Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp l thyroxin làm thuốc điều trị thiểu năng tuyến giáp

45Hình 3.10: Sơ đồ quy trình oxy hóa tạo ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxin 46 Hình 3.11: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ acid boric đến hiệu suất_phản ứng tạo ethyl ester của N-acetyl-L-

B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ Dược PHẨM & BÀO CHẾ

L Ờ I C Ả M ƠN

Tôi sẽ không hoàn thành luận văn nếu không có sự giúp đỡ của thầy cô giáo, bạn bè và những người thân yêu của tôi.

Trước tiên cho phép tôi được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc của mình tới

Tiến Sĩ Nguyễn Đình Luyện - người Thầy mà tôi kính trọng đã trực tiếp

hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi nghiên cứu thực hiện luận văn này.

Tôi xỉn chân thành cám ợn DS Nguyễn Văn Hải và anh Phan Tiến Thành của phân môn Tohg hợp Hóa dược - Bộ môn Công nghiệp dược đã giúp đỡ tôi rat nhiệt tình trong suốt thời gian thực hiện luận vãn vừa qua.

Tôi cũng xỉn được gửi lời cảm ơn đến cảc thầy cô, anh chị thuộc bộ môn Công nghiệp dược, cũng như các thầy cô trong trường Đại học Dược Hà Nội

đã tạó điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận văn này.

Cuối cũng, tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình và bạn bè là động lực không nhỏ giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn này.

Tôi xỉn chân thành cám ơn !

Hà Nội, ngày 15 tháng 12 năm 2010

Học viên

Phùng Thị Chính

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Trang

ĐẶT VẤN ĐÊ 1

CHƯƠNG 1 TỎNG Q U A N 3

1.1 Tổng quan về L-tyrosin 3

1.1.1 Công thức cẩu tạo, công thức phân t ử 3

1.1.2 Tính chất 3

1.1.3 Tác dụng dược lý của L-tyrosỉn 4

1.1.4 Phương pháp điều chế L-tyrosin 5

1.2 Tổng quan về hormon tuyến giáp 5

1.2.1 Levothyroxin: 6

1.2.2 Lỉothyronin (T3): 8

1.2.3 Tác dụng dược lý của hormon tuyến giáp: 9

1.3 Phương pháp tổng hợp levothyroxin 11

1.3.1 Các phương pháp tong hợp levothyroxỉn theo con đường oxy hóa 3,5-diỉodo-L-tyrosin và dẫn chất acyl, ester của nó để tạo dỉaryl-ether .11

1.3.2 Phương pháp tổng hợp levothyroxỉn thông qua hợp chất trung gian N-acetyỉ-3,5-diỉodo-4-(p-methoxyphenoxyphenyl)alanin ethyl ester 16

1.3.3 Phương pháp của G M Salamonczyk và cộng s ự 22

1.3.4 Phương pháp của p F Bevilacqua và cộng s ự 23

1.4 Các nghiên cứu ở Việt N am 24

CHƯƠNG 2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 26

2.1 Đối tượng nghiên cứ u 26

2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu: 26

28 29 32 32

32 34 37 40 48 49

50

50 51 51

ợc

54 56 60

2.1.3 Thiết bị và máy m óc:

2.2 Cơ sở lựa chọn phương pháp nghiên cứu

2.3 Nội dung và phương pháp nghiên c ứ u

CHƯƠNG 3: THựC NGHIỆM VÀ KÉT Q U Ả

3.1 Tổng họp L-thyroxin

3.1.1 Tông hợp 3,5-dỉiodo-L-tyrosỉn

3.1.2 Tông hợp N-acetyl-3,5-dỉỉodo-L-tyrosỉn

3.1.3 Tông hợp N-acetyl-3,5-diỉodo-L-tyrosin ethyl ester

3.1.4 Tong hợp ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxỉn

3.1.5 Thủy phân tạo L-thyroxin hydroclorỉd

3.1.6 Tạo muối natri của L-thyroxin

3.2 Kết quả phân tích phổ

3.2.1 Phân tích pho hồng ngoại (IR)

3.2.2 Phân tích phổ khối (M S):

3.2.3 Phân tích pho cộng hưởng từ hạt nhân:

3.3 Kiểm nghiệm levothyroxin natri theo một số tiêu chuẩn điển

CHỰƠNG 4 BÀN LUẬN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC KỶ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Bảng 1.1: Độ tan của L-tyrosin trong nước 3

