Luận Văn Hóa Hữu Cơ, Thuốc Điều Trị, Viêm Loét Dạ Dày, Tá Tràng.pdf

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC TRẦN HỮU GIÁP NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP THUỐC ĐIỀU TRỊ VIÊM LOÉT DẠ DÀY, TÁ TRÀNG[.]

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VN

VIỆN HOÁ HỌC

TRẦN HỮU GIÁP

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP THUỐC ĐIỀU TRỊ VIÊM LOÉT DẠ DÀY, TÁ TRÀNG LANSOPRAZOLE VÀ OMEPRAZOLE

Chuyên ngành: Hóa Hữu cơ

Mã số: 60440114

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ NGUYỄN THÀNH

Hà Nội – 2015

Footer Page 2 of 107.

Trang 3

Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Nguyễn Thành, người đã

trực tiếp hướng dẫn tận tình, chu đáo, luôn động viên khích lệ và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện Hóa sinh Biển – Viện Hàn lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam, cùng tập thể cán bộ Trung tâm Nghiên cứu và phát triển thuốc đã tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn

Tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Lãnh đạo Viện Hóa học, phòng đào tạo và các phòng chức năng đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi hoàn

thành luận văn

Tôi xin chân thành cảm ơn !

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Học viên

Trần Hữu Giáp

Trang 4

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2

1.1 GIỚI THIỆU BỆNH VIÊM LOÉT DẠ DÀY, TÁ TRÀNG 2

1.2.1 Khái niệm 2

1.2.2 Nguyên nhân gây bệnh 2

1.2.4 Thuốc điều trị 3

1.2 Các thuốc ức chế bơm proton Omeprazole và Lansoprazole 7

1.2.1 Omeprazole 7

1.2.2 Lansoprazole 8

1.2.3 Các nghiên cứu tổng hợp Omeprazole và Lansoprazole trên thế giới 9

CHƯƠNG 2 : THỰC NGHIỆM 13

2.1 HÓA CHẤT 13

2.2 DỤNG CỤ 14

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14

2.3.1 Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography – TLC) 15

2.3.2 Phổ khối lượng (Mass Spectrometry – MS) 15

2.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR – Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy) 15

2.4 Tổng hợp dẫn chất sulfide từ dẫn chất của pyridine và dẫn chất benzimidazole 15 2.4.1 Khảo sát quá trình tổng hợp hợp chất Omeprazole sulfide 15

2.4.2 Khảo sát quá trình tổng hợp hợp chất Lansoprazole sulfide 18

2.5 Oxy hóa hợp chất sulfide để tạo sản phẩm 20

2.5.1 Oxy hóa hợp chất sulfide (3) để tạo Omeprazole 21

2.5.2 Oxy hóa hợp chất sulfide (6) để tạo Lansoprazole 23

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 27

3.1 Tổng hợp Omeprazole 27

3.1.1 Tổng hợp hợp chất trung gian Omeprazole sulfide 27

3.1.2 Phản ứng oxi hóa Omeprazole sulfide tạo sản phẩm Omeprazole 33

3.2 Tổng hợp Lansoprazole 38

3.2.1 Tổng hợp hợp chất trung gian Lansoprazole sulfide 39

3.2.2 Phản ứng oxi hóa Lansoprazole sulfide tạo sản phẩm Lansoprazole 44 Footer Page 4 of 107.

Trang 5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 51

Trang 6

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của Sucralfate 4

Hình1.2 Công thức cấu tạo của Misoprostol 4

Hình 1.3 Công thức cấu tạo của các thuốc nhóm histamine H2 6

Hình 1.4 Công thức cấu tạo của các thuốc nhóm ức chế bơm proton 6

Hình 1.5 Thuốc Omeprazole 7

Hình 1.6 Thuốc Lansoprazole 8

Hình 3.1 Phổ 1H-NMR của hợp chất Omeprazole sulfide 30

Hình 3.2 Phổ 13C-NMR của hợp chất Omeprazole sulfide 31

Hình 3.3 Phổ khối ESI-MS của hợp chất Omeprazole sulfide 31

Hình 3.4 Phổ 1H-NMR của Omeprazole 35

Hình 3.5 Phổ 13C-NMR của Omeprazole 36

Hình 3.6 Phổ ESI-MS của Omeprazole 36

Hình 3.7 Phổ 1H-NMR của Omeprazol sulfone 38

Hình 3.8 Phổ 1H-NMR của hợp chất Lansoprazole sulfide 41

Hình 3.9 Phổ 13C-NMR của hợp chất Lansoprazole sulfide 42

Hình 3.10 Phổ khối của hợp chất Lansoprazole sulfide 43

Hình 3.11 Phổ 1H-NMR của Lansoprazole 46

Hình 3.12 Phổ 13C-NMR của Lansoprazole 47

Hình 3.13 Phổ MS của Lansoprazole 48

Trang 7

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Kết quả phản ứng tạo Omeprazole sulfide với các bazơ khác nhau 28

Bảng 3.2 Kết quả phản ứng tạo Omeprazole sulfide sử dụng các dung môi khác nhau 28

Bảng 3.3 Kết quả phản ứng tạo Omeprazole sulfide thay đổi tỷ lệ đương lượng Na2CO3 29

Bảng 3.4 So sánh dữ liệu phổ của hợp chất Omeprazole sulfide với tài liệu tham khảo 32

Bảng 3.5 Kết quả phản ứng tạo Omeprazole sử dụng tác nhân oxi hóa và xúc tác khác nhau 34

Bảng 3.6 So sánh dữ liệu phổ của Omeprazole với tài liệu tham khảo 37

Bảng 3.7 Kết quả phản ứng tạo Lansoprazole sulfide với các nhiệt độ và bazơ khác nhau 39

Bảng 3.8 Hiệu suất phản ứng tạo Lansoprazole sulfide với các dung môi khác nhau 40 Bảng 3.9 Kết quả phản ứng khi thay đổi tỷ lệ đương lượng NaOH 40

Bảng 3.10 So sánh dữ liệu phổ của Lansoprazole sulfide với tài liệu tham khảo 43

Bảng 3.11 Kết quả phản ứng khi sử dụng tác nhân oxi hóa và xúc tác khác nhau 45

Bảng 3.12 So sánh dữ liệu phổ Lansoprazole của với tài liệu tham khảo 48

DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Tổng hợp hợp chất Omeprazole sulfide 27

Sơ đồ 3.2 Tổng hợp Omeprazole 33

Sơ đồ 3.3 Tổng hợp hợp chất trung gian Lansoprazole sulfide 39

Sơ đồ 3.4 Tổng hợp Lansoprazole 44

Trang 8

PPI: proton pump inhibitor (thuốc ức chế bơm proton)

TLC: Thin Layer Chromatography (sắc ký bản lớp mỏng)

eq: equivalent (đương lượng)

ppm: part per million (phần triệu)

Trang 9

1

MỞ ĐẦU

Ngày nay, cùng với công cuộc phát triển kinh tế xã hội thì các dịch bệnh ngày càng gia tăng Vấn đề chăm sóc và bảo vệ sức khỏe cộng đồng ngày càng trở nên cấp thiết đối với mỗi quốc gia, nó đã và đang là một trong những vấn đề nóng trên toàn cầu Do vậy, nhu cầu sử dụng thuốc để phòng ngừa và chữa trị bệnh trên thế giới ngày càng cao Hiện nay, các thuốc điều trị bệnh tại các bệnh viện của nước ta phần lớn phải nhập ngoại Những năm gần đây ngành y tế Việt Nam đã yêu cầu đẩy mạnh phát triển công nghiệp Hóa dược Trong đó vấn đề tổng hợp thuốc chữa bệnh được chú trọng quan tâm hàng đầu Đặc biệt là thuốc chữa bệnh ung thư, kháng sinh, viêm loét dạ dày,

tá tràng là những căn bệnh đang có chiều hướng gia tăng số người mắc bệnh ở nước ta Bệnh viêm loét dạ dày, tá tràng theo y học hiện đại là kết quả của sự mất cân bằng giữa một bên là yếu tố phá hủy niêm mạc dày tá tràng và một bên là yếu tố bảo vệ niêm mạc dạ dày, tá tràng Bệnh do nhiều nguyên nhân gây ra như: chế độ ăn uống, do thuốc, stress trong đời sống… Bệnh viêm loét dạ dày, tá tràng có thể gây nhiều biến chứng nguy hiểm như: xuất huyết, thủng dạ dày, viêm teo niêm mạc, thậm chí bệnh nặng có thể dẫn tới ung thư dạ dày gây ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống [2]

