Nghiên cứu các phản ứng định hướng tổng hợp tamsulosin từ l tyrosin

Nhưng hiện nay ở Việt Nam, nguyên liệu tamsulosin để sản xuất thuốc điều trị BPH đều có nguồn gốc nhập khẩu và cũng chưa có các nghiên cứu nào tiến xa trong nghiên cứu các phản ứng tổng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ VĂN BÍCH

NGHIÊN CỨU CÁC PHẢN ỨNG ĐỊNH HƯỚNG TỔNG HỢP

TAMSULOSIN TỪ L-TYROSIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2014

VŨ VĂN BÍCH

NGHIÊN CỨU CÁC PHẢN ỨNG

ĐỊNH HƯỚNG TỔNG HỢP TAMSULOSIN TỪ L-TYROSIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2014

Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Giang Nơi thực hiện: Bộ môn công nghiệp dược

các thầy cô giáo, gia đình cùng bạn bè, tôi đã hoàn thành Khóa luận Tốt

nghiệp “Nghiên cứu các phản ứng định hướng tổng hợp tamsulosin từ

L-tyrosin”

Với tất cả sự kính trọng, trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc

đến Thầy giáo ThS Nguyễn Văn Giang đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và

tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi nghiên cứu thực hiện khóa luận này

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS Nguyễn Đình

Luyện - trưởng Bộ môn Công nghiệp Dược, TS Nguyễn Văn Hải, Ths Phạm

Thị Hiền và CN Phan Tiến Thành của Tổ môn Tổng hợp Hóa dược - Bộ môn Công nghiệp Dược đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận vừa qua

Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy, cô thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, cũng như các thầy, cô trong Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này và

đã dạy bảo tôi tận tình trong suốt năm năm học

Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình tôi, đặc biệt là bố

mẹ tôi và lời cảm ơn chân thành đến bạn bè tôi, là nguồn động lực không thể thiếu, luôn bên tôi giúp đỡ tôi suốt thời gian đi học và trong suốt quá trình thực hiện đề tài Khóa luận tốt nghiệp

Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2014

Sinh viên

Vũ Văn Bích

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

ĐẶT VẤN ĐỀ 1

Chương 1: TỔNG QUAN 2

1.1 Tổng quan về tamsulosin 2

1.1.1 Cấu trúc hóa học 2

1.1.2 Tính chất lý, hóa của tamsulosin hydroclorid 2

1.1.3 Định tính, định lượng tamsulosin hydroclorid 2

1.1.4 Biệt dược 3

1.1.5 Dược động học 3

1.1.6 Tác dụng, công dụng, liều dùng 3

1.1.7 Tác dụng phụ và thận trọng 4

1.1.8 Tương tác thuốc 5

1.2 Phương pháp tổng hợp hóa học tamsulosin 5

1.2.1 Tổng hợp tamsulosin bằng phương pháp tổng hợp và tách hỗn hợp racemic 5

1.2.2 Tổng hợp tamsulosin bằng phương pháp tổng hợp bất đối 6

1.2.3 Tổng hợp tamsulosin bảo toàn cấu hình từ nguyên liệu L-tyrosin 8 1.2.4 Một số phương pháp khác 12

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu 15

2.2 Nội dung nghiên cứu 18

2.3 Phương pháp thực nghiệm 19

2.3.1 Tiến hành các phản ứng hóa học để tổng hợp các chất trung gian trên con đường tổng hợp tamsulosin từ nguyên liệu L-tyrosin 19

2.3.2 Xác định độ tinh khiết các sản phẩm của phản ứng 20

2.3.3 Các phương pháp vật lý, hoá lý để chiết tách và tinh chế các sản phẩm tạo thành 20

2.3.4 Phương pháp khẳng định cấu trúc 20

Chương 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21

3.1 Kết quả thực nghiệm 21

3.1.1 Tổng hợp N-acetyl-L-tyrosin 21

3.1.2 Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester 22

3.1.3 Khử hóa tạo thành (S)-N-[1-hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propan-2-yl]acetamid 25

3.1.4 Tổng hợp (S)-2-acetamido-3-(4-methoxyphenyl)propyl-4-methylbenzensulfonat 28

3.1.4 Tổng hợp (S)-N-[1-cloro-3-(4-methoxyphenyl)propan-2-yl]acetamid 29

3.1.5 Tổng hợp hợp chất trung gian 13 (ether)benzoxytosylat 30

3.2 Xác định cấu trúc các chất tổng hợp được bằng phương pháp phổ31 3.2.1 Kết quả phân tích phổ IR 31

3.3 Bàn luận 34

3.3.1 Bàn luận về các phản ứng tổng hợp hóa học 34

3.2.2 Bàn luận về kết quả phân tích phổ 37

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

ADR Phản ứng có hại của thuốc (Adverse Drug Reactions)BPH U xơ tuyến tiền liệt (Benign prostatic hyperplasia).

