Trong nghiên cứu này, tác giả đã chứng minh được sự tạo muối của albendazol với acid hydroclorid bằng một số phương pháp đó là: xác định công thức cấu tạo bằng X-Ray đơn tinh thể, đo phổ
TỔNG QUAN
Tổng quan về albendazol
Hình 1.1 Công thức cấu tạo albendazol
- Tên khoa học: methyl (5-(propylthio)-1H-benzo[d]imidazol-2-yl) carbamat [1],
- Một số tên khác: albendazolum [31]
- Mô tả: Bột màu trắng, hơi vàng [1]
- Hình dạng tiểu phân: Dạng vô định hình, dạng tinh thể có 2 dạng I và II [16] (phụ lục 14)
- Độ tan: Thực tế không tan trong nước dễ tan trong acid formic khan, hơi tan trong methanol [1]
Albendazol là một dẫn chất benzimidazol carbamat, có cấu trúc liên quan với thi- abendazol và mebendazol Thuốc đƣợc dùng để điều trị bệnh ấu trùng sán lợn ở nhu mô thần kinh và bệnh nang sán do ấu trùng sán chó gây ra [2]
Albendazol cũng có phổ tác dụng rộng trên các giun đường ruột như giun đũa, giun móc, giun tóc, giun lươn, giun kim và giun xoắn Albendazol cũng có tác dụng đối với thể ấu trùng di trú ở da Albendazol cũng có tác dụng điều trị bệnh sán lá gan
Albendazol được hấp thu rất kém qua đường tiêu hóa, nhưng sự hấp thu sẽ tăng lên đáng kể khi dùng cùng thức ăn có chất béo Thuốc đƣợc phân bố rộng khắp trong các dịch của cơ thể, vào dịch não tủy, nang sán, gan, huyết thanh, nước tiểu Liên kết với protein huyết tương cao (70%) Chuyển hóa nhanh và mạnh qua gan bước một để
3 tạo thành chất chuyển hóa có hoạt tính là albendazol sulfoxid, là chất có nồng độ đủ để phát hiện trong huyết tương Albendazol cũng được chuyển hóa thành 6-hydroxy sul- foxid và sulfon, nhưng nồng độ không đủ để phát hiện trong huyết tương Sau khi uống một liều duy nhất 400 mg albendazol, nồng độ đỉnh của chất chuyển hóa có hoạt tính là albendazol sulfoxid đạt được trong huyết tương khoảng 0,46-1,58 microgam/ mL sau 2 đến 5 giờ, nửa đời thải trừ là 8-12 giờ [2]
Tương tự, nếu uống một liều là 15 mg/kg thì nồng độ đỉnh của albendazol sulfox- id trong huyết tương khoảng 0,45-2,96 microgam/ mL sau 4 giờ, thời gian bán thải là 10-15 giờ [2]
Khoảng 1% được thải trừ qua nước tiểu dưới dạng albendazol sulfoxid trong vòng 24 giờ, các chất chuyển hóa khác cũng đƣợc thải trừ qua thận Một lƣợng không đáng kể chất chuyển hóa sulfoxid đƣợc thải trừ qua mật [2]
1.1.5 Các dạng bào chế trên thị trường
Albendazol viên nén, hàm lượng thường dùng 200 mg, 400 mg của hãng STADA
Muối dƣợc phẩm
1.2.1 Khái niệm và phân nhóm muối trong dược phẩm
Muối dƣợc phẩm là một phân tử bị ion hóa (có thể ở dạng cation hoặc anion) liên kết với một phân tử khác bằng liên kết ion [4]
Phân nhóm muối trong dƣợc phẩm [22]
Muối trong dƣợc phẩm đƣợc phân nhóm theo hợp phần acid hoặc base liên hợp với phân tử dược chất Xem bảng 1.1 dưới đây:
Bảng 1.1 Phân nhóm muối trong dược phẩm
Phân loại muối Ví dụ
Acid vô cơ Hydroclorid, hydrobromid, sulfat, nitrat
Acid sulfonic Mesylat, esylat, isethionat
Acid carboxylic Acetat, propioanat, maleat
Acid amino anionic Glutamat, aspartat
Muối không tan Sulfonat, embonat
Amin hữu cơ Triethylamin, ethanolamin
Acid amino cationic Lysin, histidin
1.2.2 Quy tắc ΔpKa về sự hình thành muối
Quy tắc ΔpKa dự đoán sản phẩm tạo ra là muối hay là đồng kết tinh Giá trị pKa cho thấy khả năng một phân tử acid cho đi proton Khi sự khác biệt về pKa giữa API và acid carboxylic (ΔpKa) nhỏ hơn 0, sản phẩm sẽ là đồng kết tinh, nếu lớn hơn
3, sản phẩm là muối, nếu ΔpKa trong khoảng từ 0-3, sản phẩm nằm trong vùng trung gian giữa muối và đồng kết tinh (trạng thái lai) [15], [20] ΔpKa = pKa API – pKaacid carboxylic
Bảng 1.2 Dự đoán sản phẩm tạo thành ΔpKa Sản phẩm
Nhỏ hơn 0 Đồng kết tinh
Từ 0 đến 3 Dạng lai giữa muối và đồng tinh thể
Phân loại giữa các dạng dƣợc chất rắn về cấu trúc [14]
Dƣợc chất rắn đƣợc phân thành 2 loại cơ bản:
Trong đó, dạng kết tinh lại đƣợc chia nhỏ thành các phần sau:
- Kết tinh ở trạng thái đa hình
- Kết tinh ở trạng thái phân tử cộng, bao gồm: solvat hóa và trạng thái đồng kết tinh
Hình 1.2 Phân loại dược chất rắn
Trạng thái đồng kết tinh nhận đƣợc nhiều sự chú ý, do nó có khả năng cải thiện tính chất hóa lý của dƣợc chất ban đầu, nhƣ độ tan, độ hòa tan, sinh khả dụng, độ ổn định, Khái niệm đồng kết tinh (co-crystal) còn gây nhiều tranh cãi trong cộng đồng khoa học Theo cơ quan Y tế châu Âu (EMA), đồng tinh thể là cấu trúc kết tinh, thể dƣợc chất rắn vô định hình kết tinh phân tử cộng đồng kết tinh solvat muối đa hình
5 đồng nhất, một pha đƣợc tạo thành từ hai hoặc nhiều thành phần theo một tỉ lệ xác định, trong đó sự liên kết các phân tử không dựa trên liên kết ion [14]
1.2.3 Muối của albendazol với một số acid carboxylic
Đặc điểm một số acid carboxylic tham gia tạo muối với albendazol trình bày ở bảng 1.3 dưới đây:
Bảng 1.3 Một số acid carboxylic tạo muối với albendazol
[31] Aicd Maleic [31] Acid citric [31] Acid salicylic
Cấu trúc hóa học Công thức phân tử
Chất rắn kết tinh không màu, ở dạng khan hoặc ngậm hai nước
Chất rắn kết tinh không màu, có mùi khai
Chất rắn kết tinh không màu, ở dạng khan hoặc ngậm một nước
Chất rắn không màu, có vị đắng Độ tan trong nước
135°C 156°C 158,6°C pKa (ở 25°C) pKa 1 =1,25 pKa 2 =4,14 pKa 1 = 1,94 pKa 2 = 6,22 pKa1 = 3,13 pKa 2 = 4,76 pKa 3 = 6,39 pKa = 2,97
Tần suất sử dụng các acid carboxylic tạo muối trong dƣợc phẩm đƣợc thể hiện trong bảng 1.5 dưới đây [20]:
Bảng 1.4 Tần suất sử dụng một số acid carboxylic tạo muối trong dược phẩm
Muối Tần suất đƣợc sử dụng trong dƣợc phẩm (%) Đường uống Đường tiêm
Một số nghiên cứu về tạo muối của albendazol với acid hữu cơ