Đây là một trong những căn bệnh khá phổ biến và có chiều hướng gia tăng trong các nước đang phát triển Trong xã hội hiện nay, trên thế giới cũng như ở Việt Nam, bệnh chiếm khoảng 30% đứng đầu các bệnh về tiêu hóa [2] Do đó việc nghiên cứu quy trình tổng hợp để chủ động nguồn nguyên liệu thuốc điều trị là rất cần thiết Trong khuôn khổ đề tài,chúng tôi bước đầu tiến hành nghiên cứu quy trình tổng hợp Omeprazole và Lansoprazole, là các thuốc được sử dụng phổ biến trong điều trị loét dạ dày, tá tràng, tại Trung tâm nghiên cứu và phát triển thuốc,Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Header Page 9 of 107.

Trang 10

1.2.2 Nguyên nhân gây bệnh [1; 2; 22]

Loét dạ dày tá tràng là kết quả của sự mất cân bằng giữa 1 bên là yếu tố phá hủy niêm mạc dạ dày, tá tràng và 1 bên là yếu tố bảo vệ niêm mạc dạ dày, tá tràng

- Yếu tố phá hủy niêm mạc: HCl và Pepsine

- Yếu tố bảo vệ niêm mạc: chất nhày, hàng rào niêm mạc dạ dày

 Những nguyên nhân gây hoạt hoá yếu tố phá hủy niêm mạc dạ dày tá tràng có thể kể

đến:

- Sự căng thẳng thần kinh do các stress tâm lý kéo dài gây nên, mà kết quả sẽ gây tăng tiết HCl và tăng bóp cơ trơn dạ dày

- Sự hiện diện của xoắn khuẩn Helicobacter pylori sẽ hủy hoại tế bào D ở niêm

mạc dạ dày, tá tràng (là tế bào tiết Somatostatine có tác dụng ức chế tiết Gastrine) qua

đó sẽ gây tăng tiết HCl

 Những nguyên nhân làm suy giảm yếu tố bảo vệ niêm mạc dạ dày tá tràng

- Rượu và các thuốc chống viêm không steroid, ngoài việc thông qua cơ chế tái khuếch tán ion H+

còn ức chế sự tổng hợp Prostagladine, do đó vừa đồng thời làm tăng tiết HCl, vừa hủy hoại tế bào niêm mạc dạ dày tá tràng, cũng như làm giảm sự sinh sản

tế bào niêm mạc dạ dày

Trang 11

Tác dụng không mong muốn: Chát miệng, buồn nôn, cứng bụng, táo bón Nguy cơ tăng bazơ máu, sa sút trí tuệ và thiếu máu hồng cầu nhỏ

+ Aluminum hydroxide (Al(OH)3)

Al(OH)3 + 3HCl AlCl3 + 3H2O

Ở dạ dày, Aluminum hydroxide phản ứng với axit clohydric Aluminum hydroxide có tác dụng trung hòa axit yếu nên không gây phản ứng tăng tiết axit hồi ứng Xuống ruột nhôm kết hợp với photphat từ thức ăn, tạo photphat nhôm không tan, hầu như không hấp thu

Trang 12

4

+ Sucralfate: Có tác dụng bao phủ ổ loét và gắn kết với Pepsine, ngăn ngừa tái phát Cần chú ý thuốc gây táo bón và có thể gắn kết với thuốc khác nếu dùng chung

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của Sucralfate

+ Misoprostol: Có tác dụng tăng tiết bicarbonate (HCO3-) và ức chế tiết HCl, thuốc có hiệu quả trong loét do thuốc chống viêm không steroid (NSAID), thường gây phản ứng phụ là tiêu chảy và co thắt tử cung

Hình 1.2 Công thức cấu tạo của Misoprostol

Trang 13

5

 Thuốc kháng histamin H 2

Thuốc kháng histamine H2 được phát hiện vào cuối những năm 70 Do công thức gần giống với histamin, các thuốc kháng histamin H2 tranh chấp với histamine tại receptor H2 và không có tác dụng trên receptor H1 Tuy receptor H2 có ở nhiều mô như thành mạch, khí quản, tim, nhưng thuốc kháng histamine H2 tác dụng chủ yếu tại các receptor H2 ở dạ dày, đây là receptor có vài trò quan trọng trong việc tiết acid dạ dày Thuốc kháng histamine H2 ngăn cản bài tiết dịch vị tại dạ dày Tuy nhiên nhược điểm của nó là tác dụng ngắn Tác dụng của thuốc kháng histamin H2 phụ thuộc vào liều lượng, thuốc làm giảm tiết cả số lượng và nồng độ HCl trong dịch vị

- Tác dụng không mong muốn Tiêu chảy và các rối loạn tiêu hóa khác, tăng enzym gan, đau đầu, chóng mặt, phát ban Hiếm gặp viêm tụy cấp, chậm nhịp tim, nghẽn nhĩ thất, lẫn lộn, trầm cảm, ảo giác (đặc biệt ở người già), rối loạn về máu

- Các thuốc kháng histamine H2: Cimetidin: Hấp thu nhanh khi uống, có tác dụng nâng pH và giảm đau trong 1,5 giờ Ranitidin: Tác dụng mạnh hơn cimetidin 4- 10 lần, ít gây tác dụng không mong muốn

và ít tương tác thuốc hơn cimetidin

Famotidin: Tác dụng mạnh hơn Cimetidin 30 lần

Nizatidin: Tác dụng và liều lượng tương tự ranitidin, ít tác dụng không mong muốn hơn các thuốc kháng histamin H2 khác

Trang 14

6

Hình 1.3 Công thức cấu tạo của các thuốc nhóm histamine H2

 Nhóm thuốc ức chế bơm Proton (H + /K + ATPase) [1; 2; 18]

Nhóm thuốc ức chế bơm proton là thuốc được dùng phổ biến, có tác dụng hiệu quả cao để điều trị bệnh loét dạ dày, tá tràng hiện nay Các thuốc ức chế bơm proton gồm Omeprazole, Lansoprazole, Pantoprazole, Rabeprazole và Esomeprazole Chúng ức chế bài tiết axit dịch vị do ức chế hệ thống enzym H+/K+-ATPase (“bơm proton”) của

tế bào thành dạ dày Các thuốc này là những “tiền thuốc”, không có hoạt tính ở pH trung tính Ở tế bào thành dạ dày (pH axit), chúng được chuyển thành các chất có hoạt tính Các thuốc ức chế bơm proton làm giảm bài tiết axit do bất kỳ nguyên nhân gì vì đây là giai đoạn cuối cùng của sự bài tiết axit Thuốc rất ít ảnh hưởng đến khối lượng

dịch vị, sự bài tiết pepsin và yếu tố nội tại của dạ dày Thuốc có tác dụng khá dài

Các nghiên cứu trong nhiều năm cho thấy đây là liệu pháp hiệu quả nhất trong điều trị viêm loét dạ dày, tá tràng, hội chứng trào ngược thực quản Các thuốc ức chế bơm proton điều trị có hiệu quả trong loét dạ dày và tá tràng, gây liền sẹo đến 95% trong

vòng 8 tuần, dùng phối hợp với kháng sinh để tiệt trừ vi khuẩn Helicobacter pylori