1H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

(Hydrogen-1-Nuclear magnetic resonance spectroscopy) HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid

chromatography)

IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)

MS Phổ khối lượng phân tử (Mass spectroscopy)

Rf Hệ số lưu giữ (Retardation factor)

SKLM Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography)

Bảng 2.1 Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu……… 15 Bảng 2.2 Các thiết bị, máy móc nghiên cứu.……….16 Bảng 2.3 Các dụng cụ nghiên cứu……….17 Bảng 3.1 Tỷ lệ tác nhân ảnh hưởng tới hiệu suất phản ứng methyl hóa……23 Bảng 3.2 Khảo sát các loại xúc tác base cho phản ứng methyl hóa……… 24 Bảng 3.3 Ảnh hưởng của dung môi tới phản ứng khử……… 26 Bảng 3.4 Ảnh hưởng của tỷ lệ NaBH4:ester 4 tới phản ứng khử………… 27

Bảng 3.5 Kết quả phân tích phổ IR………31 Bảng 3.6 Kết quả phân tích phổ MS……… 32 Bảng 3.7 Kết quả phân tích phổ 1H-NMR……….33

Sơ đồ 1.1 Tổng hợp tamsulosin từ 4-methoxyphenylaceton… 5

Sơ đồ 1.2 Phản ứng giữa (±) tamsulosin và (-)-menthyl cloroformat 6

Sơ đồ 1.3 Các phản ứng tổng hợp tamsulosin theo Hajicek……….7

Sơ đồ 1.4.Tổng hợp (R)-tamsulosin theo R H Jih……….…….8

Sơ đồ 1.5 Tổng hợp chất trung gian 2-[(2-ethoxyphenoxy)]ethyltosylnat theo R H Jih……….… 9

Sơ đồ 1.6 Phương pháp tổng hợp (S)-4-methoxyamphetamin của H Kohno……… 10

Sơ đồ 1.7. Phương pháp tổng hợp (R)-tamsulosin hydroclorid của Dambrin……… 11

Sơ đồ 1.8:Tổng hợp tamsulosin theo phương pháp của Prieto……… 12

Sơ đồ 1.9: Tổng hợp tamsulosin theo V Chowdary……….13

Sơ đồ 2.1 Tổng hợp (S)-N-[1-hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propan-2-yl]acetamid và một số dẫn chất……… 18

Sơ đồ 2.2 Tổng hợp chất 2-[(2-ethoxyphenoxy)]ethyltosylat………18

ĐẶT VẤN ĐỀ

U xơ tuyến tiền liệt (Benign prostatic hyperplasia-BPH) là một căn bệnh phổ biến ở giới trung niên và cao niên, 50% số người đàn ông ở độ tuổi trên 50 đều có các triệu chứng của BPH, 10% trong số đó cần phải can thiệp bằng nội khoa hay ngoại khoa [1]

Tuỳ vào giai đoạn phát triển của u xơ tiền liệt tuyến và các triệu chứng

mà lựa chọn các phương pháp điều trị khác nhau Các thuốc kháng adrenergic trong đó có tamsulosin đang được sử dụng như một liệu pháp điều trị BPH khi chưa có biến chứng xảy ra Tamsulosin cũng như các thuốc kháng adrenergic khác không có hiệu quả làm nhỏ u xơ mà chỉ có tác dụng cải thiện triệu chứng và phải sử dụng trong thời gian dài [1,19,23]

Nhu cầu sử dụng tamsulosin để điều trị là rất lớn Nhưng hiện nay ở Việt Nam, nguyên liệu tamsulosin để sản xuất thuốc điều trị BPH đều có nguồn gốc nhập khẩu và cũng chưa có các nghiên cứu nào tiến xa trong nghiên cứu các phản ứng tổng hợp tamsulosin Do vậy, để góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp tamsulosin, chúng tôi tiến hành đề tài

