Đã ứng dụng HPβCD và HBβCD tổng hợp để điều chế phức bằng phương pháp đồng bay hơi dung môi giúp cải thiện độ tan của dược chất: rutin, itraconazol, meloxicam.. Độ hòa tan của rutin và r
Trang 1GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1 ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong nghiên cứu phát triển thuốc, khó khăn lớn nhất là khả năng
hòa tan kém của dược chất Các thuốc kém tan thường hấp thu chậm,
thất thường, sinh khả dụng không đủ và độc tính cao do tồn tại lâu trên
niêm mạc Một số thuốc kém tan điển hình như: rutin, itraconazol,
meloxicam
Phức thuốc với beta cyclodextrin (βCD) được nghiên cứu rộng rãi
để làm tăng độ tan của dược chất Tuy nhiên độ tan của βCD thấp và
có độc tính trên thận nên khả năng ứng dụng của βCD bị giới hạn
Các dẫn xuất hydroxyalkyl của βCD có khả năng hòa tan trong
nước cao và độc tính trên thận thấp, tính chất tạo phức với dược chất
của các dẫn xuất này về cơ bản vẫn không thay đổi nên khả năng làm
tăng độ tan, tốc độ hòa tan của thuốc trong phức cao hơn nhiều so với
2 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trên thế giới, các dẫn xuất hydroxyalkyl của βCD đã được ứng dụng
rộng rãi để cải thiện độ tan của dược chất đã mở ra hướng mới trong
nghiên cứu phát triển thuốc Tuy nhiên các nguyên liệu này trong nước
Trang 2vẫn chưa tổng hợp được và cũng chưa lưu hành rộng rãi trên thị
trường
Tự tổng hợp và tiêu chuẩn hóa HPβCD và HBβCD ứng dụng làm tá
dược tăng độ tan trong bào chế thuốc, góp phần xây dựng ngành dược
Việt nam từng bước chủ động về nguyên liệu trong sản xuất thuốc
Ứng dụng HPβCD, HBβCD trong bào chế thuốc để làm tăng độ tan
của một số dược chất ít/kém tan từ đó tăng sinh khả dụng của thuốc
Mặt khác, các tá dược này cũng giúp làm giảm độc tính, tăng ổn định
của thuốc
3 NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Từ kết quả nghiên cứu đã thu được, luận án có những đóng góp mới có
Đã tự thiết kế dụng cụ đơn giản tổng hợp HPβCD và HBβCD cỡ lô kg
thành công với hiệu suất và DS cao hơn các nghiên cứu cùng loại đã
được công bố trên các tạp chí quốc tế
Đã ứng dụng HPβCD và HBβCD tổng hợp để điều chế phức bằng
phương pháp đồng bay hơi dung môi giúp cải thiện độ tan của dược
chất: rutin, itraconazol, meloxicam Phức điều chế từ dược chất và sản
phẩm tổng hợp đã được chứng minh bằng phổ 1
H-NMR
4 BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN
Luận án gồm: 138 trang, đặt vấn đề 2 trang, tổng quan tài liệu 28
trang, đối tượng và phương pháp nghiên cứu 22 trang, kết quả nghiên
cứu 53 trang, bàn luận 29 trang, kết luận và kiến nghị 2 trang, danh
Trang 3mục các công trình nghiên cứu đã công bố 2 trang Luận án có 72 bảng, 15 hình, 29 biểu đồ, 5 sơ đồ, 117 tài liệu tham khảo gồm 10 tiếng Việt, 107 tiếng nước ngoài, 29 phụ lục gồm 114 trang
NỘI DUNG LUẬN ÁN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Trình bày những vấn đề sau:
1.1 Tổng hợp HPβCD: giới thiệu về HPβCD, nguyên liệu dùng cho tổng hợp HPβCD, các nghiên cứu về tổng hợp HPβCD trên thế giới và trong nước