Hình 1.4 Công thức cấu tạo của các thuốc nhóm ức chế bơm proton

Trang 15

7

Để có tác dụng hiệu quả cao và nhanh nhất trong điều trị bệnh viêm loét dạ dày,

tá tràng, y tế thế giới đã đề ra các pháp đồ điều trị kết hợp gồm thuốc ức chế bơm proton nhằm điều trị loét dạ dày, tá tràng với 2 kháng sinh khác để tiêu diệt vi khuẩn

Helicobacter pylori Phác đồ 3 thuốc được sử dụng khá phổ biến gồm 1 thuốc nhóm ức

chế bơm proton (PPI ) phối hợp với 2 kháng sinh, ví dụ như (1 thuốc PPI kết hợp với Amoxicillin 1000 mg và Clarithromycin 500 mg) x 2 lần/ ngày hay (1 thuốc PPI dùng kết hợp với Clarithromycin 500 mg và Metronidazole hoặc Tinidazole 500 mg) x 2 lần/ngày trong đó thuốc PPI có thể sử dụng là Omeprazole 20 mg, Lanzoprazole 30

mg, Pantoprazole 40 mg, Rabeprazole 20 mg, hay Esomeprazole 20 mg (hay 40 mg) [22]

1.2 Các thuốc ức chế bơm proton Omeprazole và Lansoprazole

1.2.1 Omeprazole

Omeprazole là thuốc ức chế bơm proton đầu tiên được phát triển bởi hãng dược

phẩm Astra, giới thiệu ra thị trường năm 1988 với biệt dược Losec trong Châu Âu và Prilosec ở Mỹ Trên lâm sàng, điều trị bệnh viêm loét dạ dày với Omeprazole nhanh chóng có nhiều ưu điểm hơn với các thuốc kháng histamine Omeprazole là một trong các thuốc bán có doanh số cao nhất thế giới vào những năm 90 trước khi hết hạn bản quyền vào năm 2003 [18]

Hình 1.5 Thuốc Omeprazole

Tên quốc tế: Omeprazole

Công thức cấu tạo :

Trang 16

8

Công thức phân tử : C17H19N3O3S

Tên hóa học:

5-methoxy-2-(((4-methoxy-3,5-dimethylpyridin-2-yl)methyl)sulfinyl)-1H-benzo[d]imidazole

Loại thuốc: Chống loét dạ dày tá tràng, ức chế bơm proton

Dạng thuốc và hàm lượng: Nang 20 mg; lọ 40 mg thuốc bột, kèm 1 ống dung môi 10

số cao Bản quyền của Lansoprazole hết hạn vào năm 2009 và hiện nay đang được bán

ở nhiều nước dưới dạng generic với nhiều tên thương mại khác nhau

Hình 1.6 Thuốc lansoprazole

Tên quốc tế: Lansoprazole

Trang 17

9

Công thức phân tử : C16H14F3N3O2S

Tên gọi hóa học:

2-(((3-methyl-4-(2,2,2-trifluoroethoxy)pyridin-2-yl)methyl)sulfinyl)-1H-benzo[d]imidazole

Loại thuốc: Thuốc ức chế tiết axit dịch vị, thuốc ức chế bơm proton

Dạng thuốc và hàm lượng: Viên nang giải phóng chậm (chứa hạt bao, tan trong ruột):

1.2.3 Các nghiên cứu tổng hợp Omeprazole và Lansoprazole trên thế giới

Hiện nay do bản quyền Omeprazole và Lansoprazole đều đã hết hạn nên việc nghiên cứu tổng hợp hai loại thuốc này với mục đích làm nguyên liệu sản xuất thuốc generic được quan tâm nhiều trên thế giới Có rất nhiều phương pháp nghiên cứu về tổng hợp hai loại thuốc trên, tuy nhiên quy trình tổng hợp Omeprazole và Lansoprazole

có thể chia thành 2 giai đoạn chính:

- Tổng hợp dẫn chất sulfide từ dẫn chất của pyridin và dẫn chất benzimidazol

- Oxy hóa hợp chất sulfide để tạo sản phẩm Omeprazole hay Lansoprazole

 Nghiên cứu tổng hợp Omeprazole

Trong nghiên cứu của Bernhard cùng đồng nghiệp trong bằng sáng chế WO

2007/098938 A1 đã tổng hợp hợp chất sulfide bằng phản ứng giữa

2-(chloromethyl)-4-Công thức cấu tạo :

Trang 18

10

methoxy-3,5-dimethylpyridine hydrochloride và

5-methoxy-1H-benzo[d]imidazole-2-thiol trong dung môi toluen với bazơ là NaOH với hiệu suất 86%[23] Tuy nhiên ở đây

sử dụng toluen là dung môi độc hại Đến năm 2011 trong bằng sáng chế WO

2011/012957 A1 Reguri và cộng sự đã sử dụng dung môi methanol và Na2CO3 là bazơ

trong phản ứng tạo chất (3) với hiệu suất phản ứng 80-90% [31] Trong patent WO

2013/072934 A1 bazơ được sử dụng là NaOH trong dung môi methanol với hiệu suất

85% [29]

- Oxy hóa hợp chất Omeprazole sulfide để tạo Omeprazole

Theo nghiên cứu của Kohl cùng cộng sự, nhóm nghiên cứu đã tiến hành oxy hóa

hợp chất sulfide bằng m-chloroperoxybenzoic acid trong dung môi diclometan ở nhiệt

độ -40o

C [23] Quy trình này sử dụng dung môi là chất halogen (dichlomethane) là dung môi độc hại, phản ứng oxi hóa được tiến hành ở điều kiện âm sâu -40oC gây khó khăn trong việc tiến hành phản ứng

Trong một nghiên cứu khác, Avrutov cùng cộng sự đã sử dụng Oxone (2KHSO5.KHSO4.K2SO4) để thực hiện phản ứng oxi hóa hợp chất sulfide ở -2oC [4], ở nhiệt độ này cũng không thuận lợi cho quá trình thực hiện phản ứng Năm 2011 Smahovsky đã sử dụng peroxyacetic acide làm tác nhân oxi hóa, nhược điểm của phương pháp cũng là sử dụng dung môi độc hại và tiến hành ở nhiệt độ thấp [34] Gần đây các nhóm nghiên cứu sử dụng các tác nhân oxy hóa rẻ tiền như H2O2 hay tert-

butyl hydroperoxit với các xúc tác sodium tungstate hay xúc tác vanadium [6; 10] Ưu điểm của phương pháp này là thực hiện phản ứng ở nhiệt độ thường, phản ứng cho hiệu suất cao, tác nhân oxy hóa rẻ tiền

 Nghiên cứu tổng hợp Lansoprazole

Để tổng hợp Lansoprazole các nhà khoa học cũng đi qua hợp chất trung gian

sulfide Trong nghiên cứu của Stefano cùng đồng nghiệp đã kết hợp

1H-benzo[d]imidazole-2-thiol và trifluoroethoxy)pyridine hydrochloride sử dụng dung môi methanol và bazơ NaOH (30%) đạt hiệu suất cao 97% [35] Reddy cùng đồng nghiệp vẫn sử dụng bazơ NaOH nhưng thay đổi sử dụng dung môi aceton/nước tỉ lệ 1:1 và đạt được hiệu suất 80% [30] Bazơ K2CO3 cũng được sử dụng với hiệu suất phản ứng 80% Trong nghiên cứu công Header Page 18 of 107.

2-(chloromethyl)-3-methyl-4-(2,2,2-Footer Page 18 of 107.