“Nghiên cứu các phản ứng định hướng tổng hợp tamsulosin từ

L-tyrosin”

Với mục tiêu như sau:

1 Nghiên cứu các phản ứng tổng hợp một số chất trung gian trong quy trình tổng hợp tamsulosin từ L-tyrosin

2 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất các phản ứng quan trọng trong quy trình tổng hợp

Chương 1: TỔNG QUAN

1.1 Tổng quan về tamsulosin

Tamsulosin là thuốc đối kháng adrenergic sử dụng trong điều trị BPH

Tamsulosin có hai đồng phân đối quang trong đó đồng phân R mới có tác

dụng Các chế phẩm hiện hành đều sử dụng dạng muối hydroclorid [23]

1.1.1 Cấu trúc hóa học

 Công thức cấu tạo

 Tên khoa học:

 Năng suất quay cực riêng: [α]D24=-4,0° (C = 0,35 trong methanol)

 pKa=9,93 trong acid mạnh và 9,28 trong base mạnh [9,22]

1.1.3 Định tính, định lượng tamsulosin hydroclorid

 Định tính:

o Đo phổ hấp thụ hồng ngoại so sánh với chuấn

o Đo năng suất quay cực riêng

1.1.5 Dược động học

 Tamsulosin được hấp thu gần như hoàn toàn qua đường tiêu hóa Mức

độ và tốc độ hấp thu giảm bởi thức ăn

 Xuất hiện trong huyết tương ngay sau khi uống, đạt nồng độ đỉnh trong máu sau khoảng 1 giờ Tamsulosin là liên kết với protein huyết tương khoảng 99%

 Chuyển hóa tại gan chủ yếu bởi cytochrom P450, enzym CYP2D6 và CYP3A4

 Bài tiết chủ yếu trong nước tiểu ở dạng chuyển hóa và một phần nhỏ ở dạng chưa chuyển hóa

 Thời gian bán thải từ 4 đến 5,5 giờ Nồng độ trong huyết tương của tamsulosin tăng ở những bệnh nhân suy thận Tuy nhiên, nồng độ trong huyết tương của dạng không liên kết với huyết tương - dạng thuốc có hoạt tính lại tương tự ở người bình thường, có ý kiến cho rằng tổng nồng độ trong huyết tương tăng là do sự gia tăng protein huyết tương ở bệnh nhân suy thận [14,23]

1.1.6 Tác dụng, công dụng, liều dùng

 Tamsulosin thuộc nhóm thuốc chẹn thụ thể α1-adrenergic, tác dụng chọn lọc trên thụ thể α1A-adrenergic (chiếm khoảng 70% thụ thể α1-adrenergic tại tuyến tiền liệt)

 Sử dụng trong điều trị u xơ tuyến tiền liệt để giảm triệu chứng tắc nghẽn ống tiểu Sử dụng dưới dạng viên giải phóng biến đổi, với liều 400 microgram một ngày một lần Nếu cần thiết, có thể tăng liều sau 2 đến 4 tuần điều trị lên tối đa 800 microgram mỗi ngày một lần

 Sử dụng để điều trị thành công các rối loạn sinh dục-tiết niệu do thuốc chống trầm cảm như reboxetin gây ra

 Tamsulosin giảm triệu chứng viêm tuyến tiền liệt mãn tính ở nam giới Liều sử dụng 400 microgram/ngày

 Được nghiên cứu trong điều trị sỏi thận, nó có thể làm giảm co thắt cơ trơn niệu quản, giảm tắc nghẽn và cải thiện lượng nước tiểu, do đó làm tăng tỷ

lệ và giảm thời gian loại bỏ sỏi thận, giảm đau với liều 400 microgram/ngày

sử dụng trong 4 tuần [23]

1.1.7 Tác dụng phụ và thận trọng

Tamsulosin có các tác dung phụ chung của nhóm thuốc ức chế α1như:

 Có thể gây ra những bất thường trong xuất tinh

 Tụt huyết áp tư thế đứng nặng và ngất ở liều đầu

 Các tác dụng phụ phổ biến hơn bao gồm chóng mặt, buồn ngủ, đau đầu, thiếu năng lượng, buồn nôn và đánh trống ngực

Tamsulosin tác dụng chọn lọc lên receptor α1 trong tuyến tiền liệt, tác dụng giãn mạch của nó ít được biểu hiện nên các tác dụng phụ của nó ít phổ biến hơn các thuốc ức chế α1 khác [19,23]