Trong thương mại, các loại thuốc với albendazol được sử dụng dưới dạng base, các tác động để thay đổi cấu trúc hóa học dƣợc chất chỉ dừng lại ở phạm vi nghiên cứu phòng thí nghiệm Để khắc phục nhƣợc điểm độ tan kém của albendazol, các nhà sản xuất hầu như chỉ tác động tới kĩ thuật bào chế trong khi hướng đi tác động đến cấu trúc hóa học để thay đổi tính chất lý, hóa của dƣợc chất chƣa nhận đƣợc nhiều sự quan tâm Một số nghiên cứu nhằm tạo ra dạng muối của albendazol đã đƣợc thực hiện, nhƣ dạng muối clorid của albendazol đƣợc công bố bởi tác giả Agustina Bongioanni và cộng sự trên tạp chí Crystal Growth [7] Trong nghiên cứu này, tác giả đã chứng minh được sự tạo muối của albendazol với acid hydroclorid bằng một số phương pháp đó là: xác định công thức cấu tạo bằng X-Ray đơn tinh thể, đo phổ IR, đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
Một cách tiếp cận khác là tạo ra dạng muối của albendazol với acid hữu cơ ,đƣợc công bố bởi tác giả Geetha Bolla và Ashwini Nangia trên tạp chí Royal society of chemistry Trong đó, tác giả đã báo cáo cáo một số muối mới của albendazol với một số acid hữu cơ nhƣ: acid sulfonic benzene (BSA), acid toluene sulfonic benzene (PTSA) và một số acid carboxylic [15]
Một số quy trình chế tạo muối của albendazol với acid carboxylic
- Quy trình tạo muối của hai tác giả Geetha Bolla và Ashwini Nangia [15]
Tác giả sử dụng kĩ thuật nghiền thủ công bằng chày cối có sử dụng dung môi hữu cơ dễ bay hơi để gắn kết phân tử dƣợc chất và phân tử acid carboxylic với nhau, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho sự hình thành muối Cụ thể ở đây, tác giả đã thực hiện kĩ thuật tạo muối của albendazol với acid oxalic nhƣ sau:
Nghiền đồng lƣợng mol albendazol (100 mg) với acid oxalic, trong quá trình nghiền thỉnh thoảng nhỏ một vài giọt methanol Nghiền liên tục trong 30 phút Sau đó, hòa tan chất rắn đƣợc trong 5 mL hỗn hợp dung môi (Methanol : H2O 1:1 (v/v)) ở nhiệt độ phòng Sau 5-7 ngày, thu lấy tinh thể, tinh thể có hình kim
- Quy trình tạo muối của Jia-Mei Chen và cộng sự [8]:
Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng mebendazol tạo muối với acid carboxylic
Do albendazol và mebendazol có cấu trúc gần giống nhau, nhóm nghiên cứu đã trích dẫn phương pháp của tác giả Chen để đưa ra thêm một phương pháp tạo muối với acid carboxylic
Tác giả sử dụng phương pháp kết tinh phản ứng với dược chất là mebendazol tạo muối với một số acid carboxylic sau: acid oxalic, acid maleic Kĩ thuật tạo muối nhƣ sau:
Cho 200 mg mebendazol vào dung dịch ethanol tuyệt đối bão hòa acid carboxylic (acid oxalic, acid maleic) Để yên bình phản ứng trong 5h, sau đó lọc, thu lấy chất rắn, rửa chất rắn với ethanol và làm khô chất rắn bằng bơm hút chân không Nghiên cứu chỉ ra rằng, hiệu suất tạo muối có thể đạt từ 75-90%, hiệu suất này phụ thuộc vào nồng độ, độ tan của dƣợc chất và acid carboxylic [8]
Cấu trúc một số muối abendazol với acid hữu cơ đã công bố [15]
Bảng 1.5 cấu trúc một số muối của albendazol với acid hữu cơ đã công bố
Muối hydrat của albendazol với acid oxalic
Muối carboxylat của albendazol với acid p-Toluenesulfonic
1.2.4 Hiệu quả trong việc tạo muối của albendazol với acid carboxylic
Trên thế giới, việc nghiên cứu tạo muối của albendazol với acid carboxylic rất ít và mới chỉ dừng lại ở phương pháp chế tạo muối Trong khi đó việc đánh giá một số tính chất của muối nhằm chứng minh sự cải thiện về tác dụng dƣợc lý và tính chất lý hoà vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu
Một chất có cấu trúc hóa học gần giống và nằm trong nhóm thuốc diệt giun sán với albendazol là menbendazol đã có công bố về việc chế tạo tinh thể muối với acid carboxylic và có đánh giá về sự cải thiện độ hòa tan [7] Trong đó, độ hòa tan của
8 muối tổng hợp đƣợc từ menbendazol với acid oxalic, acid maleic lần lƣợt cao hơn 1,8 và 2,6 lần so với menbendazol nguyên liệu ban đầu [7]
1.2.5 Vai trò và một số ứng dụng thực tế tạo muối trong dược phẩm
Vai trò trong tạo muối dƣợc phẩm [14], [20], [24]
Muối đƣợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp dƣợc phẩm do có tiềm năng lớn trong việc tạo ra những dƣợc chất có những đặc tính mong muốn hiện nay, ƣớc tính có khoảng hơn 50% tổng số thuốc được sử dụng dưới dạng muối
Một vài lợi ích trong việc tạo muối trong dược phẩm được dẫn ra dưới đây:
- Cải thiện độ tan và độ hòa tan của dƣợc chất
- Làm tăng độ ổn định về mặt vật lý và hóa học của dƣợc chất
- Bản chất của tinh thể muối cũng ảnh ƣởng đến thiết kế công thức thuốc Một ví dụ ở đây là cải thiện tính chịu nén trong thiết kế công thức viên nén Đôi khi, nó cũng đƣợc ứng dụng trong dạng bào chế giải phóng có kiểm soát
- Trong sản xuất công nghiệp, việc phân lập và tinh chế sản phẩm có thể đƣợc thực hiện bằng sự kết tinh [4]
- Cải thiện tính chất cảm quan của thuốc, nhƣ che vị
- Tăng tính thấm qua màng từ đó tăng hiệu quả dùng thuốc, giảm liều dùng, giảm độc tính của thuốc
- Mở rộng sang lĩnh vực sáng chế và quyền sở hữu trí tuệ, mang đến những giá trị mới về kinh tế
Ứng dụng thực tế tạo muối dược phẩm trong thương mại [24]
Bảng 1.6 Ứng dụng của việc tạo muối dược phẩm trong thương mại
Năm đƣợc FDA phê duyệt
Thành phần (tỉ lệ mol) Cấu trúc tinh thể
Depakote 1983 Acid valproic/natri valproat
Muối hydrat đồng kết tinh
Giảm hút ẩm Caflit 1999 Caffeine/acid citric (1:1) Đồng kết tinh
Tăng độ ổn định thể chất
Lexapro 2002 diescitalopram oxalate/acid oxalic/H 2 O (1:1:0.325)
Muối hydrat đồng kết tinh
Tăng nhiệt độ nóng chảy
Odomzo 2015 sonidegib monophos- phate/acid phosphoric
Tăng độ tan trong nướ
Các phương pháp chế tạo tinh thể muối
1.3.1 Phương pháp kết tinh sử dụng dung môi
Phương pháp này được sử dụng phổ biến ở quy mô phòng thí nghiệm như là một phương pháp sàng lọc do sự hiệu quả và đơn giản của nó trong việc tìm kiếm một sự phối hợp tốt nhất giữa 3 thành phần: dƣợc chất, acid carboxylic (co-former) và dung môi [14]
Phương pháp kết tinh bay hơi dung môi [29]