Trang 19

11

bố năm 2011 các nhà khoa học Ấn độ đã sử dụng bazơ Na2CO3 và dung môi methanol với hiệu suất 88% [ 31]

- Oxy hóa hợp chất Lansoprazole sulfide để tạo Lansoprazole

Cũng giống tổng hợp Omeprazole trước đây các nhà khoa học sử dụng

m-chloroperoxybenzoic acid làm tác nhân oxi hóa, phản ứng sử dụng dung môi dichlomethane và phản ứng thực hiện ở phản ứng ở -30oC [23] Cheol cùng đồng nghiệp sử dụng tác nhân oxi hóa Magnesium monoperoxyphthalate, phản ứng được thực hiện trong ethanol ở -20oC [9] Thực hiện ở -20oC gây khó khăn cho việc tiến hành phản ứng, tác nhân Magnesium monoperoxyphthalate gây ảnh hưởng lên mắt và

halogen-da nên sử dụng tác nhân này cũng không khả quan

Trong thời gian gần đây các nhà khoa học đã sử dụng các xúc tác trong phản ứng oxi hóa và phản ứng được thực hiện nhiệt độ thường Tác nhân oxi hóa được sử

dụng thông dụng và hiệu quả là tert-butyl hydroperoxide và hydrogen peroxide [10; 11;

- Phản ứng oxi hóa tạo chất Omeprazole và Lansoprazole sử dụng tác nhân oxi hóa là

H2O2 và tert-butyl hydroperoxit, với các xúc tác khác nhau ở điều kiện nhiệt độ phòng

Như vậy, các nghiên cứu về tổng hợp các thuốc Omeprazole và Lansoprazole được nhiều nhóm khoa học, các công ty dược phẩm trên thế giới quan tâm, với mục tiêu sản xuất thuốc generic Ở Việt Nam, chúng ta đang rất quan tâm đến nghiên cứu quy trình tổng hợp các thuốc generic như thuốc chống ung thư, kháng sinh để nhằm sản xuất nguyên liệu, mang lại lợi ích cho người dân Tuy nhiên vẫn chưa thấy có nghiên cứu nào về việc tổng hợp thuốc ức chế bơm proton như Omeprazole và Lansoprazole điều trị bệnh viêm loét dạ dày, tá tràng Các công ty dược phẩm chủ yếu nhập khẩu nguyên liệu về để bào chế thuốc thành phẩm Hiện nay nhu cầu sử dụng thuốc Lansoprazole

và Omeprazole vẫn rất nhiều do tỉ lệ mắc bệnh viêm loét dạ dày, tá tràng ở Việt Nam là tương đối cao, chiếm khoảng 30% các bệnh về đường tiêu hóa

Trang 20

12

Do vậy chúng tôi tiến hành đề tài này với mục tiêu bước đầu nghiên cứu tổng hợp Omeprazole và Lansoprazole ở phòng thí nghiệm, qua đó làm cơ sở cho việc tổng hợp nguyên liệu để sản xuất thuốc

Trang 21

2-(chloromethyl)-3-methyl-4-hydrochloride

C9H9ClF3NO.HCl TCI-Nhật 98%

4 2-Mercaptobenzimidazole C7H6N2S

Sigma-Aldrich 98%

5 Tert-Butyl hydroperoxide C4H10O2 Acros 70%

Trang 22

- Sắc ký cột sử dụng Merck silica gel 40 (mesh 70-230)

- Hệ thống phễu lọc chân không, phễu lọc, phễu chiết quả lê, phễu nhỏ giọt; giấy lọc; máy khuấy từ gia nhiệt, hệ thống sinh hàn xoắn, cân điện tử

- Máy hút khô, tủ sấy

- Phổ MS đo trên máy phổ khối LC/MS Agilent 1260 thuộc Viện Hóa sinh biển – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

- Phổ 1H-NMR, 13C-NMR đo trên máy Bruker AC 500 (500MHz, DMSO) tại Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Tham khảo các công trình đã công bố liên quan đến tổng hợp Omeprazole và Lansoprazole

- Dựa trên nguyên lý chung của các phương pháp tổng hợp, điều chế các dẫn xuất trung gian

- Kiểm tra xác định cấu trúc của các sản phẩm điều chế ra thông qua các loại phổ sau: 1H-NMR, 13C-NMR, MS

Trang 23

15

2.3.1 Sắc ký lớp mỏng (Thin Layer Chromatography – TLC)

Sắc ký lớp mỏng được thực hiện trên bản mỏng silica gel Merck 60 F254, dày 0,25

mm

2.3.2 Phổ khối lượng (Mass Spectrometry – MS)

Khối phổ là một trong các phương pháp thường được sử dụng để xác định khối lượng phân tử của chất nghiên cứu dựa vào sự phát hiện ra ion phân tử [M]+

,[M+H]+…, từ

đó giúp xây dựng công thức phân tử

Phổ khối lượng được đo bằng phương pháp ESI trên máy Agilent 1260 tại Viện Hóa sinh biển - Viện Hàn lâm Khoa học & Công nghệ Việt Nam

2.3.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR – Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy)

Phổ NMR là phương pháp hiện đại trong việc phân tích cấu trúc các hợp chất hóa học, dựa trên nguyên tắc cộng hưởng của các hạt nhân của các nguyên tử khi được đặt trong một từ trường Trong phổ NMR có hai thông số đặc trưng liên quan đến cấu trúc hóa

học của một phân tử là độ dịch chuyển hóa học δ và hằng số tương tác spin – spin J Từ

các dữ liệu phân tích phổ 1H-NMR, 13C-NMR và so sánh với tài liệu tham khảo cho phép xây dựng cấu trúc phân tử của mẫu phân tích

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR được đo trên máy Bruker AM 500 FT-NMR Spectrometer, Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam với TMS là chất chuẩn nội

2.4 Tổng hợp dẫn chất sulfide từ dẫn chất của pyridine và dẫn chất benzimidazole 2.4.1 Khảo sát quá trình tổng hợp hợp chất Omeprazole sulfide

2.4.2.1 Khảo sát với dung môi ethanol và thay đổi các bazơ khác nhau

 Sử dụng bazơ NaOH

Trang 24

16

Cách tiến hành: 1 g (4,5 mmol) dimethylpyridine hydrochloride và 0,81 g (4,5 mmol) 5-methoxy-2-mercaptobenzimidazole hòa tan trong 20 ml ethanol Dung dịch NaOH 30% (0,39 g (2,2eq) + 0,91ml nước) được thêm vào phản ứng ở 25oC Phản ứng được đun hồi lưu (78oC), theo dõi phản ứng bằng sắc ký lớp mỏng (TLC), phản ứng kết thúc sau khoảng 4h Kết thúc phản ứng, đưa nhiệt độ phản ứng về 25oC, thêm 20 ml nước Hỗn hợp được làm lạnh xuống 50C, kết tủa hình thành, lọc rửa bằng nước, làm khô thu được 1,18 g sản phẩm

2-(chloromethyl)-4-methoxy-3,5-Hiệu suất phản ứng đạt 80%

 Sử dụng bazơ Na 2 CO 3

Cách tiến hành: 1 g (4,5 mmol) chất 2 và 0,81 g (4,5 mmol) chất 1 hòa tan trong

20 ml ethanol 1,06 g Na2CO3 (10 mmol) hòa tan trong 1ml nước được thêm vào phản ứng Phản ứng được đun hồi lưu trong 3 giờ Kết thúc phản ứng, nhiệt độ được đưa về

25oC, thêm 20 ml nước Hỗn hợp được làm lạnh xuống 50C, kết tủa hình thành, lọc rửa bằng nước, làm khô thu được 1,43 g sản phẩm

Hiệu suất phản ứng đạt 97%

 Sử dụng bazơ K 2 CO 3

Cách tiến hành: 1 g (4,5 mmol) chất 2 và 0,81g (4,5 mmol) chất 1 hòa tan trong 20

ml ethanol 1,38 g K2CO3 (10 mmol) hòa tan trong 1 ml nước được thêm vào phản ứng Nhiệt độ phản ứng được nâng lên 78o

C, sau 3 giờ thì kết thúc phản ứng Nhiệt độ phản ứng được đưa về 25oC, thêm 20ml nước Hỗn hợp được làm lạnh xuống 50C, kết tủa hình thành, lọc rửa bằng nước, làm khô thu được 1,38 g sản phẩm

2.4.2.2 Khảo sát với bazơ Na 2 CO 3 và thay đổi các dung môi khác nhau

 Sử dụng dung môi MeOH Cách tiến hành: 1 g (4,5 mmol) chất 2 và 0,81 g chất 1 hòa tan trong 20 ml

methanol 1,06 g Na2CO3 (10 mmol) hòa tan trong 1 ml nước được thêm vào phản ứng Nhiệt độ phản ứng được nâng lên 78o

C, sau 3 giờ thì kết thúc phản ứng Nhiệt độ phản Header Page 24 of 107.