1.1.8 Tương tác thuốc

Sử dụng với thuốc lợi tiểu, rượu, thuốc hạ huyết áp, thuốc khác có tác dụng hạ huyết áp có thể tăng nguy cơ tụt huyết áp Nguy cơ hạ huyết áp ở liều đầu có thể được tăng mạnh ở những bệnh nhân sử dụng thuốc chẹn beta hoặc thuốc chẹn kênh calci [23]

1.2 Phương pháp tổng hợp hóa học tamsulosin

1.2.1 Tổng hợp tamsulosin bằng phương pháp tổng hợp và tách hỗn hợp

racemic

từ nguyên liệu đầu là 4-methoxyphenylaceton [16]

Sơ đồ 1.1 Tổng hợp tamsulosin từ 4-methoxyphenylaceton

Đi từ hợp chất 4-methoxyphenylaceton 1.1, thực hiện phản ứng

clorosulfonyl hóa bằng tác nhân ClSO3H sau đó amid hóa bằng dung dịch

NH3 thu được hợp chất 1.2 Sau đó từ 1.2 thực hiện phản ứng imin hóa với ethoxyphenoxyethylamin (1.3) rồi khử hóa imin tạo thành với tác nhân khử

2-H2, xúc tác Pt thu được tamsulosin dưới dạng hỗn hợp racemic [16]

Sau đó, C B Fernandez và cộng sự đã đề xuất quy trình riêng các đồng phân đối quang từ hỗn hợp racemic, dựa trên phản ứng của tamsulosin với (-)-menthyl chloroformat.

Sơ đồ 1.2 Phản ứng giữa (±) tamsulosin và (-)-menthyl chloroformat

Hai dẫn chất 1.4 và 1.5 được tách riêng bằng HPLC sau đó được thủy

phân để trở về dạng (R)-tamsulosin và (S)-tamsulosin [13]

1.2.2 Tổng hợp tamsulosin bằng phương pháp tổng hợp bất đối

J Hajicek và cộng sự tiến hành tổng hợp (R)-tamsulosin bằng quy trình

được mô tả sau đây:

Sơ đồ 1.3 Các phản ứng tổng hợp tamsulosin theo Hajicek

Clorosulfo hóa sau đó amid hóa 1-(4-methoxyphenyl)propan-2-on thu

được 2-methoxy-5-(2-oxopropyl)benzensulfonamid 1.2, hiệu suất đạt 30%

Thực hiện phản ứng imin hóa giữa xeton 1.2 với hợp chất

(S)-1-phenylethanamin rồi khử hóa imin tạo thành trong methanol xúc tác PtO2, tác nhân khử là H2 Sau đó, acid hóa sản phẩm thu được hợp chất 2.2, hiệu suất

Nhận xét: Phương pháp này tổng hợp được (R)-tamsulosin từ

(S)-1-phenylethanamin và 1-(4-methoxyphenyl)propan-2-on với hiệu suất chung thấp (4,2%), quy trình phản ứng phức tạp Hơn nữa phản ứng imin hóa rồi

khử hóa tạo thành một lượng nhỏ đồng phân (S)-tamsulosin

1.2.3 Tổng hợp tamsulosin bảo toàn cấu hình từ nguyên liệu L-tyrosin

+ Phương pháp của R H Jih

R.H Jih đề xuất phương pháp tổng hợp tamsulosin với các bước sau:

Sơ đồ 1.4.Tổng hợp (R)-tamsulosin theo R H Jih

Từ L-tyrosin 1 thực hiện phản ứng acyl hóa bằng tác nhân Ac2O trong dung dịch NaOH 2N, ester hóa bằng ethanol và PCl3 thu được dẫn chất

amidoester 3 với 2 nhóm chức đã được bảo vệ Methyl hóa 3 sử dụng tác nhân

(CH3)2SO4 và triethylamin thu được dẫn chất (ether)amidoester 4, khử hóa 4

bằng LiAlH4 trong dung môi khan thu được dẫn chất (hydroxyl)ether amid 5,

tosyl hóa sau đó khử hóa bằng Li trong acid oxalic, có mặt LiBr nhóm

hydroxyl sẽ được loại bỏ, thu được 4-methoxyampheacetamid 7 [17] Từ 7

trải qua các phản ứng để gắn nhóm sulfonamid vào vòng benzen, thủy phân nhóm bảo vệ của nhóm amino rồi cho tác dụng với dẫn chất (ether)

benzoxytosylat 13 sử dụng NaHCO3 trong dung môi ethanol thu được

(R)-tamsulosin Hợp chất trung gian 13 2-[(2-ethoxyphenoxy)]ethyltosylnat được

Phương pháp này đơn giản, dễ thực hiện, các phản ứng đều có hiệu suất tương đối cao nhưng trải qua nhiều giai đoạn, còn có nhiều hạn chế cần khắc phục như sử dụng nhiều tác nhân độc hại, dung môi hữu cơ và một vài tác nhân khó kiếm