Bảng 1.2: Một số dạng bào chế của levothyroxin natri trên thị trường 10

Bảng 2.1: Hóa chất và dung môi dùng trong luận văn 26

Bảng 2.2: Thiết bị và máy móc dùng trong luận v ă n 28

Bảng 3.1: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung môi tới hiệu suất tạo 3,5-diiodo-L-tyrosin 34

Bảng 3.2: Ảnh hưởng của lượng MnSƠ4.H20 đến hiệu suất phản ứng_oxy hóa tạo ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxin 41

Bảng 3.3: So sánh tác nhân oxy hóa: không khí và 02 43

Bảng 3.4: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng acid boric đến hiệu suất phản ứng tạo ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxin 47

Bảng 3.5 Kết quả phân tích phổ IR của các chất 50

Bảng 3.6 Kết quả phân tích phổ khối của các chất 51

Bảng 3.7: Kết quả phân tích phổ 'H-NMR của các chất 52

Bảng Kết quả phân tích phổ 13C-NMR của các chất 53

DANH MỤC CÁC BẢNG

TrangHình 3.1: Sơ đồ quy trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-tyrosin từ L-tyrosin 33Hình 3.2: Sơ đồ quy trình tổng hợp 3,5-diiodo-N-acetyl-L-tyrosin_từ 3,5-

diiodo-L-tyrosin 36Hình 3.3: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất

tạo N-acetyl-3,5-diiodo-L-tyrosin 37Hình 3.4: Sơ đồ quy trình tổng hợp ethyl ester của_N-acetyl-3,5-diiodo-L-

tạo ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxin 45Hình 3.10: Sơ đồ quy trình oxy hóa tạo ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxin 46 Hình 3.11: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ acid boric đến hiệu suất_phản ứng

tạo ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxin 47Hình 3.12: Sơ đồ quy trình phản ứng thủy phân tạo L-thyroxin hydroclorid.49

DANH MỤC CÁC HÌNH

ĐẶT VẤN ĐÈ •

Suy giáp là tình trạng giảm chức năng tuyến giáp dẫn đến hormon tuyến giáp sản xuất dưới mức bình thường, làm cho nồng độ hormon tuyến giáp trong máu giảm, từ đó gây ra những tổn thương ở mô và rối loạn chuyển hóa

Có rất nhiều nguyên nhân gây suy giáp, trong đó có suy giáp do tổn thương hoặc rối loạn chức năng tuyến giáp, làm mất sự kiểm soát ngược của T3, T4 với tuyến yên, gia tăng TSH dẫn đến hậu quả: trẻ chậm lớn và không phát triến trí tuệ, người lớn bị chứng mạch chậm, giảm thân nhiệt, giảm trao đổi chất cơ bản, giảm hoạt động trí não, bướu cổ

L-thyroxin (T4) được chỉ định điều trị thay thế hormon tuyến giáp khi chức năng tuyến giáp bị giảm hoặc không còn L-thyroxin còn được dùng đểngăn chặn tiết TSH, điều này có thể làm giảm kích thước bướu giáp Lượng

ĩ

dùng cho điều trị là không nhiều (liều ban đầu: 12,5-100 ịig/lần/ngày, liều duy trì: 100-200ịig/lần/ngày) Hiện nay, nhu cầu sử dụng L-thyroxin ở nước ta cho điều trị bệnh là khá lớn mà việc sản xuất nguyên liệu trong nước chưa thực hiện được Giá nhập khấu nguyên liệu lại cao nên giá thành của các dược phẩm chứa L-thyroxin là khá cao Con đường tổng họp L-thyroxin chủ yếu đi

từ L-tyrosin, nguyên liệu này là dư phẩm của quá trình chiết L-cystin và bán tổng họp N-acetyl-L-cystein Nếu chúng ta tiến hành nghiên cứu, sản xuất thành công L-thyroxin thì sẽ chủ động được nguồn nguyên liệu, đồng thời hạ chi phí sản xuất góp phần giảm chi phí mua thuốc cho người bệnh

