhận xét: Quy trình cho hiệu suất cao
(96,73%) không khác nhau có ý nghĩa thống
kê so với với hiệu suất mẻ 100 g nguyên liệu
90,28% (Z = 0,15 < C = 1,96; p= 0,05) RSD = 1,22% (< 2%), quy trình ổn định
Giai đoạn 2: Tổng hợp dimenhydrinat từ 8-clorotheophyllin và diphenhydramin
Kết quả khảo sát các điều kiện tối ưu ảnh
hưởng đến hiệu suất phản ứng Các thông số
tối ưu lựa chọn: Dung môi phản ứng là
isopropanol, nồng độ phản ứng là 82,5%, tỷ lệ
mol của 8-clorotheophyllin : diphenhydramin
là 1 : 1,22, nhiệt độ phản ứng là nhiệt độ phòng
30 oC Thực hiện 3 lô kiểm chứng quy trình tối
ưu đã chọn
Trang 5Bảng 4 Kết quả kiểm tra quy trình tối ưu đã chọn
Hiệu suất thực tế trung bình là 90,03% sai
khác không có ý nghĩa thống kê so với hiệu
suất khảo sát là 90,15% (Z = 0,001 < C =
1,96; p= 0,05), quy trình điều chế ổn định (RSD = 1,4 % < 2%)
Nâng cấp cỡ lô lên quy mô 50 g/mẻ
Bảng 5 Kết quả điều chế dimenhydrinat ở quy mô 50 g
Hiệu suất trung bình của 3 mẻ là 93,76
%, cao hơn hiệu suất ở mẻ 5 g (90,03 %) Quy
trình trên quy mô 50 g ổn định hơn nhiều so với 5 g (RSD = 0,002% < 2%)
Nâng cấp cỡ lô lên quy mô 50 g/mẻ
Bảng 6 Kết quả điều chế dimenhydriant ở mẻ 500 g
Hiệu suất trung bình của 3 mẻ là 94,33%
không khác nhau có ý nghĩa thống kê với hiệu
suất trên mẻ 50 g (93,76%) (Z = 0,01 < C
= 1,96; p= 0,05) Quy trình đạt độ ổn định cao (RSD = 0,006% < 2%)
Kết quả kiểm nghiệm muối dimenhydrinat
Trang 6Bảng 7 Kết quả kiểm nghiệm 3 mẻ 500 g theo tiêu chuẩn USP 37
Nhiệt độ nóng chảy: 102 - 107oC 103-104 oC 103-104 oC 103-104 oC Mất khối lượng do sấy khô ≤ 0,5 % 0,08% 0,10% 0,07%
Định lượng: trên chế phẩm khan
- Diphenhydramin: 53,0-55,5%
- 8-clorotheophyllin:44,0-47,0%
54,35%
45,23%
54,6%
45,3%
54,50%
45,06%
Tonc = 105,74 oC Độ tinh khiết đạt 98,18% (DSC) Phổ
IR (ν, KBr): 1689, 1646, 1574, 752 cm-1 1H-NMR (500 MHz,
DMSO-d6) : N-CH3: 3,19, s; N-CH3: 3,34, s; O-CH2-CH2
-NH+: 3,26, t (J = 10,0 Hz); O-CH2-CH2-NH+: 3,64, t (J = 10,0
Hz); NH+(CH3)2: 2,74, s; Ph2CH: 5,50, s; p-(HC6H4)2-CH:
7,30-7,36, m; p-(HC6H4)2-CH: 7,22-7,26, m
13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6) : N-CH3: 27,35; N-CH3: 29,73; NH+(CH3)2: 43,08; N=CCl-N: 141,53; C-C-N: 113,70;
N-C-N: 141,85; CH3-N-C-C: 151,30; CH3-N-C-N-CH3: 155,91; Ph2CH: 82,76; O-CH2-CH2-NH+: 63,25; O-CH2-CH2
-NH+: 56,32; Phenyl: C1: 148,97; C2: 128,29; C3: 127,36; C4:
126,48 MS (EI, 70 eV): m/z = 492,1881 [M+Na]+
Phần ứng dụng bào chế viên nén dimenhydrinat 50 mg
Xây dựng và thẩm định quy trình định
lượng dimenhydrinat: khảo sát các yếu tố về
độ đúng, độ lặp lại và khoảng tuyến tính tất cả
các tiêu chí đều đạt Có thể áp dụng quy trình
phân tích vào định lượng viên nén
dimenhydrinat
Đánh giá thuốc đối chiếu Apo-dimenhydrinat dựa vào tiêu chuẩn đánh giá đưa ra tiêu chuẩn nghiên cứu cho viên theo quy trình