Hợp chất 7’ cũng được H Kohno và cộng sự tổng hợp với quy trình

phản ứng sau:

Sơ đồ 1.6 Phương pháp tổng hợp (S)-4-methoxyamphetamin của H Kohno

Phương pháp này sử dụng nhóm bảo vệ amin là carboxybenzoyl (Cbz)

Đi từ L-tyrosin qua lần lượt các phản ứng: Este hóa nhóm –COOH bằng ethanol và SOCl2, bảo vệ nhóm –NH2 bằng nhóm Cbz, methyl hóa nhóm –OH phenol bằng tác nhân methyliodid và K2CO3, khử hóa nhóm este bằng

tetrahydroborat natri trong ethanol, tosyl hóa nhóm –OH tạo thành từ phản ứng khử, khử hóa nhóm hoạt động tosyl sử dụng kẽm trong THF xúc tác natri

iodid, loại bỏ nhóm bảo vệ Cbz sử dụng hydro khí xúc tác Pd/C sau đó acid hóa thu được 4-methoxyamphetamin dạng muối chlorid [18]

Nhận xét:

Các phản ứng tiến hành tương đối dễ dàng nhưng giai đoạn loại nhóm bảo vệ không thuận tiện

+ Phương pháp của V Dambrin

Dambrin và cộng sự tổng hợp tamsulosin cũng từ L-tyrosin theo sơ đồ sau:

Sơ đồ 1.7 Phương pháp tổng hợp (R)-tamsulosin hydroclorid của Dambrin

Đi từ L-tyrosin với các bước đầu tương tự R H Jih cho tới khi tổng hợp được chất 5 (S)-N-[1-hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propan-2-

yl]acetamid Đi từ 5, tiến hành phản ứng thế nhóm –OH bằng nhóm –Cl, rồi

thay thế nhóm –Cl bằng nhóm –SCH3 thu được hợp chất 15

(S)-N-[1-(4-methoxyphenyl)-3-(methylthio)propan-2-yl]acetamid Clorosulfonamid hoá rồi loại bỏ nhóm bảo vệ acetyl của nhóm –NH2 thu được hợp chất 16 Thực hiện phản ứng imin hóa giữa 2-(2-ethoxyphenoxy)acetaldehyd và hợp chất 16

rồi khử hóa imin tạo thành với NaBH3CN/MeOH thu được hợp chất 17 Loại

nhóm –SCH3 ở 17 bằng phản ứng khử với H2/Ni Raney rồi acid hóa bằng HCl

loãng sẽ thu được (R)-tamsulosin hydroclorid [11]

Nhận xét: Hạn chế của phương pháp này đó là hiệu suất được báo cáo

không phải là cao đồng thời một số phản ứng đòi hỏi xúc tác khó kiếm nên

khó tiến hành

1.2.4 Một số phương pháp khác

+ Phương pháp của J V Prieto

Phương pháp này có sử dụng enzym Novozym để xúc tác cho phản ứng giữa 4-methoxyamphetamin và acid bromoacetic, quy trình phản ứng được

mô tả theo sơ đồ dưới đây:

Sơ đồ 1.8:Tổng hợp tamsulosin theo phương pháp của Prieto

Khác với R.H Jih, Prieto và cộng sự đi từ 4-methoxyamphetamin 7,

qua các phản ứng với acid bromoacetic, các phản ứng clorosulfonamid hóa,

rồi cho tác dụng với pyrocatechol ethyl ether thu được dẫn chất amid 4.3 Khử hóa nhóm amid của 4.3 bằng NaBH4 có mặt BF3 rồi acid hóa sẽ thu được sản phẩm tamsulosin hydroclorid [21]

Nhận xét:

Phương pháp trên cho hiệu suất cao nhưng không đề ra quy trình tổng hợp chất 4-methoxyamphetamin và sử dụng các tác nhân, xúc tác khó kiếm trong điều kiện tiến hành đề tài