Trang 25

17

ứng được đưa về 25oC, thêm 20 ml nước Hỗn hợp được làm lạnh xuống 50C, kết tủa hình thành, lọc rửa bằng nước, làm khô thu được 1,15 g sản phẩm

 Sử dụng dung môi Axetone / H2 O

Cách tiến hành: Hỗn hợp của 0,81 g (4,5 mmol) chất 1 và 1,06 g Na2CO3

(10mmol) được hòa tan trong 8 ml nước và 8ml acetone 1 g (4,5mmol) chất 2 hòa tan

trong 3 ml nước, nhỏ từ từ vào phản ứng ở 25oC Nhiệt độ phản ứng được nâng lên

78oC trong 4 giờ Kết thúc phản ứng hạ nhiệt độ xuống 25oC, thêm 20 ml nước, làm lạnh phản ứng xuống 5oC Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng dung dịch acetone/nước 1:1 Làm khô dung môi thu được 1,04 g sản phẩm

2.4.2.3 Khảo sát với bazơ Na 2 CO 3 và dung môi EtOH thay đổi nhiệt độ của phản ứng (phản ứng ở 25 o

C)

Cách tiến hành: 1g (4,5 mmol) chất 2 và 0,81 g (4,5 mmol) chất 1 hòa tan trong 20

ml ethanol 1,06 g Na2CO3 (10 mmol) hòa tan trong 1ml nước được thêm vào phản ứng

25oC Phản ứng kết thúc sau 15 giờ, thêm 20 ml nước Hỗn hợp được làm lạnh xuống

50C, kết tủa hình thành, lọc rửa bằng nước, làm khô thu được 1,3 g sản phẩm

2.4.2.4 Sử dụng dung môi EtOH và bazơ Na 2 CO 3 thay đổi tỷ lệ đương lượng của

Na 2 CO 3

 Khảo sát với tỷ lệ đương lượng là Na 2 CO 3 là 2eq

Cách tiến hành: 1 g (4,5 mmol) chất 2 và 0,81 g (4,5mmol) chất 1 hòa tan trong 20

ml ethanol 0,95 g Na2CO3 (9 mmol) hòa tan trong 1 ml nước được thêm vào phản ứng Nhiệt độ phản ứng được nâng lên 78oC, sau 5 giờ kiểm tra phản ứng chưa kết thúc, thêm 95 mg (0,2eq) Na2CO3 Sau 1 giờ phản ứng kết thúc hạ nhiệt độ xuống 25o

C, thêm 20 ml nước Hỗn hợp được làm lạnh xuống 50C, kết tủa hình thành, lọc rửa bằng nước, làm khô thu được 1,4 g sản phẩm

Trang 26

18

 Khảo sát với tỷ lệ đương lượng là Na 2 CO 3 là 3eq

Cách tiến hành: 1 g (4,5 mmol) chất 2 và 0,81 g (4,5 mmol) chất 1 hòa tan trong 20

ml ethanol 1,43 g Na2CO3 (13,5 mmol) hòa tan trong 1 ml nước được thêm vào phản ứng Nhiệt độ phản ứng được nâng lên 78oC, sau 3 giờ thì kết thúc phản ứng Nhiệt độ phản ứng được đưa về 25oC, thêm 20 ml nước Hỗn hợp được làm lạnh xuống 5oC, kết tủa hình thành, lọc rửa bằng nước, làm khô thu được 1,43 g sản phẩm

2.4.2 Khảo sát quá trình tổng hợp hợp chất Lansoprazole sulfide

2.4.1.1 Khảo sát với dung môi methanol và thay đổi các bazơ khác nhau

 Sử dụng bazơ NaOH

Cách tiến hành: 1 g (3,62 mmol) chất 5 và 0,545 g (3,62 mmol) chất 4 hòa tan

trong 20 ml methanol Dung dịch natri hiđroxit 30% (0,32 g (2,2eq) + 0,75 ml nước) được thêm vào phản ứng, khuấy phản ứng ở 25oC trong 4 giờ Kết thúc phản ứng thêm

20 ml nước, hỗn hợp được đưa xuống 50C, có kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng nước, làm khô thu được 1,13 g sản phẩm

 Sử dụng bazơ Na 2 CO 3

Cách tiến hành: 1 g (3,62 mmol) chất 5 và 0,545 g (3,62 mmol) chất 4 hòa tan

trong 20 ml methanol Sau đó thêm 0,84 g (2,2eq) Na2CO3 hòa tan trong 1 ml nước Header Page 26 of 107.

Trang 27

19

Đun hồi lưu (60oC) trong 5 h thì kiểm tra bằng TLC phản ứng kết thúc Hạ nhiệt độ phản ứng xuống 25oC thêm 20 ml nước, hỗn hợp được đưa xuống 50C, có kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng nước, làm khô thu được 0,98 g sản phẩm

Hiệu suất phản ứng đạt 77%

 Sử dụng bazơ K 2 CO 3

Cách tiến hành: Hòa tan 1 g (3,62 mmol) chất 5 và 0,545 g (3,62 mmol) chất 4

trong 20 ml methanol Sau đó cho thêm 1,01 g (2,2eq) K2CO3 hòa tan trong 1 ml H2O Đun hỗn hợp phản ứng trong 4h ở nhiệt độ 60oC Kết thúc phản ứng hạ nhiệt độ xuống

25oC thêm 20 ml nước, hỗn hợp được làm lạnh xuống 50C, có kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng nước, làm khô thu được 0,96 g sản phẩm

2.4.1.2 Khảo sát với bazơ là NaOH và thay đổi dung môi khác nhau

 Sử dụng dung môi EtOH Cách tiến hành: 1 g (3,62mmol) chất 5 và 0,545 g (3,62mmol) chất 4 hòa tan trong 20

ml ethanol Dung dịch sodium hydroxide 30% (0,32 g (2,2eq) + 0,75 ml nước) được thêm vào phản ứng, khuấy phản ứng ở 25o

C trong 4 giờ Kết thúc phản ứng thêm 20 ml nước, hỗn hợp được hỗn hợp được làm lạnh xuống 5oC, có kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng nước, làm khô thu được 1,13 g sản phẩm

 Sử dụng dung môi Axetone / H2 O

Cách tiến hành: Hỗn hợp của 0,545 g (3,62 mmol) chất 4 và 0,32 g (2,2eq) sodium hydroxide được hòa tan trong 8 ml nước và 8 ml acetone 1 g (3,62mmol) chất 5 hòa

tan trong 3 ml nước, nhỏ từ từ vào phản ứng ở 25oC Khuấy tiếp phản ứng trong 5 giờ Kết thúc phản ứng thêm 20 ml nước, hạ nhiệt độ của phản ứng xuống 5oC, kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng dung dịch acetone/nước 1:1 Làm khô dung môi thu được 1,02g sản phẩm