1.2 Tổng hợp HBβCD: giới thiệu về HBβCD, nguyên liệu dùng cho tổng hợp HBβCD, các nghiên cứu về tổng hợp HBβCD trên thế giới và trong nước
1.3 Tối ưu hóa các thông số của phản ứng tổng hợp
1.4 Phức thuốc-HPβCD: các nghiên cứu về phức thuốc-HPβCD trên thế giới và trong nước
1.5 Phức thuốc-HBβCD: các nghiên cứu về phức thuốc-HBβCD trên thế giới và trong nước
1.6 Các hoạt chất được ứng dụng để tạo phức với HPβCD và HBβCD gồm: rutin, itraconazol, meloxicam
CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 ĐỐI TƯỢNG, HÓA CHẤT, DUNG MÔI, NGUYÊN LIỆU TRANG THIẾT BỊ
2.1.1 Đối tượng nghiên cứu
HPβCD, HBβCD
Phức giữa rutin, itraconazol với HPβCD, HBβCD và phức meloxicam
với HPβCD
Trang 42.1.2 Hóa chất, dung môi, nguyên liệu, máy, thiết bị dùng cho tổng
Phần mềm JMP 4.0 - SAS Institute Inc.: tối ưu hóa các yếu tố của qui
trình tổng hợp ảnh hưởng đến hiệu suất và độ thế (DS) của sản phẩm
Phần mềm Excel 2003: phân tích thống kê dữ liệu
2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1 Tổng hợp HPβCD
Phản ứng giữa βCD và 1,2-propylen oxid trong môi trường NaOH
Xác định cấu trúc của HPβCD tổng hợp: bằng phổ IR, NMR, MS
Tối ưu hóa các yếu tố của qui trình tổng hợp ảnh hưởng đến hiệu suất
và DS của sản phẩm: Dùng phần mềm JMP 4.0 với mô hình Box-Behnken để thiết kế thực nghiệm theo kiểu bề mặt đáp ứng
(responce surface design DOE) với các yếu tố biến thên khảo sát là
vận tốc khuấy (x1), nhiệt độ (x2), thời gian (x3)
Tiến hành 15 phản ứng trong đó có 3 phản ứng lặp lại ở tâm gồm các
yếu tố độc lập: x1, x2, x3 Hai yếu tố phụ thuộc đưa vào khảo sát là hiệu
suất (y1) và DS (y2) của phản ứng
Chỉ tiêu đánh giá: kết quả tối ưu cho y1 và y2 cao nhất và có độ lặp lại
Nâng sản phẩm của phản ứng tổng hợp HPβCD lên cỡ lô kg: ứng dụng
các thông số tối ưu, thiết kế dụng cụ phản ứng và dụng cụ cô loại nước
phù hợp, tiến hành tổng hợp HPβCD cỡ lô kg
Trang 5Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm nghiệm HPβCD tổng hợp: gồm các chỉ tiêu: phổ IR, NMR, MS, độ trong và màu sắc, nhiệt độ nóng chảy, góc quay cực riêng, giảm khối lượng do làm khô, cắn sau khi nung, độ tinh khiết, DS, độc tính bất thường, giới hạn nhiễm khuẩn Theo dõi độ ổn định của HPβCD tổng hợp: ở nhiệt độ phòng (30 o
2.2.6 Điều chế phức itraconazol-HPβCD (ITZ-HPβCD)
Các bước tiến hành tương tự như mục 2.2.3 nhưng thay rutin bằng itraconazol
2.2.7 Điều chế phức itraconazol-HBβCD (ITZ-HBβCD)
Các bước tiến hành tương tự như mục 2.2.3 nhưng thay HPβCD bằng HBβCD
Trang 62.2.8 So sánh độ hòa tan, độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD với itz trong phức ITZ-HPβCD
2.2.9 Điều chế phức meloxicam-HPβCD (ME-HPβCD)
Các bước tiến hành tương tự như điều chế phức R-HPβCD mục 2.2.3
nhưng thay rutin bằng meloxicam
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1 TỔNG HỢP 2-HYDROXYPROPYL-β-CYCLODEXTRIN
Cơ chế phản ứng tổng hợp: được thể hiện trong sơ đồ 3.1
Sơ đồ 3.1 Cơ chế phản ứng tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin
(*) phản ứng có thể xảy ra ở cả vị trí OH-C-2 và OH-C-3
Phổ 13
C-NMR (125 MHz, T = 302 K): 101,76 (C1), 72,13 (C2), 73,15 (C3), 80,96 (C4), 71,88 (C5), 60,41 (C6), 76,93 (C1'1,2a), 76,27 (C1'1,2b), 66,78 (C ), 66,34 (C ), 18,42 (C ), 18,08 (C )
Trang 7Từ kết quả phân tích phổ 1
H và 13C-NMR có thể kết luận sản phẩm HPβCD đã được tổng hợp có cấu trúc đúng như dự kiến
Phổ MS: HPβCD tổng hợp có các đồng phân có khối lượng phân tử
tương ứng với 9 DS khác nhau phân bố liên tục từ 1 đến 9
Tối ưu hóa các yếu tố của qui trình tổng hợp ảnh hưởng đến hiệu suất và DS của sản phẩm: Kết quả tối ưu: vận tốc khuấy 851
vòng/phút, nhiệt độ 28,5 oC, thời gian 22,00 giờ, hiệu suất 79,63%, DS 5,65
Nâng sản phẩm của phản ứng tổng hợp HPβCD lên cỡ lô kg: tiến
hành 3 lô với hiệu suất 86,79% và DS 5,91 Sản phẩm trung bình của 1
lô tổng hợp là 1,28 kg
Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm nghiệm HPβCD tổng hợp: sản
phẩm đã được kiểm nghiệm tại Viện kiểm nghiệm thuốc TP Hồ Chí Minh đạt tiêu chuẩn làm tá dược sử dụng trong ngành dược
Theo dõi độ ổn định của HPβCD tổng hợp: sản phẩm HPβCD tổng
hợp ổn định trong quá trình bảo quản
Qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin
Nội dung quy trình:
Bảng 3.14 Công thức (cho một lô) tổng hợp HPβCD
Trang 8Các bước tiến hành như sau:
Sơ đồ qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin
Sơ đồ 2.1 Qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin
NaCl
Cô dung dịch phản ứng (Dưới áp suất giảm, nhiệt độ 80 o
C) Kiểm nghiệm
Beta cyclodextrin
Thu lấy sản phẩm thô (tủa) (Khuấy 30 phút, nhiệt độ 0 - 5 oC, lọc) Aceton
Lọc lấy dung dịch chứa HPβCD (Khuấy 30 phút)
Phản ứng tổng hợp HPβCD Khuấy hồi lưu: vận tốc (x 1 ), nhiệt độ (x 2 ), thời gian (x 3 ) NaOH + H 2 O
Trang 9Bước 1 Tổng hợp HPβCD
Cân các chất tham gia phản ứng theo công thức Hòa tan NaOH trong nước, cho tiếp βCD vào hòa tan (đun nóng nếu cần), điều chỉnh đến nhiệt độ phản ứng Khuấy hồi lưu trong 2 giờ, thêm từng lượng nhỏ 1,2-propylen oxid trong khoảng 90 phút đến hết, khuấy tiếp theo thời gian đã định Kết thúc phản ứng
Bước 2 Tinh chế sản phẩm: dùng acid HCl 1 M để trung hòa dung
dịch phản ứng đến pH trung tính, cô loại nước ở 80 oC dưới áp suất giảm đến thể chất sánh như siro Thêm ethanol 99,5%vừa đủ để hòa tan, khuấy trong 30 phút, lọc loại NaCl, thêm aceton vào khuấy trong
30 phút ở nhiệt độ 0 - 5 oC, lọc thu hồi aceton Cất phân đoạn thu hồi aceton để dùng tiếp các lần sau Tủa sản phẩm hòa trong lượng tối thiểu ethanol 99,5%và thêm aceton lặp lại nhiều lần đến khi sản phẩm tạo bột tơi Sấy khô đến độ ẩm qui định Kiểm nghiệm sản phẩm
Bước 3 Đóng gói và dán nhãn: Đóng gói trong túi polyethylen hàn
kín, dán nhãn đúng qui định, bảo quản ở nhiệt độ phòng
3.2 TỔNG HỢP 2-HYDROXYBUTYL-β-CYCLODEXTRIN
Cơ chế phản ứng tổng hợp HBβCD được thể hiện trong hình 3.7
Sơ đồ 3.2 Cơ chế phản ứng tổng hợp 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin
(*) phản ứng có thể xảy ra ở cả vị trí OH-C-2 và OH-C-3