+ Phương pháp tổng hợp tamsulosin của V Chowdary

Phương pháp của V Chowdary đi từ hợp chất 7’ qua các phản ứng

trong sơ đồ sau đây:

Sơ đồ 1.9: Tổng hợp tamsuloson theo V Chowdary

Phương pháp cũng đi từ hợp chất 7’ qua phản ứng với benzaldehyd, phản

ứng với 1-ethoxy-2-(2-iodoethoxy)benzen, rồi thủy phân, acid hóa để thu được tamsulosin hydroclorid [10]

 Trong các phương pháp đề cập ở trên, các phương pháp tổng hợp tamsulosin từ nguyên liệu L-tyrosin có nhiều ưu điểm như là nguyên liệu sử dụng dễ tìm, có thể sản xuất với lượng lớn, sản phẩm phản ứng không phải tách hỗn hợp racemic, điều kiện phản ứng dễ dàng, cho hiệu suất cao, quá trình tách sản phẩm không quá phức tạp

 Trong các phương pháp đi từ nguyên liệu L-tyrosin nhận thấy quy trình của R H Jih đơn giản mà cho hiệu suất cao, có khả năng thực hiện được trong điều kiện thực tế của Việt Nam Chúng tôi quyết định lựa chọn con đường này để tiến hành nghiên cứu tổng hợp tamsulosin

 Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi tiến hành nghiên các phản ứng để

tổng hợp các chất 2, 3, 4, 5, 6, 12, 13, 14 theo quy trình của R.H Jih đồng

thời cải tiến trong một số phản ứng để thu được hiệu suất cao nhất

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu

Đề tài sử dụng một số nguyên liệu, hóa chất, dung môi và thiết bị của phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa dược, Bộ môn Công nghiệp Dược

2.1.1 Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu

Bảng 2.1 Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu

20 p-toluensunfonyl clorid Merck

2.1.2 Các thiết bị, máy móc và dụng cụ nghiên cứu

Bảng 2.2 Các thiết bị, máy móc nghiên cứu STT Tên thiết bị, máy móc Nguồn gốc

2 Cân phân tích Mettler Toledo AB204S Thụy Sỹ

3 Máy cất quay Buchi Rotavarpor R-210 Thụy Sỹ

4 Máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ- Melt Mỹ

6 Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton

1H-NMR

7 Máy đo phổ hồng ngoại Perkin Elmer Mỹ

8 Máy đo phổ khối lượng LC-MSD-Trap-SL Đức

9 Máy đo phổ khối lượng phân giải cao

Bảng 2.3 Các dụng cụ nghiên cứu STT Tên dụng cụ Nguồn gốc

1 Bản mỏng Silicagel GF254 70- 230 mesh Đức

3 Bình cầu đáy tròn loại 50ml, 250ml, 500ml Đức

9 Pipet chính xác 1ml, 5ml, 10ml Trung Quốc

2.2 Nội dung nghiên cứu

 Tổng hợp hoá học: Chúng tôi đã tiến hành các phản ứng hóa học để tổng hợp được các chất trung gian trong quy trình tổng hợp tamsulosin từ L-

tyrosin theo R H Jih gồm có các hợp chất 2, 3, 4, 5, 12, 13, 14 và hợp chất

15 Các chất được tổng hợp theo sơ đồ sau:

 Các phản ứng quan trọng tạo thành các hợp chất 4 và 5 được khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng

 Các sản phẩm tổng hợp được kiểm tra độ tinh khiết và khẳng định cấu trúc phân tử

2.3 Phương pháp thực nghiệm

2.3.1 Tiến hành các phản ứng hóa học để tổng hợp các chất trung gian trên con đường tổng hợp tamsulosin từ nguyên liệu L-tyrosin

Phương pháp tổng hợp được lựa chọn dựa trên cơ sở: nguyên liệu sẵn

có, điều kiện phản ứng phù hợp với các điều kiện thí nghiệm hiện có tại Việt Nam và phòng thí nghiệm, nhằm định hướng cho việc hoàn thiện quy trình

tổng hợp tamsulosin từ L-tyrosin

Nguyên liệu L-tyrosin: L-tyrosin được chiết tách ra từ dịch thuỷ phân các nguồn keratin khác nhau (sừng, lông, tóc, móng…) trong môi trường acid L-tyrosin là phụ phẩm của quy trình chiết tách L-cystin làm nguyên liệu bán tổng hợp N-acetyl-L-cystein trong đề tài cấp Nhà nước đã được nghiệm thu thành công thực hiện bởi PGS.TS Nguyễn Đình Luyện Nguồn nguyên liệu này sẵn có, có khả năng đáp ứng đủ cho nhu cầu sản xuất ở quy mô công nghiệp [4,6,7]