2.4.1 3 Sử dụng dung môi EtOH, bazơ NaOH và tiến hành phản ứng ở 78 o C

Trang 28

20

1 g (3,62 mmol) chất 5 và 0,545 g (3,62mmol) chất 4 hòa tan trong 20 ml ethanol

Dung dịch sodium hydroxide 30% (0,32 g (2,2eq) + 0,75 ml nước) được thêm vào phản ứng ở 25oC, nhiệt độ của phản ứng được nâng 78oC và khuấy trong 3 giờ Kết thúc phản ứng, đưa nhiệt độ phản ứng về 25oC, thêm 20 ml nước Hỗn hợp được làm lạnh xuống 5oC, kết tủa hình thành, lọc rửa bằng nước, làm khô thu được 1,15 g sản phẩm

Dữ liệu phổ đo được của dẫn chất Lansoprazole sulfide:

1H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6)  (ppm): 2,2 (s, 3H); 4,7 (s, 2H); 4,9 (q, J= 8,5 Hz, 2H); 7,0 (d, J= 5,5 Hz, 1H); 7,1 (m, 2H); 7,4 (s, 2H); 8,3 (d, J= 5,5Hz, 1H)

13C- NMR (125 MHz, DMSO-d6)  (ppm): 10,2; 36,1; 64,6; 106,89; 119,9; 121,3; 123,7; 124,0; 139,7; 147,7; 150,0; 155,5; 161,1

2.5 Oxy hóa hợp chất sulfide để tạo sản phẩm

Dựa trên các nghiên cứu trước đây chúng tôi đã lựa chọn H2O2 và tert-butyl

hydroxyperoxide làm tác nhân oxi hóa và thay đổi một số xúc tác để tìm ra điều kiện

ổn định, cho hiệu suất cao

Trang 29

21

2.5.1 Oxy hóa hợp chất Omeprazole sulfide để tạo Omeprazole

2.5.2.1 Khảo sát với tác nhân oxi hóa hydrogen peoxide (H 2 O 2 ) và thay đổi các xúc tác khác nhau

 Sử dụng xúc tác V 2 O 5

Cách tiến hành: Hòa tan 1 g (3mmol)

5-methoxy-2-(((4-methoxy-3,5-dimethylpyridin-2-yl)methyl)thio)-1H-benzo[d]imidazole trong 9 ml ethanol ở 25oC Tạo môi trường trơ bằng khí N2 và hạ nhiệt độ phản ứng xuống 5oC 3,3mg (0,6% về mol) V2O5 hòa tan trong 0,33ml (1,1eq) H2O2 (30%) và 0,3ml ethanol, cho từ từ vào phản ứng ở 5o

C Phản ứng được khuấy ở 25oC trong 5 giờ Kết thúc phản ứng thêm dung dịch Na2S2O3 (90mg/15ml nước) vào phản ứng Hạ nhiệt độ xuống 0oC trong 1 giờ, kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng dung dịch ethanol/nước 1:1 Làm khô sản phẩm bằng chân không thu được 652mg (Hiệu suất 63%)

 Sử dụng xúc tác Na 2 WO 4 2H 2 O

Cách tiến hành: Hòa tan 1 g Omprazole sulfide trong 9 ml ethanol ở 25o

C 0,93 g (3,5eq) NaOH (45%) được thêm vào phản ứng Tạo môi trường trơ bằng khí N2 và hạ nhiệt độ phản ứng xuống 5oC 45 mg Na2WO4.2H2O (0,6% về mol) được hòa tan trong trong 0,33 ml (1,1eq) H2O2 (30%), hỗn hợp được pha loãng với 4,5 ml nước Hỗn hợp chất oxi hóa và xúc tác được đưa vào phản ứng ở 5oC Tiếp theo phản ứng được khuấy ở 25oC trong 6 giờ Kết thúc phản ứng thêm 13,5 ml Na2S2O3 10% vào phản ứng, đưa PH của dung dịch về 8 bằng axít acetic Hạ nhiệt độ xuống 0oC trong 1 giờ, kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng dung dịch ethanol/nước 1:1 Làm khô sản phẩm bằng chân không thu được 745mg (Hiệu suất 72%)

Trang 30

22

bằng khí N2 và hạ nhiệt độ phản ứng xuống 5oC 0,33 ml (1,1eq) H2O2 (30%) được thêm từ từ vào phản ứng ở 5oC Phản ứng được khuấy ở 25oC trong 3 giờ Kết thúc phản ứng thêm dung dịch Na2S2O3(90mg/3ml nước) vào phản ứng Hạ nhiệt độ xuống

0oC trong 0,5 giờ, kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng dung dịch ethanol/nước 1:1 Làm khô sản phẩm bằng chân không thu được 724 mg (Hiệu suất 70%)

2.5.2.2 Khảo sát với tác nhân oxi hóa tert-butyl hydroperoxit (TBHP) và thay

đổi các xúc tác khác nhau

 Sử dụng xúc tác VO(acac) 2

Cách tiến hành: 4,8 mg (0,6% về mol) VO(acac)2 được hòa tan trong 9 ml ethanol ở nhiệt độ phòng, 1 g (3mmol) 5-methoxy-2-(((4-methoxy-3,5-dimethylpyridin-2-

yl)methyl)thio)-1H-benzo[d]imidazole được thêm vào phản ứng Tạo môi trường trơ

bằng khí N2 và hạ nhiệt độ phản ứng xuống 5oC 0,45 ml (1,1eq) tert-butyl

hydroperoxit(70%) được thêm từ từ vào phản ứng ở 5oC Phản ứng được khuấy ở 25oC trong 3 giờ Kết thúc phản ứng thêm dung dịch Na2S2O3(150mg/3ml nước) vào phản ứng Hạ nhiệt độ xuống 0oC trong 0,5 giờ, kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng dung dịch ethanol/nước 1:1 Làm khô sản phẩm bằng chân không thu được 828 mg (Hiệu suất 80%)

 Sử dụng xúc tác V 2 O 5

Cách tiến hành: Hòa tan 1 g (3 mmol) Omeprazole sulfide trong 9 ml ethanol ở

25oC Tạo môi trường trơ bằng khí N2 và hạ nhiệt độ phản ứng xuống 5oC 3,3 mg (0,6% về mol) V2O5 hòa tan trong 0,45 ml (1,1eq) tert-butyl hydroperoxit(70%) và 0,3

ml ethanol, cho từ từ hỗn hợp này vào phản ứng ở 5oC Tiếp theo phản ứng được khuấy

ở 25oC trong 5 giờ Kết thúc phản ứng thêm dung dịch Na2S2O3 (90 mg/15 ml nước) vào phản ứng Hạ nhiệt độ xuống 0oC trong 1 giờ, kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng dung dịch ethanol/nước 1:1 Làm khô sản phẩm bằng chân không thu được 621

mg (Hiệu suất 60%)

2.5.2.3 Sử dụng tác nhân oxi hóa tert-butyl hydroperoxide (TBHP), xúc tác

VO(acac) 2 và thay đổi một số điều kiện phản ứng

 Thay đổi tỷ lệ đương lượng của tác nhân oxi hóa

Trang 31

23

Cách tiến hành: 4,8 mg (0,6% về mol) VO(acac)2 được hòa tan trong 9 ml ethanol

ở nhiệt độ phòng, 1g (3mmol)

5-methoxy-2-(((4-methoxy-3,5-dimethylpyridin-2-yl)methyl)thio)-1H-benzo[d]imidazole được thêm vào phản ứng Tạo môi trường trơ

bằng khí N2 và hạ nhiệt độ phản ứng xuống 5oC.0,6 ml (1,5eq) tert-butyl

hydroperoxide (70%) được thêm từ từ vào phản ứng ở 5oC, sau đó để phản ứng ở 25oC Sau 0.5 giờ kiểm tra phản ứng 1 lần, thấy xuất hiện sản phẩm phụ và phản ứng kết thúc sau 3giờ Kết thúc phản ứng thêm dung dịch Na2S2O3(150 mg/3 ml nước) vào phản ứng, hỗn hợp được chiết phân bố bằng hệ dung môi ethyl acetate/nước, lấy pha ethyl acetate cất loại dung môi, sau đó tinh chế trên cột silicagel với hệ dung môi nHx/EtOAc thu được 620 mg (Hiệu suất 60%) và sản phẩm phụ sulfone