Trang 10C-NMR (125 MHz, T = 299 K): 101,82 (C1), 73,17 (C2), 74,74 (C3), 81,10 (C4), 72,70 (C5), 60,33 (C6), 76,54 (C1'1,2a), 75,71 (C1'1,2b), 72,24 (C2'), 25,82 (C3'1), 25,53 (C3'2), 9,18 (C4'1), 9,32 (C4'2)
Từ kết quả phân tích phổ 1
H và 13C-NMR có thể kết luận sản phẩm HBβCD đã được tổng hợp có cấu trúc đúng như dự kiến
Phổ MS: HBβCD tổng hợp có các đồng phân có khối lượng phân tử tương ứng với 9 DS khác nhau phân bố liên tục từ 1 đến 9
Tối ưu hóa các yếu tố của qui trình tổng hợp ảnh hưởng đến hiệu suất và DS của sản phẩm: vận tốc khuấy 817 vòng/phút, nhiệt độ
35,60 oC, thời gian 21,70 giờ, hiệu suất 77,85%, DS 5,33
Nâng sản phẩm của phản ứng tổng hợp HBβCD lên cỡ lô kg: tổng hợp 3 lô với hiệu suất 79,38% và DS 5,51 Sản phẩm trung bình của 1
lô tổng hợp là 1,21 kg
Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm nghiệm HBβCD tổng hợp: đạt
tiêu chuẩn làm tá dược sử dụng trong ngành dược
Theo dõi độ ổn định của HBβCD tổng hợp: sản phẩm HBβCD tổng
hợp ổn định trong quá trình bảo quản
Trang 11Qui trình tổng hợp 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin: nội dung quy
trình tương tự như qui trình tổng hợp HPβCD mục 3.1 nhưng thay propylen oxid bằng 1,2-butylen oxid
1,2-3.3 ĐIỀU CHẾ PHỨC RUTIN-HPβCD (R-HPβCD)
3.3.1 Điều chế phức R-HPβCD: bằng phương pháp nghiền ướt và
phương pháp đồng bay hơi dung môi Dùng HPβCD có DS 5,91 điều chế 3 lô theo tỷ lệ mol giữa rutin và HPβCD là 1 : 1
3.3.2 Đánh giá phức R-HPβCD
Thử độ hòa tan
Biểu đồ 3.12 Độ hòa tan của rutin và rutin trong phức R-HPβCD điều
chế bằng phương pháp nghiền ướt và đồng bay hơi dung môi, (R-HP: phức R-HPβCD)
Phức R-HPβCD điều chế bằng phương pháp đồng bay hơi dung môi
có độ hòa tan cao nhất, so với phức điều chế bằng phương pháp nghiền ướt khác nhau có ý nghĩa (P < 0,05)
Thử độ tan: Độ tan của rutin trong phức R-HPβCD điều chế bằng
phương pháp đồng bay hơi dung môi tăng gấp 3,83 lần so với rutin nguyên liệu
Phổ IR, phổ DSC, phổ 1 H-NMR của phức R-HPβCD chứng minh
liên kết phối trí giữa vòng B của rutin và khoang HPβCD Sự tạo phức
Trang 12giữa rutin và HPβCD là rõ ràng, Từ kết quả phân tích phổ 1H-NMR có thể đưa ra cấu trúc dự đoán của phức giữa rutin và HPβCD được thể hiện trong hình 3.3
Hình 3.3 Cấu trúc dự đoán của phức bao giữa rutin và HPβCD theo tỷ
lệ mol 1 : 1
3.4 ĐIỀU CHẾ PHỨC RUTIN-HBβCD (R-HBβCD)
Điều chế phức R-HBβCD: bằng phương pháp nghiền ướt và đồng
bay hơi dung môi Dùng HBβCD có DS 5,54 điều chế 3 lô theo tỷ lệ mol giữa rutin và HBβCD là 1 : 1 tiến hành tương tự như đối với điều chế phức R-HPβCD
Đánh giá phức R-HBβCD:
Thử độ hòa tan, thử độ tan: phức R-HBβCD điều chế bằng phương
pháp đồng bay hơi dung môi có độ hòa tan, độ tan cao hơn phương
pháp nghiền ướt có ý nghĩa (P < 0,05)
Phổ IR, phổ DSC, phổ 1
H-NMR: khẳng định vòng B của rutin đã liên
kết với HBβCD thông qua liên kết phối trí và phức R-HBβCD đã được hình thành
3.5 SO SÁNH ĐỘ HÒA TAN, ĐỘ TAN CỦA RUTIN TRONG PHỨC R-HBβCD VÀ RUTIN TRONG PHỨC R-HPβCD
3.5.1 So sánh độ hòa tan của rutin trong phức R-HBβCD và rutin trong phức R-HPβCD