Dựa trên độ hòa tan của API (dƣợc chất) và acid carboxylic trong dung môi hoặc hỗn hợp dung môi Vào thời điểm cuối cùng, dung môi bị loại đi để thu tinh thể Phương pháp phù hợp cho API và acid carboxylic có cùng độ tan trong dung môi lựa chọn
Lựa chọn một dung môi phù hợp
Đong một lƣợng thể tích dung môi nhất định
Hòa tan API và acid carboxylic vào dung môi với tỉ lệ mol thích hợp
Lọc lấy dịch, để bay hơi dung môi, quan sát tinh thể hình thành
Lọc, rửa tinh thể bằng dung môi phù hợp
Tiến hành một số phép thử định tính với sản phẩm thu đƣợc: đo nóng nảy, soi hình ảnh hiển vi
Phương pháp tiến hành đơn giản, quy trình dễ thực hiện
Dụng cụ đơn giản sẵn có trong các phòng thí nghiệm
Dễ hình thành những tinh thể kết tinh đơn thành phần, trường hợp này thường xảy ra khi API và co-former có sự khác biệt về độ tan trong dung môi
Thường phải sử dụng nhiều dung môi gây hại môi trường
Dễ xảy ra hiện tƣợng solvat hóa
Khó nâng cấp quy mô
Phương pháp kết tinh làm lạnh [14], [26]
Dựa trên sự thay đổi nhiệt độ dung môi Dung môi thường được làm nóng để hòa tan đồng thời cả API và acid carboxylic, trạng thái bão hòa đạt đƣợc bằng cách hạ nhiệt độ dung môi Ở trạng tháo bão hòa, sự kết tinh bắt đầu diễn ra Có thể đẩy nhanh quá trình kết tinh bằng cách thêm một vài hạt tinh thể của sản phẩm hoặc dùng đũa
10 thủy tinh cọ nhẹ vào thành bình Cách tiếp cận này có thể sử dụng kết hợp với giản đồ pha để dự đoán sản phẩm hình thành
Lựa chọn một dung môi phù lợp
Đong một lƣợng thể tích dung môi nhất định
Hòa tan API và acid carboxylic vào dung môi với tỉ lệ mol thích hợp
Tăng nhiệt độ dung môi để hòa tan hoàn toàn các thành phần trong dung dịch
Hạ nhiệt độ dung môi (làm lạnh) để dung dịch đạt mức nồng độ quá bão hòa
Mầm kết tinh xuất hiện, lọc thu lấy sản phẩm
Rửa phần acid carboxylic dƣ lẫn trong sản phẩm bằng dung môi thích hợp
Sấy, làm khô sản phẩm
Tiến hành một số phép thử định tính với sản phẩm thu đƣợc: đo nóng nảy, soi kính hiển vi
Thường phải sử dụng dung môi gây hại môi trường
Phương pháp kết tinh phản ứng [6], [14]
Phương pháp được sử dụng cho trường hợp API và acid carboxylic có độ tan khác nhau trong dung môi Trạng thái bão hòa là động lực cho quá trình kết tinh, trạng thái này có thể đạt đƣợc bằng cách thêm dƣ một thành phần API hoặc acid carboxylic vào dung dịch để đạt đƣợc nồng độ bão hòa hoặc gần bão hòa Ở đây, việc tạo ra nồng độ bất cân bằng liên quan đến cạnh tranh về độ tan giữa các chất tan trong dung môi Trong quá trình kết tinh, muối đạt trạng thái bão hòa (muối có độ tan trong dung môi thấp hơn acid carboxylic) nên kết tinh tách ra khỏi dung môi, còn lƣợng acid carbox- ylic dƣ vẫn ở lại trong dung môi (do phần này tan tốt hơn, chƣa đạt trạng thái bão hòa để kết tinh), API tham gia phản ứng tạo muối hoàn toàn Do đó phần kết tinh chỉ là muối kết tinh, còn acid dƣ đƣợc loại đi cùng với dung môi
Lựa chọn một dung môi phù hợp
Đong một lƣợng thể tích dung môi nhất định
Hòa tan acid carboxylic vào dung môi đến nồng độ nhất định (đến nồng độ bão hòa hoặc gần bão hòa)
Thêm từ từ API vào dung dịch đã hòa tan acid carboxylic trên, đến khi không hòa tan đƣợc thêm API nữa thì dừng lại (tỉ lệ mol API và acid carboxylic chênh lệch nhau đáng kể trong dung dịch)
Để yên ở nhiệt độ phòng, chờ kết tinh
Lọc, rửa sản phẩm kết tinh bằng dung môi thích hợp,
Sấy, làm khô sản phẩm
Tiến hành một số phép thử định tính với sản phẩm thu đƣợc: đo nóng chảy, soi kính hiển vi
Ngăn chặn hình thành tinh thể đơn thành phần
Thường xảy ra hiện tượng solvat hóa
Sử dụng dụng môi nguy hại môi trường
Khó kiểm soát quá trình kết tinh
1.3.2 Phương pháp kết tinh không sử dụng dung môi
Những phương pháp này nhận được sự chú ý của giới khoa học cũng như trong sản xuất công nghiệp do nó liên quan tới định hướng hóa học xanh và có nhiều ứng dụng cho sản xuất công nghiệp Phương pháp kết tinh không sử dụng dung môi cho thấy hiệu suất sản xuất cao với ít sản phẩm phụ độc hại [14]
Tuy nhiên, trong quá trình thực hiện đề tài này, chúng tôi chỉ tiến hành thực nghiệm với các phương pháp kết tinh sử dụng dung môi, còn đối với phương pháp kết tinh không sử dụng dung môi này chúng tôi đƣa ra ở đây mới mục đích giới thiệu và trình bày một số ưu nhược điểm của phương pháp
Một số phương pháp đã và đang được tiến hành để chế tạo tinh thể muối được tóm tắt ở bảng 1.3 dưới đây:
Bảng 1.7 Phân loại một số phương pháp kết tinh không dùng dung môi
Tên phương pháp Ƣu điểm [14] Nhƣợc điểm [14]
- Kỹ thuật thân thiện môi trường
- Tránh hiện tƣợng Solv- at hóa
- Gặp vấn đề về hiệu xuất do chủ yếu dựa vào nghiền thủ công
Nghiền khô có sử dụng dung môi dễ bay hơi [25]
- Hiệu quả cao và kiểm soát đƣợc tính chất sản phẩm
Polymer [11] - Tránh sự hình thành solvat
- Lẫn tạp nếu polymer sử dụng không tương thích với API
- Kỹ thuật thân thiện môi trường
- Tránh sự hình thành- solvat
- Quá trình tạo sản phẩm một bước và diễn ra liên tục
- Không phù hợp với dƣợc chất không bền với nhiệt
- Kỹ thuật thân thiện môi trường
- Tránh sự hình thành solvat
- Không sử dụng lực cắt như các phương pháp thông thường
- Số lƣợng nghiên cứu về phương pháp này ít
- Kỹ thuật thân thiện môi trường
- Tránh sự hình thành solv- at
- Quá trình tạo sản phẩm diễn ra liên tục
- Không phù hợp với dƣợc chất không bền với nhiệt
ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Nguyên vật liệu và thiết bị
Nội dung nghiên cứu
Để đạt đƣợc mục tiêu đề ra, nghiên cứu tiến hành một số nội dung sau:
- Khảo sát lựa chọn một số acid carboxylic để tạo muối với albendazol
- Khảo sát các phương pháp tạo muối với acid carboxylic gồm:
Phương pháp bay hơi dung môi
Phương pháp kết tinh phản ứng
Phương pháp kết tinh làm lạnh
- Kiểm tra sơ bộ độ tinh khiết và xác định cấu trúc của các sản phẩm
- Đánh giá về độ tan của các sản phẩm muối, đánh giá về độ hòa tan của sản phẩm muối và độ hòa tan của sản phẩm muối khi đƣa vào viên nén.