 Thay đổi môi trường phản ứng (không tạo môi trường trơ)

Cách tiến hành: 4,8 mg (0,6% về mol) VO(acac)2 được hòa tan trong 9 ml ethanol

ở nhiệt độ phòng, 1g (3mmol)

5-methoxy-2-(((4-methoxy-3,5-dimethylpyridin-2-yl)methyl)thio)-1H-benzo[d]imidazole được thêm vào phản ứng Hạ nhiệt độ phản ứng

xuống 5oC 0,45 ml (1,1eq) tert-butyl hydroperoxide (70%) được thêm từ từ vào phản

ứng ở 5oC, sau đó để phản ứng ở 25oC Sau 0.5 giờ kiểm tra phản ứng 1 lần, thấy xuất hiện sản phẩm phụ và phản ứng kết thúc sau 3giờ Kết thúc phản ứng thêm dung dịch

Na2S2O3(150mg/3ml nước) vào phản ứng, hỗn hợp được chiết phân bố bằng hệ dung môi ethyl acetate/nước, lấy pha ethyl acetate cất loại dung môi, sau đó tinh chế trên cột silicagel với hệ dung môi nHx/EtOAc thu được 517mg (Hiệu suất 50%) và sản phẩm phụ sulfone

Dữ liệu phổ đo được của Omeprazole

1H-NMR (500 MHz, DMSO-d 6) δ(ppm): 2,1 (s, 3H); 2,1 (s, 3H); 3,6 (s, 3H); 3,8

(s, 3H); 4,6 (d, J= 13,5 Hz, 1H); 4,7 (d, J= 13,5 Hz, 1H); 6,9 (d, J= 9 Hz, 1H); 7,0 (br

s, 1H); 7,5 (d, J= 7,5 Hz 1H); 8,1 (s, 1H)

13C- NMR (125 MHz, DMSO-d6) δ(ppm): 11,1; 12,9; 55,5; 59,8; 60,0; 100,0; 113,3; 116,0; 125,6; 126,5; 131,0; 139,8; 149,1; 149,6; 153,2; 156,5; 163,6

Trang 32

24

2.5.2 Oxy hóa hợp chất Lansoprazole sulfide để tạo Lansoprazole

2.5.1.1 Oxy hóa hợp chất Lansoprazole sulfide sử dụng tác nhân oxi hóa hydrogen peoxide (H 2 O 2) và thay đổi các xúc tác khác nhau

 Khảo sát với xúc tác Vanadium(V) oxide (V 2 O 5 )

Cách tiến hành: 1 g (2,83mmol) Lansoprazole sulfide được hòa tan trong 8 ml ethanol, hút chân không thêm khí nitơ Dung dịch phản ứng được làm lạnh xuống 5oC Hỗn hợp oxi hóa gồm: 0,31ml(1,1eq) dung dịch H2O2 30% và 1,5mg V2O5 hòa tan trong 0,3 ml ethanol, sau đó nhỏ từ từ vào phản ứng ở 5oC, hỗn hợp phản ứng được để

ở nhiệt độ phòng trong 2,5 giờ Kết thúc phản ứng thêm 0,1 g Na2S2O3 hòa tan trong 1ml nước vào phản ứng, để ở 0oC trong 1 giờ Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng hỗn hợp H2O và EtOH tỉ lệ 1:1 Sản phẩm được làm khô thu được 0,78g sản phẩm Hiệu suất phản ứng đạt 75%

 Khảo sát với xúc tác Sodium tungstate dihydrate (Na 2 WO 4 2H 2 O)

Cách tiến hành: 1 g (2,83mmol) chất 6 hòa tan trong 8ml ethanol, hút chân không

thêm khí nitơ Phản ứng được hạ nhiệt độ xuống 5oC, thêm 1,3g (3,5eq) NaOH 30% Hỗn hợp oxy hóa bao gồm: 50mg Na2WO4.2H2O (0,05eq); 0,31ml(1,1eq) H2O2 30% và 5ml H2O, được cho từ từ vào phản ứng ở 5oC Phản ứng được để ở nhiệt độ phòng trong 4 giờ Kết thúc phản ứng 1 ml Na2S2O3 10% được thêm vào phản ứng, cất loại ethanol PH của dung dịch được điều chỉnh đến 8 bằng acide acetic, để ở 0oC trong 1giờ Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng hỗn hợp H2O và EtOH tỉ lệ 1:1 Sản phẩm được làm khô thu được 0,73g sản phẩm

 Khảo sát với xúc tác Vanadium(IV)acetylacetonate (VO(acac) 2 )

Cách tiến hành: 4mg (0,005eq)Vanadium(IV) acetylacetonate và 1g (2,83mmol) lansoprazole sulfide hoàn tan trong 8 ml ethanol, hút chân không thêm khí nitơ 0,31ml (1,1eq) H2O2 30% được cho từ từ vào phản ứng ở 5oC, hỗn hợp được khuấy ở 25oC Header Page 32 of 107.

Trang 33

25

trong 5gờ Kết thúc phản ứng thêm 0,1 ml Na2S2O3 10% vào hỗn hợp phản ứng, để ở

0oC trong 1 giờ Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng hỗn hợp H2O và EtOH tỉ lệ 1:1 Sản phẩm được làm khô thu được 0,63g sản phẩm

C trong 3 giờ Kết thúc phản ứng thêm 0,2 ml Na2S2O3 10% phản ứng, để ở 0oC trong 1 giờ Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng hỗn hợp H2O và EtOH tỉ lệ 1:1 Sản phẩm được được làm khô thu được 0,68 g sản phẩm

 Sử dụng xúc tác Vanadium(V) oxide (V 2 O 5 )

Cách tiến hành: 1g (2,83mmol) lansoprazole sulfide hòa tan trong 8 ml ethanol nhiệt độ phòng, hút chân không thêm khí nitơ Phản ứng được làm lạnh xuống 5oC Hỗn hợp oxi hóa gồm: 0,43ml(1,1eq) tert-butyl hydroperoxide và 1,5mg V2O5 hòa tan trong 0,3 ml ethanol, nhỏ từ từ vào phản ứng ở 5oC Phản ứng được để ở nhiệt độ phòng trong 3,5 giờ Kết thúc phản ứng thêm 0,1 ml Na2S2O3 10%, để ở 0oC trong 1 giờ Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng hỗn hợp H2O và EtOH tỉ lệ 1:1 Sản phẩm được được làm khô thu được 0,57 g sản phẩm

2.5.1.3 Sử dụng tác nhân oxi hóa hydrogen peoxide, xúc tác Vanadium(V) oxide

và thay đổi một số điều kiện phản ứng

 Thay đổi tỷ lệ đương lượng tác nhân oxi hóa

Trang 34

26

Cách tiến hành: 1 g (2,83 mmol) lansoprazole sulfide hòa tan trong 8 ml ethanol ở nhiệt độ phòng, hút chân không thêm khí nitơ Phản ứng được làm lạnh xuống 5oC Hỗn hợp oxi hóa gồm: 0,42 ml(1,5eq) dung dịch H2O2 30% và 1,5 mg V2O5 hòa tan trong 0,3 ml ethanol, nhỏ từ từ vào phản ứng ở 5oC Phản ứng được để ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ Kết thúc thêm 0,1 ml Na2S2O3 10%, để ở 0oC trong 1 giờ Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng hỗn hợp H2O và EtOH tỉ lệ 1:1 Kiểm tra sản phẩm thấy xuất hiện sản phẩm phụ Tinh chế sản phẩm qua sắc ký cột silicagel với hệ dung môi n-Hexan-Ethyl acetate tỷ lệ 1:1, thu được 0,52 g sản phẩm