Quyết định số 61/2007/QĐ-TTg của Thủ tướng Chính phủ ngày 07/05/2007 về việc phê duyệt “Chương trình nghiên cứu khoa học công nghệ

cho ngành Dược Việt Nam một mục tiêu quan trọng là tăng cường tự sản xuất nguyên liệu làm thuốc, tiến tới chủ động sản xuất thuốc trong nước.

Vì vậy, chúng tôi đã tiến hành đề tài: “Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng họp L-thyroxin làm thuốc điều trị thiểu năng tuyến giáp” với các

mục tiêu sau:

1 Nghiên cứu quy trình tổng hợp L-thyroxin từ L-tyrosin

2 Chứng minh cấu trúc phân tử và sơ bộ đánh giá một số tiêu chuẩn của sản phẩm theo Dược điển

CHƯƠNG 1 TÒNG QUAN1.1 Tổng quan về L-tyrosin

1.1.1 Công thức cấu tạo, công thức phân tử [28]:

- Tinh thể hình kim, màu trắng

- Độ tan: rất ít tan trong nước, tan tốt trong dung dịch kiềm Không tan trong các dung môi như: alcol tuyệt đối, ether, aceton

Bảng 1.1: Độ tan của L-tyrosin trong nước

- Năng suất quay cực:

[a]22D = - 10,6° (c = 4, HC1 IN)

[a]18D = - 13,2°(c = 4, NaOH 3N)

- Nhiệt độ phân hủy: 342°c - 344°c

*** Tính chất hoá học [6J:

- Do trong cấu trúc phân tử của L-tyrosin có chứa nhóm carboxyl (-COOH)

và amin (-NH?) nên có các phản ứng đặc trưng cho các nhóm carboxyl và amin như: phản ứng acyl hoá, phản ứng formyl hoá hay ester hoá Đồng thời, L-tyrosin có chứa nhóm -O H phenol nên có những phản ứng của nhóm này

- Phản úng đặc trưng riêng của L-tyrosin: phản ứng Millon (phản ứng của nhóm -O H phenol) [4]

Nguyên tắc: L-tyrosin (dưới dạng tự do hay trong thành phần của protein) khi đun nóng với thuốc thử Millon sẽ cho muối thuỷ ngân của nitrotyrosin màu đỏ tía

Phản ứng:

1.1.3 Tác dụng dược lỷ của L-tyrosỉn

L-tyrosin là một trong số 20 acid amin được tế bào sử dụng để tổng hợp protein Đây là một amino acid không thiết yếu và nó được tìm thấy trong casein L-tyrosin thuộc nhóm acid amin không phân cực

L-tyrosin là tiền chất dẫn truyền thần kinh của catecholamin (dopamin), noadrenalin và adrenalin, là những chất dẫn truyền thần kinh có tác dụng quan trọng với não, dẫn truyền xung lượng thần kinh và chống lại sự trầm cảm.Vì vậy được sử dụng giảm stress, cũng có thể có tác dụng tốt đối với sự mệt mỏi,

lo âu, đau đầu [16], [17]

Nhiều nghiên cứu cho thấy L-tyrosin còn có tác dụng tốt trên bệnh nhân Parkinson và bệnh nhân Alzeimer [26] Đồng thời nó cũng rất hữu dụng trong việc làm giảm, ức chế cảm giác thèm ăn, chống lại sự tăng cân của cơ thể.L-tyrosin cũng có tác dụng phục hồi nhanh chóng các tổn thương do nhiễm xạ hay các chất độc hại, sản sinh sắc tố da và tóc, và giúp tăng trưởng

tế bào hồng cầu

1.1.4 Phương pháp điều chế L-tyrosin

L-Tyrosin được điều chế bằng phương pháp lên men chủng vi sinh vật

Erwinia herbỉcola từ hỗn hợp phenol, pyruvat và amoniac [24].