Phương pháp nghiên c ứu
2.3.1 Khảo sát lựa chọn một số acid carboxylic để tạo muối với albendazol
Dựa trên một số hóa chất sẵn có của phòng thí nghiệm cùng với áp dụng quy tắc pKa để dự đoán sản phẩm hình thành (Xem bảng 1.2), chúng tôi đã lựa chọn một số acid carboxylic sau làm đối tƣợng để khảo sát tạo muối với albendazol
2.3.2 Khảo sát các phương pháp tạo muối của albendazol với acid carboxylic
Dựa trên điều kiện về trang thiết bị phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã thực hiện kĩ thuật tạo muối của albendazol với acid carboxylic bằng các phương pháp kết tinh sử dụng dung môi Gồm có:
- Kết tinh bay hơi dung môi
Các phương pháp này được tiến hành theo phần đã trình bày ở mục 1.3.1 phần phương pháp kết tinh sử dụng dung môi
2.3.3 Kiểm tra sơ bộ độ tinh khiết và xác định cấu trúc của các sản phẩm
Tiến hành kiểm tra sơ bộ độ tinh khiết bằng các phương pháp sẵn có trong phòng thí nghiệm là:
- Đo nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm trên máy EZ – Melt (Mỹ)
- Quan sát hình ảnh sản phẩm dưới kính hiển vi
Xác định cấu trúc và đánh giá một số đặc trƣng của sản phẩm bằng:
- Phổ cộng hưởng từ ( 1 H-NMR, 13 C-NMR)
- Phổ nhiễu xạ tia X (XRD)
2.3.4 Đánh giá về độ tan của các sản phẩm muối, độ hòa tan của sản phẩm muối và độ hòa tan của sản phẩm muối khi đưa vào viên nén
Định lƣợng muối trong sản phẩm thu đƣợc [1]
Do albendazol có khả năng hấp thụ bước sóng tại vùng tử ngoại khả kiến (UV-VIS), nên nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp định lượng là phương pháp đo độ hấp thụ để định lƣợng albendazol trong sản phẩm thu đƣợc [1]
Mẫu chuẩn (nguyên liệu Albendazol)
Cân chính xác một lƣợng khoảng 50 mg nguyên liệu Albendazol vào bình định mức 50 mL (coi nguyên liệu ban đầu là chất chuẩn) Hòa tan bằng 10 mL HCl 0,1M trong methanol, thêm từ từ HCl 0,1M tới vạch, lắc đồng nhất (dung dịch có nồng độ
1000 ppm) Hút chính xác 5,0 mL dung dịch 1000 ppm trên, pha vào bình định mức
50 mL, định mức vừa đủ bằng HCl 0,1M (dung dịch 100 ppm) Hút chính xác 1,0 mL dung dịch 100 ppm trên, pha vào bình định mức 10 mL, định mức vừa đủ bằng NaOH 0,1M, thu đƣợc dung dịch chuẩn cú nồng độ 10 ppm (10 àg/mL)
Muối của albendazol với acid oxalic
Muối của albendazol với acid maleic
Cân chính xác một lƣợng mẫu thử khoảng 50 mg sản phẩm vào bình định mức 50 mL Hòa tan bằng 10 mL HCl 0,1M trong methanol, thêm từ từ HCl 0,1M tới vạch, lắc đồng nhất (dung dịch có nồng độ 1000 ppm) Hút chính xác 5,0 mL dung dịch 1000 ppm trên, pha vào bình định mức 50 mL, định mức vừa đủ bằng HCl 0,1M (dung dịch
100 ppm) Hút chính xác 1,0 mL dung dịch 100 ppm trên, pha vào bình định mức 10 mL, định mức vừa đủ bằng NaOH 0,1M, thu đƣợc dung dịch thử có nồng độ 10 ppm
Đo quang dung dịch thử và chuẩn tại 2 bước sóng 308 nm và 350 nm
Mẫu trắng: dung dịch HCl/NaOH tỉ lệ 1:9 (v/v)
Tính ra nồng độ dung dịch thử dựa vào phép đo so sánh với dung dịch chất chuẩn
- C thử : nồng độ dung dịch thử (ppm)
- C chuẩn : nồng độ dung dịch chuẩn (ppm)
- A thử : độ hấp thụ của dung dịch thử
- A chuẩn : độ hấp thụ của dung dịch chuẩn
- m cân : lƣợng cân mẫu thử (g)
Từ hàm lƣợng phần trăm albendazol trong mẫu thử và khối lƣợng phân tử dự kiến của phân tử muổi, có thể tính đƣợc lƣợng muối trong mẫu thử và hiệu suất quá trình tạo muối
Đánh giá độ tan sản phẩm muối thu đƣợc
- Nguyên tắc thử độ tan (OECD) [17]
Dựa trên mức nồng độ bão hòa của chất tan trong môi trường Chất tan được hòa tan trong môi trường thử ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ phòng Khi nồng độ bão hòa đạt đƣợc, hỗn hợp đƣợc làm nguội về nhiệt độ phòng Dung dịch bão hòa này đƣợc đem đi định lượng bằng phương pháp phù hợp
- Môi trường thử độ tan: Tiến hành thử độ tan trên 2 môi trường:
- Đối tƣợng thử độ tan: Tiến hành thử độ tan trên 3 đối tƣợng sau:
Mẫu hỗn hợp vật lý với tỉ lệ albendazol và các acid carboxylic tương đương với mẫu sản phẩm
Muối của albendazol với acid oxalic
Muối của albendazol với acid maleic
Chuẩn bị mẫu dung dịch chuẩn:
Cân một lƣợng khoảng 50 mg ABZ trong bình định mức dung tích 50 mL Hòa tan bằng 10 mL HCl 0,1M trong methanol, thêm từ từ HCl 0,1M cho tới vạch, lắc để đồng nhất
Môi trường thử độ tan là nước: hút chính xác 2,0 mL dung dịch trên vào bình định mức 200 mL, định mức vừa đủ bằng nước cất, thu được dung dịch có nồng độ C ppm
Môi trường thử độ tan là HCl 0,1M: hút chính xác 2,0 mL dung dịch trên vào bình định mức 200 mL, định mức vừa đủ bằng NaOH 0,1M, thu đƣợc dung dịch có nồng độ C ppm
Nếu cần dung dịch chuẩn có mức nồng độ 1 ppm, hút 1 mL từ dung dịch 10 ppm ở trên, pha vào bình định mức 10 mL, định mức vừa đủ bằng dung dịch phù hợp Chuẩn bị dung dịch bão hòa:
Cho một lƣợng dƣ chất tan (m0 mg) vào bình nón dung tích 250 mL chƣa khoảng 100 mL môi trường, lắc kĩ để hòa tan tối đa chất tan Dung dịch đạt trạng thái bão hòa khi không thể hòa tan thêm chất tan nữa (quan sát trong bình nón vẫn còn tiểu phân) Bịt kín miệng bình, lắc trong bể lắc điều nhiệt có nhiệt độ cài đặt trên nhiệt độ phòng (37°C) Sau 24h, lấy bình nón ra, lọc lấy dịch Xử lý dịch lọc:
Với môi trường là nước: Pha loãng dịch lọc bằng nước cất tới nồng độ thích hợp
Với môi trường HCl 0.1M: Pha loãng dịch lọc bằng NaOH 0,1M tới nồng độ thích hợp Định lƣợng dung dịch bão hòa:
Phương pháp định lượng: Phương pháp đo quang so sánh mẫu chuẩn và mẫu thử Lựa chọn bước sóng đem đo quang:
Môi trường thử là nước: Đo độ hấp thụ tại bước sóng cực đại 292 nm
Môi trường thử là HCl 0,1M : Đo độ hấp thụ tại bước sóng cực đại 308 nm và 350 nm
Với dịch môi trường là nước: nước cất
Với dịch môi trường là HCl 0,1M: NaOH 0.1M
Môi trường thử là HCl 0,1M:
Môi trường thử là nước cất:
C thử : nồng độ dung dịch thử (ppm)
C chuẩn : nồng độ dung dịch chuẩn (ppm)
A thử : độ hấp thụ của dung dịch thử
A chuẩn : độ hấp thụ của dung dịch chuẩn
Đánh giá thử độ hòa tan của sản phẩm muối
Môi trường thử độ hòa tan: Môi trường HCl 0,1M
- Đối tƣợng thử độ hòa tan:
Bảng 2.3 Đối tượng thử độ hòa tan
Mẫu bột Mẫu viên nén
Nguyên liệu albendazol Nguyên liệu albendazol
THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ B ÀN LUẬN
Khảo sát lựa chọn một số acid carboxylic để tạo muối với albendazol
3.1.1 Lựa chọn acid carboxylic tạo muối Áp dụng quy tắc ΔpKa để dự đoán sản phẩm tạo thành từ ABZ và các acid car- boxylic Bảng 3.4 dưới đây cho biết sản phẩm dự đoán tạo thành từ albendazol với ac- id carboxylic:
Bảng 3.1 Dự đoán sản phẩm từ giá trị ΔpKa giữa ABZ và acid carboxylic
Acid carboxylic ΔpKa Sản phẩm dự đoán
Acid oxalic ΔpKa1 = 5,65 ΔpKa2 = 2,76 Muối
Acid maleic ΔpKa1 = 4,96 ΔpKa2 = 0,68 Muối
Acid citric ΔpKa1 = 3,77 ΔpKa2 = 2,14 ΔpKa3 = 0,51
Từ bảng dự đoán trên, chúng tôi lựa chọn một số acid carboxylic sau làm đối tƣợng để thực hiện khảo sát:
Khảo sát các phương pháp tạo muối
3.2.1 Phương pháp bay hơi dung môi
Hình 3.1 Phản ứng tạo muối phương pháp bay hơi dung môi
Hòa tan một lƣợng khoảng 50 mg albendazol và một lƣợng acid carboxylic (sao cho tỉ lệ mol albendazol : acid carboxylic lần lƣợt là 1:1, 1:2, 1:3) vào bình nón dung tích 50 mL chứa khoảng 10 mL alcol Để ổn định bình nón ở nhiệt độ phòng Sau 30 phút, lọc lấy dịch lọc, để dịch lọc bay hơi từ từ ở nhiệt độ phòng, chờ kết tinh Sau vài ngày, lọc, thu tinh thể bằng phễu Buchner, rửa tinh thể bằng ethanol 96% lạnh Sấy khô tinh thể dưới đèn hồng ngoại trong 2h, đem tinh thể đi đo nhiệt độ nóng chảy và quan sát hình ảnh hiển vi
Hòa tan hoàn toàn Bay hơi dung môi
Một lưu ý, đối với dung môi ethanol 96%, do độ tan của albendazol trong ethanol 96% kém hơn trong methanol, nên trong quá trình hòa tan, chúng tôi có đun nóng nhẹ dung dịch ethanol 96% lên khoảng 55-60°C để giảm thời gian hòa tan của albendazol Dung dịch sau đun nóng, để ổn định ở nhiệt độ phòng Sau đó, lọc, lấy dịch Các bước tiến hành tiếp theo tương tự như phần phía trên
Kết quả sản phẩm thu được thể hiện ở bảng 3.2 và 3.3 dưới đây:
Bảng 3.2 Kết quả khảo sát phương pháp bay hơi dung môi (methanol)
Khối lƣợng acid carboxylic (mg)
Hình dạng tinh thể thu được từ các sản phẩm trên có hình khối lập phương, màu vàng ong, giống với hình dạng tinh thể albendazol kết tinh Nhiệt độ nóng chảy của các tinh thể thu đƣợc từ các phản ứng trên nằm trong khoảng từ 206 - 219°C, khoảng nhiệt độ này rất gần với khoảng nhiệt độ nóng chảy của albendazol (208 - 210°C) Từ đây, có thể nhận định sơ bộ sản phẩm kết tinh là albendazol chứ chƣa có sự tạo muối của albendazol với các acid carboxylic
Bảng 3.3 Kết quả khảo sát phương pháp bay hơi dung môi (ethanol 96%)
STT Khối lƣợng al- bendazol (mg)
Khối lƣợng acid carboxylic (mg)
- Nhận xét: Đối với dung môi là ethanol 96%, nhiệt độ nóng chảy của các tinh thể thu đƣợc từ các phản ứng trên nằm trong khoảng từ 204 - 218°C, khoảng nhiệt độ này cũng rất gần với khoảng nhiệt độ nóng chảy của albendazol 208 - 210°C Nhận định sơ bộ sản phẩm kết tinh là albendazol chứ chƣa có sự tạo muối của albendazol với các acid car- boxylic
3.2.2.Phương pháp kết tinh phản ứng
Hình 3.2 Phản ứng tạo muối phương pháp kết tinh phản ứng
Hòa tan hoàn toàn 200 mg albendazol vào bình nón dung tích 50 mL chứa 2 mL alcol đã hòa tan một lƣợng acid carboxylic đến bão hòa (gần bão hòa) Để bình phản ứng ở nhiệt độ phòng Sau 2h, lọc, thu sản phẩm bằng phễu lọc Buchner Rửa phần ac- id carboxylic dư bằng ethanol 96% lạnh Sấy khô sản phẩm dưới đèn hồng ngoại trong 2h Sau đó mang đi định tính sơ bộ bằng cách đo nhiệt độ nóng chảy và quan sát hình ảnh hiển vi
Bảng 3.4 Kết quả khảo sát phương pháp kết tinh phản ứng dung môi methanol
STT Khối lƣợng al- bendazol (mg)
Khối lƣợng acid carboxylic (mg)
Cảm quan màu sắc sản phẩm thu đƣợc, mẫu sản phẩm với acid oxalic và acid maleic có màu trắng hồng khác với màu sắc nguyên liệu ban đầu; mẫu sản phẩm với
Muối Dùng dƣ acid carboxylic
23 acid citric có màu vàng chanh, dễ hút ẩm; mẫu sản phẩm với acid salicylic giống với màu sắc và hình dạng nguyên liệu acid salicylic
Nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm thu đƣợc cho thấy sự khác biệt so với sản phẩm kết tinh từ phương pháp bay hơi dung môi Ở đây, khoảng nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm muối với acid oxalic (142-148°C) và acid maleic (140-145°C) gần giống tài liệu công bố của tác giả Geetha Bolla và cộng sự [15] (sản phẩm muối của albend- azol với acid oxalic là: 141-146°C; còn với acid maleic là: 145-147°C)
Với acid salicylic, khi đo nhiệt độ nóng chảy sản phẩm thu đƣợc, khoảng nhiệt độ nóng chảy này rất gần với nhiệt độ nóng chảy acid salicylic (160-162°C so với 158.6°C của acid salicylic) Hình ảnh hiển vi của sản cũng cho thấy sản phẩm tạo thành có hình dạng tinh thể giống với hình ảnh tinh thể của acid salicylic Do đó, có thể kết luận chƣa có sự tạo muối của albendazol với acid salicylic
Với sản phẩm tạo thành từ acid citric, khoảng nhiệt độ nóng chảy từ 131 - 136°C thay đổi so với nhiệt độ nóng chảy của nguyên liệu albendazol và acid citric Bước đầu, có thể nhận định có thể xảy ra sự tạo muối giữa albendazol và acid citric do sản phẩm thu được có nhiệt độ nóng chảy tương đối hẹp và màu sắc sản phẩm đã thay đổi so với nguyên liệu ban đầu, tuy nhiên việc loại đi phần acid dƣ là khó khăn với đối tƣợng này, do toàn bộ khối phản ứng gắn kết với nhau thành một khối rắn (bao gồm cả dung môi, có thể xảy ra cả hiện tƣợng solvat hóa)
Bảng 3.5 Kết quả khảo sát phương pháp kết tinh phản ứng dung môi ethanol 96%
STT Khối lƣợng al- bendazol (mg)
Khối lƣợng acid carboxylic (mg)
Nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm thu đƣợc từ phản ứng tạo muối trong ethanol 96% của acid oxalic và acid maleic có sự thay đổi nhỏ so với sản phẩm thu đƣợc trong methanol Tuy nhiên thông số nhiệt độ nóng chảy ở đây khi so với tài liệu tham khảo