Các phản ứng được sử dụng đó là acetyl hóa, ester hóa, khử hóa, tosyl hóa, phản ứng thế nhóm ancol bằng halogen và 2 phản ứng ankyl hóa

Phản ứng được theo dõi bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng với:

2.3.2 Xác định độ tinh khiết các sản phẩm của phản ứng

- Phương pháp sắc ký lớp mỏng giống như mô tả ở trên

- Phương pháp đo nhiệt độ nóng chảy trên máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ- Melt

2.3.3 Các phương pháp vật lý, hoá lý để chiết tách và tinh chế các sản phẩm tạo thành

- Các phương pháp chiết tách: Sử dụng dung môi hữu cơ hoặc dung môi thân nước

- Các phương pháp kết tinh: Cất loại dung môi, thay đổi dung môi, thay đổi nhiệt độ…

- Các phương pháp lọc: Lọc hút chân không, lọc dưới áp suât thường… 2.3.4 Phương pháp khẳng định cấu trúc

Các chất tổng hợp được xác định cấu trúc bằng các loại phổ sau: phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR)

- Phổ hồng ngoại (IR): phổ hồng ngoại được ghi trên máy Perkin Elmer với kĩ thuật viên nén KBr trong vùng 4000-400cm-1 Các mẫu rắn được phân tán trong KBr đã sấy khô với tỷ lệ 1:200 rồi ép dưới dạng film mỏng dưới áp lực cao có hút chân không để loại bỏ hơi ẩm

- Phổ khối lượng (MS): phổ khối lượng các chất được ghi bằng máy đo phổ khối lượng LC-MSD-Trap-SL và máy đo phổ khối lượng phân giải cao FT-ICR-MS-Varian 910MS tại Viện hoá học-Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR) được ghi trên máy Bruker

AV-500 tại Viện hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam

Chương 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN

đá xuống 5oC Nhỏ từ từ vào hỗn hợp 8 lần, mỗi lần 45,0 ml NaOH 2M và 4,5

ml anhydrid acetic, duy trì nhiệt độ dưới 5oC bằng nước đá và đảm bảo NaOH 2M luôn cho trước trong suốt quá trình nhỏ Tiếp tục khuấy ở nhiệt độ phòng thêm 30 phút để loại anhydrid còn dư Sau đó điều chỉnh dung dịch phản ứng tới pH=2 bằng 201,0 ml H2SO4 6N Để ở tủ lạnh qua đêm để L-tyrosin dư kết tủa Lọc bỏ phần tủa, cất quay đến kiệt phần dịch lọc thu được chất rắn màu trắng Thêm 250,0 ml ethanol 96ođể hòa tan N-acetyl-L-tyrosin, lọc bỏ phần

muối không tan, cất chân không đến kiệt dịch lọc, cất thêm 40 phút để loại hết acid acetic thu được chất bán rắn màu vàng nhạt Thêm 40,0 ml H2O, sản phẩm nhanh chóng kết tinh, lọc, rửa bằng HCl 1N 2 lần, rồi rửa bằng nước, sấy khô thu được chất kết tinh màu trắng

Kết quả:

- Khối lượng sản phẩm 26,82 g, hiệu suất thô 80,62%

- Kết tinh lại trong methanol thu được tinh thể không màu hình kim, nhiệt độ nóng chảy 149-150oC (152-153oC theo tài liệu [17])

- Sắc ký lớp mỏng cho 1 vết Rf=0,54 (dicloromethan: methanol= 9: 1), phun ninhydrin không hiện màu

3.1.2 Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester

Từ N-acetyl-L-tyrosin để tổng hợp được O-methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester phải trải qua 2 phản ứng ester hóa và O-methyl hóa

- Tổng hợp N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester bằng phản ứng ester hóa

Chúng tôi tiến hành phản ứng ester hóa trong điều kiện tối ưu đã được khảo sát trong Luận văn Thạc sĩ của Th.S Nguyễn Văn Giang [2]