Ngoài ra L-tyrosin có thể được tách từ dịch thủy phân các nguồn keratin như sừng, tóc hoặc các phụ phẩm lông, móng gia súc Từ nguồn nguyên liệu này tiến hành thủy phân trong môi trường acid HC1, tẩy màu bằng than hoạt rồi trung hòa bằng NaOH về pH 5 sẽ thu được tủa là hỗn hợp L-cystin và L-

Ị

tyrosin Hòa tan hỗn hợp tủa trên trong HC1 IM thu được L-tyrosin kết tinh [12] Đây là những nguồn nguyên liệu sẵn có, rẻ tiền Từ nguồn nguyên liệu này người ta còn chiết xuất được L-cystin cũng là một acid amin quan trọng

1.2 Tổng quan về hormon tuyến giáp:

Tuyến giáp là một tuyến nằm ở cổ, trước khí quản, gồm haỉ thuỳ nối với nhau qua eo giáp trạng Tuyến giáp sản sinh ra hai hormon chính là L- thyroxin (T4) hay còn gọi là levothyroxin (trong phân tử gắn 4 nguyên tử iod)

và triiodothyronin (T3) hay còn gọi là liothyronin (trong phân tử gắn 3 nguyên tử iod) Do cấu trúc hoá học giống nhau nên tính chất lý hoá học

giống nhau, v ề tác dụng, liothyronin tác dụng nhanh hơn, hấp thu qua đường

tiêu hoá tốt hơn và hoạt lực mạnh hơn levothyroxin Các hormon này có vai trò quan trọng đối với sự phát triển và các quá trình chuyển hoá của cơ thể[6], [35]

Trên thị trường ngày nay chủ yếu là các chế phẩm tổng hợp dưới dạng muối natri (levothyroxin natri), được dùng trong điều trị bệnh suy giáp trạng.

y Tính chất vật lý:

- Tinh thể hình kim, màu trắng, không mùi vị

- Không tan trong nước, alcol và các dung môi hữu cơ Tan trong butanol, ethanol có mặt acid vô cơ hoặc kiềm, các dung dịch carbonat kiềm và trong các dung dịch có kiềm

- Nhiệt độ nóng chảy: 231-233° (dạng racemic), 235-236° (dạng tả truyền)

IM và 4 phần ethanol 96%) [32]

> Tính chất hoá học [8]:

Hóa tính của L-thyroxin là hóa tính của một oc-amino acid; hóa tính của họp chất iod hữu cơ; hóa tính của nhóm -O H phenol và hóa tính của nhân thơm

- Cho chế phẩm vào nước, lắc không tan Thêm dung dịch natri hydroxyd loãng, lắc hòa tan hoàn toàn

- Chế phẩm sau khi vô cơ hóa cho phản ứng đặc trưng của ion r

- Tác dụng với thuốc thử ninhydrin tạo màu tím

- Phản ứng của nhóm -O H phenol [4]: Khi đun nóng với thuốc thử Millon

sẽ cho muối thuỷ ngân màu đỏ tía

- Phản ứng của iod hữu cơ: dùng để định tính sự có mặt của iod trong phân

+ Cho chế phẩm vào chén sứ, thêm acid sulfuric rồi đun nhẹ, hơi màu tím bốc len

thử như: A gN 03, nước clor

- Cỗ cấu trúc nhiều vòng benzen và nhóm hấp thụ tia tử ngoại nên có thể ứng dụng đo phổ u v - VI s

Tác dụng dược lý [2], [11].

L-thyroxin là một hormon được sản xuất từ tuyến giáp, cần cho sự phát triển của người, tác dụng lên hầu hết các tế bào trong cơ thể, đặc biệt là tế bào thần kinh (trừ não và tinh hoàn người trưởng thành)

> Trên quá trình chuyển hóa:

- Trên quá trình sinh nhiệt: làm tăng tiêu thụ oxy và sinh nhiệt ở hầu hết các mô

- Trên chuyển hóa protid: kích thích tổng hơp protein

- Trên chuyển hóa hydratcarbon: làm tăng cường hấp thu glucose ở ruột, giảm tống họp glycogen ở gan và tăng sử dụng glucose ở các mô.