[15], chúng tôi có thể khẳng định sơ bộ phản ứng tạo muối đã xảy ra Đối với acid citric và acid salicylic không có kết quả biểu diễn kết quả ở đây, do dung dịch bão hòa 2 acid này trong ethanol 96% không hòa tan đƣợc hoàn toàn al- bendazol Nhƣ vậy dẫn tới hiệu suất tạo muối rất thấp, phần tạp acid dƣ nhiều ảnh hưởng đến độ tinh khiết sản phẩm
3.2.3 Phương pháp kết tinh làm lạnh
Hình 3.3 Phản ứng tạo muối phương pháp kết tinh làm lạnh
Hòa tan hoàn toàn 200 mg albendazol vào bình nón dung tích 50 mL chứa 2 mL alcol đã hòa tan một lƣợng nhất định acid carboxylic trong đó Tăng nhiệt độ phản ứng lên 50°C Sau đó, để nguội từ từ dung dịch xuống nhiệt độ phòng, tiếp tục làm lạnh dung dịch từ nhiệt độ phòng xuống khoảng nhiệt độ 5-10°C để dung dịch đạt trạng thái quá bão hòa Duy trì nhiệt độ này trong 1h để tinh thể kết tinh trong bình Sau 1h, lọc, thu sản phẩm bằng phễu Buchner, phần acid carboxylic dƣ đƣợc rửa bằng ethanol 96% lạnh Sấy khô sản phẩm dưới đèn hồng ngoại trong 2h Sau đó mang sản phẩm đi định tính sơ bộ bằng cách đo nhiệt độ nóng chảy và quan sát hình ảnh hiển vi
Bảng 3.6 Kết quả khảo sát phương pháp kết tinh làm lạnh dung môi methanol
Khối lƣợng acid carboxylic (mg)
Khoảng nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm muối với acid oxalic (146-150°C) và acid maleic (145-147°C), khoảng nhiệt độ này hẹp hơn so với phương pháp kết tinh phản ứng và cũng gần hơn với khoảng nhiệt độ nóng chảy trong tài liệu công bố bởi tác giả Geetha Bolla và cộng sự [15] (sản phẩm muối của albendazol với acid oxalic là: 141 - 146°C; còn với acid maleic là: 145 - 147°C)
Với acid salicylic, khoảng nhiệt độ nóng chảy sản phẩm thu đƣợc gần với nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm phương pháp kết tinh phản ứng phía trên (155-158°C so với 160-162°C) Hình ảnh hiển vi của sản cũng cho thấy sản phẩm tạo thành có hình dạng tinh thể giống với hình ảnh tinh thể của acid salicylic Do đó chúng tôi nhận định chƣa có sự tạo muối ở đây
Với sản phẩm tạo thành từ acid citric, khoảng nhiệt độ nóng chảy từ 133 - 138°C thay đổi so với nhiệt độ nóng chảy của albendazol và acid citric và có khoảng nóng
Muối Dùng dƣ acid carboxylic
Xác định cấu trúc bằng phương pháp phổ
Kết quả đo phổ khối lƣợng của sản phẩm đƣợc thể hiện ở bảng 3.8 và các phụ lục
Bảng 3.8 Kết quả phân tích phổ IR của muối ABZ.OA và ABZ.MA
Công thức cấu tạo Nhóm max (cm -1 )
Nhận xét: Phân tích phổ đồ của sản phẩm cho phép nhận biết các dải hấp thụ đặc trƣng của các nhóm chức: nhóm chức carbonyl của albendazol (-C=O); nhóm amin (- N-H); nhóm (–CH 3 ); nhóm (-C=C) phù hợp với công thức cấu tạo của sản phẩm
Kết quả đo phổ khối lƣợng đƣợc thể hiện ở bảng 3.9 và các phụ lục 4, 5, 6, 7
Bảng 3.9 Kết quả phân tích phổ khối lượng của muối ABZ.OA và ABZ.MA
(đvC) m/z lý thuyết m/z thực tế
Nhận xét: Thông qua các tín hiệu trên phổ MS, cho thấy sản phẩm thu đƣợc có pic phân tử có số khối tương ứng với khối lượng phân tử dự kiến
3.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ( 1 H-NMR)
Tiến hành ghi phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton Dung môi được sử dụng DMSO Kết quả đƣợc thể hiện ở bảng 3.10 và phụ lục 8, 9
Bảng 3.10 Kết quả phân tích phổ 1H-NMR của muối ABZ.OA và ABZ.MA
Công thức cấu tạo sản phẩm δ (ppm)
Nhận xét: Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton cho thấy sản phẩm có cấu trúc nhƣ dự kiến
3.3.4 Phổ cộng hưởng từ carbon ( 13 C-NMR)
Tiến hành ghi phổ cộng hưởng từ carbon 13 Dung môi được sử dụng là DMSO Kết quả đƣợc thể hiện ở bảng 3.11 và phụ lục: 10, 11
Bảng 3.11 Kết quả phân tích phổ 13C-NMR của muối ABZ.OA và ABZ.MA
Công thức cấu tạo sản phẩm δ (ppm)
22.06(C-2’) 36.43(C-1’) 52.72(C-6’) 114.09 (C-6) 115.29 (C-7) 124.37(C-3”) 127.92 (C-4a) 130.77(C-6) 134.05(C-2”) 135.53(C-5) 147.13 (C-5’) 154.41 (C-2) 166.75 (C-1”; C-4”) Nhận xét: Kết quả phân tích phổ 13 C-NMR cho thấy sản phẩm có cấu trúc đúng nhƣ dự kiến
3.3.5 Phổ nhiễu xạ tia X (PXRD)
Tiến hành ghi phổ nhiễu xạ tia X Kết quả muối ABZ.OA đƣợc thể hiện ở bảng 3.12 và phụ lục 12
Bảng 3.12 Kết quả phân tích phổ XRD của muối ABZ.OA
Nhận xét: Dữ liệu ở trên cho thấy có 1 đỉnh cực đại với cường độ trên 50% là 14,509 (6,18)
Tiến hành ghi phổ nhiễu xạ tia X Kết quả muối ABZ.MA đƣợc thể hiện ở bảng 3.13 và phụ lục 13
Bảng 3.13 Kết quả phân tích phổ XRD của muối ABZ.MA
Nhận xét: Dữ liệu ở trên cho thấy có 3 đỉnh cực đại với cường độ trên 50% là
Đánh giá về độ tan của các sản phẩm muối, đánh giá về độ hòa tan của sản phẩm muối và độ hòa tan của sản phẩm muối khi đƣa vào viên nén
Qua bước khảo sát các acid carboxylic và khảo sát các phương pháp tạo muối, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn ra 2 sản phẩm là ABZ.OA và ABZ.MA để thực hiện bước đánh giá về độ tan và độ hòa tan
3.4.1 Định lượng muối của albendazol với acid carboxylic trong sản phẩm
Tiến hành định lượng sản phẩm muối sau khi chế tạo Phương pháp định lượng được tiến hành như phần trình bày ở mục 2.3.4 chương 2 Kết quả định lượng muối của albendazol với acid oxalic và acid maleic được thể hiện ở bảng 3.14 dưới đây:
Bảng 3.14 Kết quả định lượng sản phẩm tổng hợp
STT Mẫu sản phẩm Ngày tổng hợp
Khối lƣợng sản phẩm đem định lƣợng (g)
Khối lƣợng muối định lƣợng đƣợc (g)
Hiệu suất tạo muối của albendazol với acid oxalic và acid maleic đều trên 80% Tuy nhiên giữa các mẻ tạo muối, hiệu suất vẫn còn dao đồng khá lớn và chƣa ổn định
Cụ thể, với mẫu muối ABZ.OA, hiệu suất chênh lệch giữa mẻ có hiệu suất cao nhất và thấp nhất là 15,0%, còn với muối ABZ.MA sự chênh lệch là 9,2%
3.4.2 Thử độ tan của các sản phẩm muối
Tiến hành thử độ tan của các mẫu nguyên liệu albendazol, hỗn hợp vật lý của al- bendazol với acid oxalic và acid maleic, mẫu muối của albendazol với acid oxalic và acid maleic trong môi trường nước và môi trường HCl 0,1M Phương pháp thử độ tan được tiến hành như phần trình bày ở mục 2.3.4 chương 2
Kết quả thử độ tan của các mẫu được thể hiện ở bảng 3.15 và hình 3.4 dưới đây:
Bảng 3.15 Kết quả độ tan trong nước
STT Mẫu thử Độ tan (àg/mL) pH
2 Hỗn hợp vật lý ABZ với OA 3,2 0,3 3,2