Trang 7Bảng 8 Tiêu chuẩn nghiên cứu viên nén dimenhydrinat
Khối lượng trung bình viên 150 mg ± 7,5%
Độ phân tán khối lượng viên (n=20) ≤ 2%
Độ phân tán hàm lượng viên (n=10) ≤ 2%
≥ 95% sau 45 phút
Phương pháp bào chế: Do
dimenhydrinat có dạng tinh thể, hàm lượng
trong dạng bào chế không lớn Đồng thời giảm
nguy cơ phân hủy do nhiệt và ẩm ta chọn phương pháp dập thẳng để bào chế viên nén dimenhydrinat
Bảng 9 Thành phần công thức khảo sát
Croscarmellose natri 4,50 mg 6,00 mg
Bảng 10 Kết quả dập viên
Hình thức Viên tròn, màu trắng Viên tròn, màu trắng
Độ cứng (kg/cm2) (n=10) 4,75 ± 0,54 4,92 ± 0,64
Khối lượng viên (mg) (n=20) 151,35 ± 1,12 202,10 ± 0,93
Trang 8Độ hòa tan 15 phút(%) (n=6) 100,13 ± 0,97 99,89 ± 1,21
Định lượng (%) (n=3) 99,84 ± 0,13 100,15 ± 0,22
Nhận xét: Cả hai công thức đều đạt tiêu
chuẩn đã đề ra, độ hòa tan tốt Khối lượng viên
nhỏ 150 mg không ảnh hưởng đến độ trơn
chảy của cốm và viên dập tốt Độ hòa tan
không khác nhau có ý nghĩa thống kê so với
công thức viên khối lượng 200 mg (Z = 0,36 < C = 1,96; p= 0,05) CT1 có độ trơn chảy
và khả năng chịu nén tốt hơn, RSD nhỏ hơn so với CT2 và để tiết kiệm nguyên liệu ta chọn CT1
Thử nghiệm lặp lại thêm 2 lô nữa để kiểm chứng công thức
Bảng 11 Kết quả kiểm chứng công thức lựa chọn
Độ cứng (kg/cm2) (n=10) 4,75 ± 0,84 4,82 ± 0,95 4,55 ± 0,52
Độ rã (phút) (n=6) 1p15 – 2p20 1p00 – 1p45 1p00 – 2p10 Khối lượng viên (mg) (n=20) 151,37 ± 2,72 152,18 ± 1,84 151,74 ± 2,07
Độ hòa tan 15 phút(%) (n=6) 100,13 ± 1,38 99,40 ± 2,72 98,29 ± 2,72 Định lượng (%) (n=3) 99,84 ± 0,13 100,15 ± 0,22 100,67 ± 0,16 Công thức được lựa chọn thích hợp để đưa vào sản xuất Tiến hành nâng cấp cỡ lô lên quy mô 10000 viên, thực hiện trên 3 lô
Bảng 12 Kết quả kiểm nghiệm thành phẩm 3 lô 10000 viên
Chỉ số hausner (n=3) 1,19 ± 0,00 1,19 ± 0,01 1,19 ± 0,00
Độ cứng (kg/cm2) (n=3) 4,74 ± 0,36 4,12 ± 0,47 4,86 ± 0,61
Khối lượng viên (mg) (n=20) 150,35 ± 1,35 151,85 ± 0,98 151,40 ± 0.83
Độ hòa tan (%)(n=6) 100,43 ± 1,21 101,72 ± 1,34 100,18 ± 1,27 8-Clorotheophyllin (%) (n=3) 45,27 ± 0,06 45,34 ± 0,17 45,28 ± 0,11 Định lượng (%) (n=3) 99,84 ± 0,13 100,15 ± 0,22 100,67 ± 0,16
Trang 9Công thức được lựa chọn thích hợp để đưa vào sản xuất quy mô công nghiệp
Kết quả thử nghiệm so sánh độ giải phóng hoạt chất:
Môi trường đệm pH = 1,2
Hình 4 So sánh DGPHC trong 3 môi trường nước, đệm pH 4,5 và 1,2
Kết quả thử nghiệm cho thấy độ giải
phóng hoạt chất của viên nén dimenhydrinat ở
cả ba môi trường đều tương đương với thuốc
đối chiếu Do đó ta có thể kết luận độ giải
phóng hoạt chất của viên nén dimenhydrinat
tương đương với viên nén Apo-dimenhydrinat
Dựa theo tiêu chuẩn Dược điển USP 37
và kết quả nghiên cứu viên nén dimenhydrinat
ta đề ra tiêu chuẩn cơ sở như sau:
Bảng 4.42 Tiêu chuẩn cơ sở viên nén dimenhydrinat 50 mg