- Trên chuyển hóa lipid: tăng cường phân hủy lipid

- Trên chuyển hóa muối nước: tăng sức lọc cầu thận, giảm tái hấp thu ở ống thận và có tác dụng lợi tiểu

> Trên quá trình tăng trưởng: giúp phát triển não, xương, răng, dinh dưỡng da, lông, tóc, m óng đặc biệt trong giai đoạn hình thành

> Trên các cơ quan:

- Trên tim: làm tăng sức co bóp tim, tăng nhịp tim và nhạy cảm với catecholamin [19]

- Trên thần kinh: kích thích thần kinh trung ương gây bồn chồn, lo lắng, mất ngủ

- Nhiệt độ nóng chảy: 207-210°c (phân hủy, dạng pentahydrat)

- Dược điển Anh (BP 2007) qui định hàm lượng levothyroxin natri phải đạt

từ 97,0 đến 102,0%, tính theo chế phẩm đã làm khô; chứa một lượng nước kết tinh thay đổi

- Levothyroxin được xếp vào danh mục thuốc thiết yếu của Việt Nam ban hành lần thứ 4 năm 1999

1.2.2 Liothyronin (T3'):

- Tên khoa học: 3-[4-(4-hydroxy-3-iodophenoxy)-3,5-diiodophenyl]alanin.

- Công thức phân tử: C15H12I3 NO4

> Tính chất hoá học: giống L-thyroxin

1.2.3 Tác dụng dược lý của hormon tuyến giáp:

Hormon tuyến giáp là những chất tan trong lipid có thể thấm qua màng của tế bào đích một cách dễ dàng Trong huyết tương hormon tồn tại dưới hai dạng: dạng tự do và dạng liên kết với những protein đặc hiệu: TBG (thyroxin binding glubulin) và TBPA (thyroxin binding pre-albumin) Dạng tự do chiếm một phần rất nhỏ so với dạng kết hợp nhưng chỉ có dạng tự do mới có tác dụng tức thì Ở tế bào ngoại vi, hormon tuyến giáp xâm nhập vào trong tế bào và phát huy tác dụng tại đó T4 xâm nhập vào tế bào ít hơn T3 và tác dụng của T4 yếu hơn [5] Hormon tuyến giáp rất cần cho sự phát triển bình thường ở người do có những tác dụng sau: kích thích chuyến hoá năng lượng

làm tăng chuyển hoá cơ bản, tăng hấp thu glucose ở ruột và tăng phân huỷ glycogen nên gây tăng đường huyết, tăng phân huỷ triglycerid, phospholipid

và cholesterol, tăng tổng họp protein Rối loạn tổng hợp hormon tuyến giáp hoặc do có sự thiếu hụt tổng họp hormon tuyến giáp sẽ gây ra bệnh suy giáp, trẻ chậm lớn và không phát triển trí tuệ, người lớn bị chứng mạch chậm, giảm thân nhiệt, giảm trao đổi chất cơ bản, giảm hoạt động trí não, bướu cổ [2], [3]

Để đáp ứng nhu cầu điều trị thiểu năng tuyến giáp, hiện nay trên thị trường có rất nhiều biệt dược chứa levothyroxin và liothyronin với nhiều dạng bào chế khác nhau:

❖ Levothyroxin:

Một số dạng bào chế của levothyroxin natri trên thị trường trong nước hiện nay:

Bảng 1.2: Một sô dạng bào chê của levothyroxin natri trên thị trường

LÉVOTHYROX

1 0 0|ig 50jig, 25ịig

25 viên nén

Mj Biopharm (An Độ)

-Liều dùng: liều ban đầu 12,5-100|j.g/lần/ngày, liều duy trì 100-200

- Dạng dùng: Muối Na, viên nén 5|ng; 25|ag; 50jLig

1.3 Phương pháp tổng hợp levothyroxin

Phản ứng quan trọng nhất của quy trình tổng hợp T4 là oxy hóa tạo dẫn chat diary 1-ether Đây là giai đoạn ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất tổng họp T4 nên được nghiên cứu nhiều

1.3.1.~Các phương pháp tong hợp levothyroxìn theo con đường oxy hóa 3,5- diiodo-L-tyrosin và dẫn chất acyl, ester của nó để tạo diaryl-ether.