Thêm vào bình cầu 2 cổ 250ml 18,4ml ethanol, làm lạnh bên ngoài bình cầu bằng nước đá xuống 5oC Nhỏ cẩn thận từ từ 9,5 ml SOCl2 vào bình phản ứng Đun hồi lưu hỗn hợp trong 1 giờ để loại toàn bộ khí HCl sinh ra Thêm

vào khối phản ứng dung dịch 22,30 g (0,1 mol) N-acetyl-L-tyrosin hòa tan

trong 55,0 ml ethanol Tiếp tục đun hồi lưu trong 3 giờ thì phản ứng kết thúc Cất quay đến kiệt khối phản ứng thu được chất bán rắn màu vàng nhạt Sắc ký cho một vết Rf=0,57 (hệ diclomethan: methanol= 9: 1)

Nhận thấy sản phẩm thô 3 không chứa các tạp có thể ảnh hưởng tới phản

ứng sau và chứa rất ít nước chúng tôi quyết định sử dụng nó để tiến hành phản ứng tiếp theo

- Tổng hợp methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester bằng phản ứng

O-methyl hóa với tác nhân diO-methyl sulfat

Phản ứng sử dụng sản phẩm thô từ phản ứng ester hóa:

Thêm vào bình cầu 2 cổ 130,0 ml aceton, toàn bộ lượng chất 3 thô thu được ở trên, khuấy mạnh để hòa tan hết chất 3 Thêm 21,00 g (0,15 mol)

K2CO3 khan đã được nghiền nhỏ, khuấy trong 30 phút Nhỏ từ từ 10,9 ml (0,12 mol) dimethyl sulfat vào hỗn hợp phản ứng Khuấy tiếp trong 24 giờ Lọc phần rắn, cất quay dịch lọc đến kiệt thu được chất rắn màu trắng ngà

Để tìm được điều kiện tối ưu cho phản ứng tổng hợp hợp chất 4 chúng

tôi tiến hành khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng tới phản ứng methyl hóa: tỷ lệ

tác nhân dimethyl sulfat: ester 3; base sử dụng cho phản ứng Ester 3 sử dụng

trong các khảo sát đã được kết tinh lại trong ethanol 30o từ sản phẩm thô

Khảo sát tỷ lệ tác nhân dimethyl sulfat : ester 3 với các điều kiện sau:

 Nhiệt độ phản ứng là: 20±5oC

 Tỷ lệ mol dimethyl sulfat : ester 3 khảo sát là 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4

 Thời gian: 24h

 Base là K2CO3 với khối lượng 0,42 g (3mmol)

 Khối lượng ester 3: 0,50 g (2mmol)

Kết quả khảo sát tỷ lệ tác nhân dimethyl sulfat : ester 3 thống kê trong

Khối lượng sản phẩm (g)

Hiệu suất phản ứng (%)

Nhận xét:

Hiệu suất phản ứng nhìn chung tăng khi tăng tỷ lệ dimethyl sulfat nhưng sự khác biệt không nhiều khi tăng tỷ lệ từ 1,2 lên 1,3 và 1,4 Do đó

chúng tôi lựa chọn tỷ lệ dimethyl sulfat là 1,2 so với ester 3

Khảo sát các loại base sử dụng cho phản ứng với các điều kiện sau:

 Nhiệt độ phản ứng là: 200C

 Tỷ lệ mol dimethyl sulfat : ester 3=1,2

 Khối lượng 3: 0,50 g (2mmol)

 Các loại base khảo sát: NaOH rắn, K2CO3 khan, TEA, pyridine với tỷ

lệ mol: ester 3=1,5

Kết quả khảo sát này ghi lại trong bảng 3.2 dưới đây

Bảng 3.2 Khảo sát các loại tác nhân base cho phản ứng methyl hóa STT Xúc tác sử

dụng

Thời gian (Giờ)

Khối lượng sản phẩm (g)

Hiệu suất phản ứng (%)

 Với NaOH rắn phản ứng diễn ra nhanh tuy nhiên không hoàn toàn Sắc

ký lớp mỏng cho kết quả giống nhau với thời gian 8 giờ và 24 giờ Như vậy phản ứng giữa nhóm –OH phenol và NaOH đã giải phóng H2O gây thủy phân tác nhân dimethyl sulfat làm giảm hiệu suất phản ứng

 Tác nhân K2CO3 khan cho hiệu suất tốt nhất