3 Hỗn hợp vật lý ABZ với MA 3,0 0,5 3,4
4 Muối của ABZ với OA 5,3 0,5 3,2
5 Muối của ABZ với MA 5,1 0,5 3,3
Hình 3.4 Độ tan các mẫu trong môi trường nước
Kết quả cho thấy, độ tan của mẫu hỗn hợp vật có cải thiện độ tan hơn so với mẫu nguyên liệu albendazol ban đầu, tuy nhiên độ tan của mẫu hỗn hợp vật lý vẫn kém hơn so với độ tan của mẫu sản phẩm Cụ thể, độ tan của mẫu muối ABZ.OA độ tan cải thiện gấp 1,7 lần so với mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng, còn với mẫu ABZ.MA, độ tan cũng cải thiện 1,7 lần so với mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng Độ tan của 2 mẫu sản phẩm ABZ.OA và ABZ.MA có độ tan tương đương nhau trong mụi trường nước, khoảng 5,3 àg/mL và 5,1 àg/mL
Kết quả thử độ tan của các mẫu được thể hiện ở bảng 3.16 và hình 3.5 dưới đây:
Bảng 3.16 Kết quả độ tan trong HCl 0,1M
STT Mẫu thử Độ tan (ppm) pH
2 Hỗn hợp vật lý ABZ với OA 708.0 88,0 1,0 0,05
3 Hỗn hợp vật lý ABZ với MA 655,0 11,0 1,0 0,05
4 Muối của ABZ với OA 1295,0 3,0 1,0 0,05
5 Muối của ABZ với MA 1038,5 20,5 1,0 0,05
6,0 nguyên liệu ABZ.OA ABZ.MA Độ tan (àg/mlL) mẫu sản phẩm hỗn hợp vật lý
Hình 3.5 Độ tan các mẫu trong môi trường HCl 0,1M
Kết quả cho thấy, trong môi trường HCl 0,1M, độ tan của tất cả các mẫu đều cao hơn gấp hang trăm lần so với môi trường nước
Tuy nhiên trong môi trường HCl 0,1M, độ tan của các mẫu sản phẩm vẫn có độ tan cải thiện so với mẫu nguyên liệu và mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng Trong đó mẫu sản phẩm ABZ.OA và ABZ.MA có độ tan cải thiện rõ rệt so với mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng, lần lượt là 1,8 và 1,6 lần Độ tan của các mẫu muối cao hơn rất nhiều so với nguyên liệu albendazol ban đầu, mẫu muối ABZ.OA gấp 5,0 lần; mẫu muối ABZ.MA 4,0 lần
Qua các số liệu phân tích trên, đã cho thấy đƣợc vai trò tạo muối trong cải thiện độ tan của albendazol
Tiến hành thử độ hòa tan của các mẫu nguyên liệu albendazol, hỗn hợp vật lý của albendazol với acid oxalic và acid maleic, mẫu muối của albendazol với acid oxalic và acid maleic trong môi trường môi trường HCl 0,1M Phương pháp thử độ tan được tiến hành như phần trình bày ở mục 2.3.4 chương 2 Kết quả thử độ hòa tan được thể hiện ở bảng 3.18 và bảng 3.20
Các mẫu bột đem thử độ hòa tan với lượng dược chất tương ứng với 200 mg al- bendazol được thể hiện ở bảng 3.17 dưới đây:
Bảng 3.17 Các mẫu bột đem thử độ hòa tan
Lượng đem thử (mg) tương ứng với 200 mg albendazol nguyên liệu
1400,0 nguyên liệu ABZ.OA ABZ.MA Độ tan (àg/mlL) mẫu sản phẩm hỗn hợp vật lý
2 Hỗn hợp vật lý albendazol với acid oxalic 330
3 Hỗn hợp vật lý albendazol với acid maleic 330
4 Muối albendazol với acid oxalic 330
5 Muối albendazol với acid maleic 330
- Kết quả thử độ hòa tan mẫu bột dƣợc chất đƣợc thể hiện ở bảng 3.18 và hình 3.6 dưới đây:
Bảng 3.18 Kết quả thử độ hòa tan các mẫu bột dược chất
Hình 3.6 Biễu diễn tỉ lệ dược chất hòa tan theo thời gian của mẫu bột
Kết quả thử độ hòa tan cho thấy, mẫu nguyên liệu albendazol cho thấy tỉ lệ hòa tan rất thấp, tại thời điểm kết thúc thử độ hòa tan, phần trăm hòa tan chỉ đạt 6,0% Mẫu muối ABZ.MA cho tỉ lệ dƣợc chất hòa tan cao nhất so với các mẫu còn lại, ở thời điểm 60 phút, đạt tỉ lệ độ hòa tan là 72,6%
Tỉ lệ dƣợc chất hòa tan (%) thời gian (phút) nguyên liệu hỗn hợp vật lý ABZ.OA muối ABZ.OA hỗn hợp vật lý ABZ.MA muối ABZ.MA Độ hòa tan (%) Thời điểm
Nguyên liệu hỗn hợp vật lý ABZ.OA muối ABZ.OA hỗn hợp vật lý ABZ.MA muối ABZ.MA
Mẫu muối ABZ.OA và ABZ.MA đều có độ hòa tan cao hơn so với mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng, sự khác biệt được rõ nhất được thể hiện ở những thời điểm đầu của quá trình hòa tan Cụ thể, ở thời điểm 10 phút đầu tiên, mẫu ABZ.OA có độ hòa tan gấp 1,8 lần mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng, mẫu ABZ.MA có độ hòa tan gấp 1,9 lần mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng Ở các thời điểm sau 30 phút, tỉ lệ hòa tan dƣợc chất của các mẫu muối so với mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng không chênh lệch nhiều Ở thời điểm 60 phút, mẫu muối ABZ.OA và mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng chỉ chênh lệch 8,2%, mẫu muối ABZ.OA và mẫu hỗn hợp vật lý tương ứng chỉ chênh lệch 0,6%
Đối với mẫu viên nén
Các mẫu viên đem thử độ hòa tan với lượng dược chất tương ứng với 200 mg al- bendazol Mẫu viên và thành phần công thức trong viên đƣợc thể hiện ở bảng 3.19 dưới đây:
Bảng 3.19 Dự kiến các công thức viên
Khối lƣợng cho 1 viên (mg) Thành phần Nguyên liệu hỗn hợp vật lý ABZ.OA muối ABZ.OA hỗn hợp vật lý ABZ.MA muối ABZ.MA
- Phương pháp tạo viên: dập thẳng
Rây lần lƣợt từng thành phần: dƣợc chất, tinh bột qua rây 250
Cân lần lƣợt các thành phần theo đúng khối lƣợng
Trộn đồng lƣợng các thành phần trên
Rây magnesi sterat và aerosil qua rây 180
Trộn magnesi sterat và aerosil với hỗn hợp bột kép trên
Dập viên, chày 10, lực gây vỡ 4-6 Kb
- Kết quả thử độ hòa tan của các mẫu viên thể hiện ở bảng 3.20 và hình 3.7 dưới đây:
Bảng 3.20 Kết quả thử độ hòa tan các mẫu viên dược chất
Hỗn hợp vật lý ABZ.OA
Hỗn hợp vật lý ABZ.MA Muối ABZ.MA
Tỉ lệ dƣợc chất hòa tan (%)
Viên nguyên liệu Viên muối ABZ.OA
Viên hỗn hợp vật lý ABZ.OA
Viên hỗn hợp vật lý ABZ.MA
Hình 3.7: Biễu diễn tỉ lệ dược chất hòa tan theo thời gian của mẫu viên nén
So với mẫu bột, mẫu viên thử độ hòa tan cho thấy nhiều thay đổi về tỉ lệ hòa tan dƣợc chất Trong 30 phút đầu tiên, đối với mẫu bột thử, tỉ lệ dƣợc chất hòa tan có thể dự đoán đƣợc theo thứ tự là mẫu muối, mẫu hỗn hợp vật lý và sau cùng là mẫu nguyên liệu albendazol
Tuy nhiên, cũng trong 30 phút đầu tiên, đối với mẫu viên đem thử, tỉ lệ dƣợc chất hòa tan có nhiều thay đổi khi so sánh các mẫu với nhau, ƣu thế về độ hòa tan mẫu muối không còn quá rõ ràng Cụ thể mẫu muối ABZ.OA có độ hòa tan thấp hơn 17% mẫu hỗn hợp vật lý của nó Đối với mẫu muối ABZ.MA, khi cho vào công thức viên vẫn tiếp tục cho thấy tỉ lệ hòa tan dƣợc chất cao (94,9% tại 30 phút) nhƣng mẫu viên hỗn hợp vật lý của nó chỉ có 8,4% (thấp hơn rất nhiều so với mẫu bột hỗn hợp vật lý 56,3% tại 30 phút)