Trang 13Trong tất cả các phương pháp điều chế, độ hòa tan của rutin trong
phức R-HBβCD cao hơn rutin trong phức R-HPβCD ở tất cả các thời
điểm lấy mẫu, khác nhau không có ý nghĩa thống kê (P > 0,05)
3.5.2 So sánh độ tan của rutin trong phức R-HBβCD và rutin
trong phức R-HPβCD điều chế bằng phương pháp đồng bay hơi
dung môi
Bảng 3.39 So sánh độ tan của rutin trong phức R-HBβCD và rutin
trong phức R-HPβCD điều chế bằng phương pháp đồng bay hơi dung
Biểu đồ 3.17 So sánh độ tan của rutin trong phức R-HBβCD và rutin
trong phức R-HPβCD điều chế bằng phương pháp đồng bay hơi dung
môi
Độ tan của rutin trong phức R-HBβCD cao hơn rutin trong phức R-HPβCD 1,32 lần
Trang 143.6 ĐIỀU CHẾ PHỨC ITRACONAZOL-HPβCD (ITZ-HPβCD)
3.6.1 Điều chế phức ITZ-HPβCD: bằng phương pháp nghiền ướt và
đồng bay hơi dung môi Dùng HPβCD có DS 5,91 điều chế 3 lô theo
tỷ lệ mol giữa itz và HPβCD là 1 : 1; 1 : 2 và 1 : 3
3.6.2 Đánh giá phức ITZ-HPβCD
Thử độ hòa tan: độ hòa tan của phức ITZ-HPβCD điều chế bằng
phương pháp đồng bay hơi dung môi cao hơn phương pháp nghiền ướt
ở tất cả các tỷ lệ mol và khác nhau có ý nghĩa (P < 0,05)
Thử độ tan: độ tan trong dung dịch HCl 0,1N: itz 10-6, phức ITZ-HPβCD (1 : 1) 0,725 mg/ml; phức ITZ-HPβCD (1 : 2) 1,477
itz-HPβCD được thể hiện trong hình 3.4
Hình 3.4 Cấu trúc dự đoán của phức bao giữa itz với HPβCD theo tỷ
lệ mol 1 : 1 (a); 1 : 2 (b) và 1 : 3 (c)
Trang 153.7 ĐIỀU CHẾ PHỨC ITRACONAZOL-HBβCD (ITZ-HBβCD)
3.7.1 Điều chế phức ITZ-HBβCD: bằng phương pháp nghiền ướt và
đồng bay hơi dung môi Dùng HBβCD có DS 5,54 điều chế 3 lô theo
tỷ lệ mol giữa itz và HBβCD là 1 : 1; 1 : 2 và 1 : 3
3.8 SO SÁNH ĐỘ HÒA TAN, ĐỘ TAN CỦA ITZ TRONG
PHỨC ITZ-HBβCD VÀ ITZ TRONG PHỨC ITZ-HPβCD
3.8.1 So sánh độ hòa tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và itz
trong phức ITZ-HPβCD
Độ hòa tan của itz trong phức ITZ-HBβCD cao hơn trong phức ITZ-HPβCD ở tất cả các tỷ lệ mol và phương pháp điều chế, khác nhau
không có ý nghĩa thống kê (P > 0,05)
3.8.2 So sánh độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và itz trong
phức ITZ-HPβCD điều chế bằng phương pháp đồng bay hơi dung
môi
Bảng 3.49 So sánh độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và itz trong
phức ITZ-HPβCD điều chế bằng phương pháp đồng bay hơi dung môi
Độ tan bão hòa (mg/ml)
Trang 16Biểu đồ 3.25 So sánh độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và itz
trong phức ITZ-HPβCD điều chế bằng phương pháp đồng bay hơi
dung môi
Độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD cao hơn trong phức ITZ-HPβCD ở tất cả các tỷ lệ mol và phương pháp điều chế
3.9 ĐIỀU CHẾ PHỨC MELOXICAM-HPβCD (ME-HPβCD)
3.9.1 Điều chế phức ME-HPβCD: bằng phương pháp nghiền ướt và
đồng bay hơi dung môi Dùng HPβCD có DS 5,91 điều chế 3 lô theo
tỷ lệ mol giữa ME và HPβCD là 1 : 1
3.9.2 Đánh giá phức ME-HPβCD
Thử độ hòa tan
Phức ME-HPβCD điều chế bằng phương pháp đồng bay hơi có độ hòa
tan cao hơn phương pháp nghiền ướt ở tất cả các thời điểm lấy mẫu và
khác nhau có ý nghĩa (P < 0,05)