0
20
40
60
80
100
120
Thời gian (phút)
Thuốc thử Thuốc …
0 20 40 60 80 100 120
Thời gian (phút)
Thuốc thử Thuốc …
0
20
40
60
80
100
120
Thời gian (phút)
Thuốc thử Thuốc đối …
Trang 10KẾT LUẬN
Công trình nghiên cứu đã thực hiện
được những kết quả sau: Nâng cấp thành công
cỡ lô tổng hợp 8-clorotheophyllin từ
theophyllin và N-clorosuccinimid Quy trình
cho sản phẩm 8-clorotheophyllin có hiệu suất
(90,16%), và độ tinh khiết cao (99,88%)
Khảo sát và tìm quy trình tổng hợp
dimenhydrinat tối ưu trên mẻ 5 g: Dung môi
phản ứng là isopropanol Tỷ lệ mol
8-clorotheophyllin : diphenhydramin là 1 : 1,22
Thực hiện ở nhiệt độ phòng Khuấy bằng siêu
âm Quy trình cho hiệu suất cao (90,03%) và
nguyên liệu thu được đạt tiêu chuẩn USP 37 Nâng cấp thành công cỡ lô điều chế dimenhydrinat ở mẻ 50 g và 500 g Quy trình
ổn định cho hiệu suất cao (94,33%) Nguyên liệu thu được đạt tiêu chuẩn USP 37 Nghiên cứu thành công quy trình bào chế viên nén Dimenhydrinat 50 mg bằng phương pháp dập thẳng Viên nén đạt các chỉ tiêu theo dược điển USP 37, và có độ giải phóng hoạt chất tương đương với chế phẩm đối chiếu trên thị trường Xây dựng được tiêu chuẩn cơ sở cho viên nén Dimenhydrinat 50 mg
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Trương Cảnh Hoàn, Trương Văn Đạt, Trần Bạch Dương, Lê Minh Trí, Trần Thành Đạo (2015), “Nghiên cứu nâng cao hiệu suất phản ứng cloro hóa theophylin bằng
tác nhân N – clorosuccinimid”, Tạp chí dược học, 1, Tr 55
2 Bristish pharmacopoeia 2013
3 U.S pharmacopoeia, 36th edition
A Karx and G I Aniuha (1981), “Spectrophotometric determination of
dimenhydrinate with Reinecke Salt”, Journal of Pharmaceutical Sciences,
70(6), pp 98 - 102
4 Xiangfu Y., Chongdong Z., Hua Chensheng Q L (2013), "8-chlorotheophylline preparation method", Chinese patent 103360394A
5 Homeyer A H., De La M G B (1952), "Preparation of 8-chlorotheophylline",
United States Patent Office, No 94937
6 John W Cusic, et al (1950) “8-Haloxanthine salts of cyclic-aminoalkyl
benzohydryl ether and the production thereof” United States Patent Office., serial
No.2534813
7 John W Cusic, et al (1950) “8-Haloxanthine salts of dialkyl-aminoalkyl type
antihistamin base” United States Patent Office., serial No.2534235
8 Johnson G W (1903), "Improvements in the Manufacture, or Preparation, of
Theophyline, and the Production of an Intermediate Product", United Kingdom
Patent, No 5901
9 Shengwen W (2013), "Preparation process for 8-chlorotheophylline and
intermediate 7,8-dichlorotheophylline thereof", Chinese patent 102875553A
10 Alan J Benson (2002), Medical Aspects of Harsh Environments, 2(35), pp
1049-1076
11 August H Homeyer (1952), “Preparation of 8-chlorotheophylline salts of some
nitrogen bases”, Journal of The American Pharmaceutical Association, XL(3), pp
178-181