Mẫu muối ABZ.OA và ABZ.MA cho thấy tỉ lệ dƣợc chất hòa tan cao, thời điểm
30 phút là 65,9% và 94,9% Khi đƣa muối vào công thức viên, độ hòa tan trong viên cao hơn khi thử với mẫu bột Nhất là với mẫu muối ABZ.MA, độ hòa tan trong viên cao hơn 27,1% so với mẫu bột của nó tại 30 phút
Bàn luận
3.5.1 Về các acid carboxylic tạo muối
Về lựa chọn aicd carboxylic tạo muối với albendazol, đầu tiên đã chọn ra 4 acid là: acid oxalic, acid maleic, acid citric và acid salicylic Việc lựa chọn 4 acid này dựa trên quy tắc pKa đã trình bày ở mục 1.2.2
Trong 4 acid này, đã có 2 acid đƣợc công bố đã chế tạo thành công tinh thể muối với albendazol là acid oxalic và acid maleic [15] Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn thêm
2 acid là acid salicylic và acid citric với mục đích là mở rộng phạm vi tạo muối với các acid carboxylic và đóng góp thêm vào các nghiên cứu tạo muối của albendazol với các acid hữu cơ
Các acid carboxylic lựa chọn trong đề tài này đều là các acid thông dụng trong dƣợc phẩm, rẻ tiền, Nếu việc tạo muối thành công, nó không chỉ có ý nghĩa cho quá trình tổng hợp mà còn giảm đi đƣợc phần đánh giá về sinh khả dụng (độc tính) về sau Qua khảo sát các phương pháp, đã lựa chọn được sản phẩm muối của acid oxalic và acid maleic để đánh giá thử độ tan và thử độ hòa tan
3.5.2 Về các phương pháp tạo muối
Phương pháp bay hơi dung môi
Khi chế tạo muối của albendazol với các acid carboxylic bằng phương pháp này với 2 dung môi là methanol và ethanol 96%, kết quả từ bảng 3.2 và 3.3 cho thấy sản phẩm kết tinh không phải là tinh thể muối mà là albendazol kết tinh Điều này có thể lý giải với một số cách giải thích sau: Đầu tiên, albendazol là một base yếu, trong khi các acid carboxylic tham gia tạo muối không phải là các aicd mạnh mà chỉ là các acid có tính acid trung bình, yếu Do đó lực tạo muối là không đủ để albendazol gắn kết với phân tử acid để tạo muối
Tiếp nữa, muối của albendazol với acid carboxylic này không bền, chúng rất dễ thủy phân, điều này đƣợc chứng minh trong quá trình thử độ hòa tan, phần chất rắn sau khi thử độ hòa tan mẫu muối đƣợc đem đi sấy và đo nóng chảy, nhiệt độ nóng chảy của mẫu chất rắn này là 208 – 210°C, trùng với khoảng nhiệt độ nóng chảy của al- bendazol (208 - 210°C)
Albendazol và các acid carboxylic khảo sát lại có độ tan rất khác nhau trong dung môi, trong khi các acid carboxylic rất dễ tan thì albendazol rất khó hòa tan trong các dung môi này, nên sự kết tinh diễn ra không đồng thời trong quá trình bay hơi Các acid carboxylic sẽ kết tinh sau, albendazol tan kém trong dung môi nên sẽ kết tinh trước
Sau cùng, việc hòa tan hoàn toàn albendazol cũng cần đến một lƣợng dung môi lớn Ở đề tài này để hòa tan 50 mg albendazol phải cần đến 10 mL methanol và etha- nol 96%
Do đó phương pháp bay hơi dung môi là không phù hợp cho tạo muối của al- bendazol với các acid carboxylic khảo sát
Về phương pháp kết tinh phản ứng
Khi khảo sát tạo muối bằng phương pháp này, kết quả từ bảng 3.4 và 3.5 cho thấy đã tạo thành công 2 muối của albendazol với acid oxalic và acid maleic Điều này đƣợc chứng minh sơ bộ bằng thông số nhiệt độ nóng chảy so với tài liệu tham khảo
[15], hình ảnh hiển vi về tinh thể và đƣợc chứng minh rõ ràng hơn bằng các phổ MS và NMR
Acid salicylic không tạo muối đƣợc chứng minh trong phần nhận xét mục 3.2.2
Theo quy tắc ΔpKa, ΔpKa giữa albendazol và acid salicylic là 3,93, hoàn toàn có khả năng tạo muối, nhƣng quá trình tạo muối với acid này vẫn không đạt đƣợc có thể do lực tạo muối của acid này với albendazol vẫn chƣa đủ mạnh ,mặc dù ΔpKa lớn hơn 3, nhƣng so với acid oxalic và acid maleic vẫn thấp hơn rất nhiều (5,65 và 4,96)
Acid citric đƣợc nhận định là là có thể có sự tạo muối ở phần nhận xet mục 3.2.2, tuy nhiên nhƣ đã nói sản phẩm tạo ra với acid citric là một khối rắn, màu vàng ong, trong đó có cả dung môi lẫn vào trong cấu trúc khối rắn đó (hiện tƣợng solvat) Hiện tƣợng solvat này có thể do cấu trúc hóa học của albendazol có đến 3 gốc –COOH, cho nên việc gắn kết với các phân tử dung môi dễ dàng xảy ra Mặt khác, do có 3 gốc – COOH nên việc dự đoán cấu trúc sản phẩm với albendazol cũng trở nên khó khăn hơn
Do những hạn chế trên, nên có thể acid citric không phù hợp với phương pháp tạo muối này
Phương pháp này sử dụng tỉ lệ mol chênh lệch giữa albendazol và co-former, mục đích của việc sử dụng chênh lệch về tỉ lệ mol là làm giảm pH dung môi, đồng thời làm tăng tính base của albendazol Acid carboxylic ở đây đóng vai trò vừa là tác nhân vừa là yếu tố làm thay đổi pH môi trường hòa tan Khi pH môi trường giảm, thì al- bendazol (base yếu) cũng đƣợc hòa tan vào dung môi nhiều hơn, điều này vừa giúp giảm lƣợng dung môi phải sử dụng cũng làm tăng đƣợc nồng độ albendazol trong dung dịch, để nhanh dẫn đến bão hòa sản phẩm muối
Việc dùng dư acid không ảnh hưởng đến quá trình tạo muối Lý do là khi muối hình thành, do sử dụng lƣợng dƣ acid nên sẽ dẫn đến cạnh tranh về độ tan giữa muối và phần acid carboxylic dƣ, nhƣng do muối tan kém hơn trong dung môi, nên đạt trạng thái bão hòa, kết tinh trước, còn phần acid dư do tan tốt chưa tới trạng thái bão hòa nên vẫn ở lại trong dung môi
Nhược điểm của phương pháp này là khó kiểm soát được tốc độ kết tinh của sản phẩm muối, do đạt tới điểm bão hòa, sự kết tinh diễn ra rất nhanh, làm cho sản phẩm thu đƣợc ko tinh khiết (quá trình kết tinh quá mạnh mẽ, nó dẫn tới kết tinh cả phần acid dƣ trong dung môi)
Phương pháp kết tinh làm lạnh
Khi khảo sát tạo muối bằng phương pháp này, kết quả từ bảng 3.6 và 3.7 cho thấy đã tạo thành công 2 muối của albendazol với acid oxalic và acid maleic Điều này đƣợc chứng minh sơ bộ bằng thông số nhiệt độ nóng chảy so với tài liệu tham khảo
[15], hình ảnh hiển vi về tinh thể và đƣợc chứng minh rõ ràng hơn bằng các phổ MS và NMR