 Thay đổi nhiệt độ của phản ứng (phản ứng ở 0 o

C)

Cách tiến hành: 1g (2,83mmol) chất 6 hòa tan trong 8 ml ethanol hòa tan ở nhiệt độ

phòng, hút chân không thêm khí nitơ Hạ nhiệt độ xuống 0oC Hỗn hợp oxi hóa gồm: 0,31 ml(1,1eq) dung dịch H2O2 30% và 1,5 mg V2O5 hòa tan trong 0,3ml ethanol, nhỏ

từ từ vào phản ứng ở 0oC, hỗn hợp phản ứng được để ở 0o

C trong 3 giờ Kết thúc phản ứng thêm 0,1 g Na2S2O3 hòa tan trong 1ml nước vào hỗn hợp phản ứng, để ở 0oC trong

1 giờ Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng hỗn hợp H2O và EtOH tỉ lệ 1:1 Sản phẩm được làm khô thu được 0,78g sản phẩm

 Thay đổi môi trường phản ứng (không tạo môi trường trơ)

Cách tiến hành: 1 g (2,83 mmol) lansoprazole sulfide cho vào bình cầu phản ứng

và thêm 8 ml ethanol hòa tan ở nhiệt độ phòng, Dung dịch phản ứng được làm lạnh xuống 5oC Hỗn hợp oxi hóa gồm: 0,31 ml (1,1eq) dung dịch H2O2 30% và 1,5 mg

V2O5 hòa tan trong 0,3 ml ethanol Sau đó nhỏ từ từ vào hỗn hợp oxy hóa vào phản ứng ở 5oC, hỗn hợp phản ứng được để ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ Kết thúc phản ứng thêm 0,1 g Na2S2O3 hòa tan trong 1 ml nước vào hỗn hợp phản ứng, để ở 0oC trong 1 giờ Kết tủa hình thành, lọc rửa kết tủa bằng hỗn hợp H2O và EtOH tỉ lệ 1:1 Kiểm tra sản phẩm thấy xuất hiện sản phẩm phụ Tinh chế sản phẩm qua sắc ký cột silicagel với

hệ dung môi n-Hexan-Ethyl acetate tỷ lệ 1:1, thu được 0,52 g sản phẩm

Trang 35

13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6)  (ppm): 10,5; 59,9; 64,6; 107,0; 122,1; 122,6; 148,0; 150,9; 154,1; 161,3

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1 Tổng hợp Omeprazole

3.1.1 Tổng hợp hợp chất trung gian Omeprazole sulfide

Chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp Omeprazole từ nguyên liệu đầu là

5-metoxy-2-mercaptobenzimidazol (1) và 2-(clorometyl)-4-metoxy-3,5-dimetylpyridin hydroclorid (2) Phản ứng của hai hợp chất này với sự có mặt của bazơ tạo hợp chất

sulfide

Sơ đồ 3.1 Tổng hợp hợp chất Omeprazole sulfide

Các nghiên cứu trước đây sử dụng dung môi toluene, MeOH, EtOH hay acetone/nước kết hợp với một bazơ như NaOH, Na2CO3, K2CO3 cho sản phẩm là hợp chất sulfide với hiệu suất khá tốt từ 75-95% [23; 28; 29; 31] Chúng tôi tiến hành khảo sát điều kiện của phản ứng tạo hợp chất sulfide, sử dụng các dung môi thông thường, không sử dụng dung môi độc hại, kết hợp với các bazơ khác nhau

Trước tiên chúng tôi sử dụng điều kiện dung môi EtOH với các bazơ khác nhau như NaOH (30%), Na2CO3 và K2CO3, tỉ lệ đương lượng của bazơ sử dụng là 2.2 eq

- Khảo sát nhiệt độ phản ứng

Chúng tôi thử tiến hành phản ứng ở các nhiệt độ khác nhau, phản ứng diễn ra rất chậm

ở nhiệt độ thường, các hợp chất ban đầu còn nhiều sau 1 ngày phản ứng và cần phải Header Page 35 of 107.

Trang 36

28

nâng nhiệt độ phản ứng lên cao để có thể cho phản ứng xảy ra hoàn toàn để thu được sản phẩm sulfide

- Khảo sát các bazơ dùng cho phản ứng

Tiếp tục thử các phản ứng trên ở điều kiện đun hồi lưu phản ứng ở 78 o

C Kết quả thu được ở bảng 3.1

Bảng 3.1 Kết quả phản ứng tạo Omeprazole sulfide với các bazơ khác nhau STT Dung môi Bazơ Tỷ lệ đương lượng Nhiệt độ Thời

gian

Hiệu suất

o

Phản ứng với điều kiện sử dụng bazơ Na2CO3 cho hiệu suất cao tới 97%, trong khi sử dụng các bazơ natri hydroxit hay kali cacbonat cho hiệu suất thấp hơn từ 80-93% Chúng tôi lựa chọn bazơ Na2CO3 cho việc khảo sát các điều kiện phản ứng tiếp theo

- Khảo sát dung môi phản ứng:

Chúng tôi sử dụng bazơ Na2CO3 (2.2 eq) với các dung môi khác nhau như MeOH, EtOH hay hỗn hợp acetone/nước Kết quả thu được ở bảng 3.2, phản ứng sử dụng dung môi EtOH cho hiệu suất tốt hơn sử dụng MeOH hay hỗn hợp acetone/nước

Bảng 3.2 Kết quả phản ứng tạo Omeprazole sulfide sử dụng các dung môi khác nhau

STT Dung môi Bazơ Tỷ lệ đương

lượng

Nhiệt

độ

Thời gian

Hiệu suất

Trang 37

5giờ (chưa kết thúc)

Như vậy, qua kết quả khảo sát chúng tôi thấy sử dụng bazơ Na2CO3 (2,2 eq) với dung môi EtOH, đun hồi lưu (78oC) trong 3 giờ cho hiệu suất cao nhất là 97%

Chúng tôi đã áp dụng quy trình này để tổng hợp hợp chất sulfide trên quy mô 5g/mẻ

- Xác định cấu trúc hợp chất trung gian Omeprazole sulfide

Cấu trúc của sản phẩm Omeprazole sulfide được xác định bằng phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1

H và 13C-NMR) và phổ khối phun mù điện tử (ESI-MS)

Trang 38

30

Hình 3.1 Phổ 1H-NMR của hợp chất Omeprazole sulfide Trên phổ cộng hưởng từ hạt nhân thấy có hai pic với 3H ở vị trí 2,27 ppm và 2,31 ppm là pic của hai nhóm metyl ở vị trí 3‟ và 5‟ Pic nhóm metoxy ở vòng pyridine

và benzimidazol xuất hiện ở 3,78 ppm và 3,84 ppm Tín hiệu singlet ở 4,34 ppm là 2H của nhóm -CH2-S- Bốn proton ở tong vòng thơm thơm xuất hiện ở vị trí từ 6,80 đến 8,26 ppm

Trang 39

31

Hình 3.2 Phổ 13C-NMR của hợp chất Omeprazole sulfide

Hình 3.3 Phổ khối ESI-MS của hợp chất Omeprazole sulfide

Tiêu đề	Nghiên Cứu Quy Trình Tổng Hợp Thuốc Điều Trị Viêm Loét Dạ Dày, Tá Tràng Lansoprazole và Omeprazole
Tác giả	Trần Hữu Giáp
Người hướng dẫn	TS. Lê Nguyễn Thành
Trường học	Viện Hóa Học, Viện Hàn Lâm Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam
Chuyên ngành	Hóa Hữu cơ
Thể loại	Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản	2015
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	78
Dung lượng	5,67 MB