Tống họp T4 theo con đường oxy hóa 3,5-diiodo-L-tyrosin và dẫn chất

đích nâng cao hiệu suất của quá trình oxy hóa Việc ổn định quy trình là cần thiết vì quá trình oxy hóa phụ thuộc rất nhiều vào các yếu tố: nhiệt độ, xúc tác, nguyên liệu ban đầu

♦♦* Phương pháp của c w Turner cùng các tác giả khác (1948) [34]

L-Tyrosin (1) sau khi được iodo hóa bằng I2 trong methylamin thu được3,5-diiodo-L-tyrosin (2) Sản phẩm này được hòa tan vào dung dịch kiềm

hóa bằng acid acetic về pH = 5, lọc thu hồi tủa 3,5-diiodo-L-tyrosin Dịch lọc được dùng để chiết L-thyroxin (3) bằng butanol Sản phẩm được tinh chế bằng cách kết tinh lại nhiều lần trong natri carbonat, thu được levothyroxin natri Cuối cùng hòa tan muối này vào dung dịch 70% kiềm/ethanol và tủa lại bang acid acetic, thu được L-thyroxin dạng base

Cách tiến hành của phương pháp này khá đơn giản Tuy nhiên hiệu suất thu được L-thyroxin không cao

♦♦♦ Phương pháp của L G Ginger cùng các tác giả khác (1959).

tiến phương pháp bằng cách acyl hóa bảo vệ nhóm amino, sau đó tiến hành

nhiên hiệu suất đạt được vẫn chưa cao Năm 1959 L G Ginger cùng các tác

hóa Hiệu suất quá trình điều chế levothyroxin được cải tiến rõ rệt

Ac20 NaOH

*♦♦ Phương pháp của Robert I.Meltzer, Rockaway, and Rob er (1963) [27]

- Phản ủng tong hợp :

Tiến hành phản ứng như sau:

Khuấy trộn 2 vào dung dịch acid boric 0.2M (đã được điều chỉnh

đến 7,5 bằng dung dịch HC1 4M Thêm cloroform vào hỗn dịch A rồi cho

thyroxin với hiệu suất 23%

Để nâng cao hiệu suất quá trình, đồng thời tiết kiệm 9 các tác giả cho thêm vào hỗn dịch A n-butanol và t-butylhydroperoxyd rồi tiến hành phản ứng như trên Sau phản ứng loại lớp n-butanol bằng cất, lọc lấy tủa và rửa lại bằng nước Tủa này lại được nghiền nhỏ trong dung dịch HC1 4M, lọc, rửa lại bằng nước, làm khô thu được L-thyroxin với hiệu suất khoảng 29%

♦♦♦ Phương pháp của F Paul, T Andrew, V Nathalie tong hợp L-thyroxỉn

đi trực tiếp từ L-tyrosỉn [29]:

Quá trình sản xuất gồm các bước cơ bản sau:

- Iodo hoá 1 thành 2 bằng N al/N aio trong acid acetic:

ứng acetyl hoá, với tác nhân anhydrid acetic trong môi trường kiềm thu được amid 4:

NaOH

H20

- Bảo vệ nhóm carboxyl của 4 bằng phản ứng ester hoá với tác nhân

Để điều chế 5 từ 1 có thể theo phương pháp của tác giả J H Branes và

A G Long [10]

được xử lý bang natri pyrosulfit và amino acid ở môi trường pH 5 - 6

môi trường kiềm ở nhiệt độ 5 - 10°c

+ Ester hóa để bảo vệ nhóm acid của 4 bằng cách cho 4 phản ứng với ethanol xúc tác là acid p-toluen sulfonic và dung môi cloroform Ethyl ester

+15°(C = 2,0, ethanol) Thành phần: C: 31,0%; H: 3%; N: 2,8%; I: 50,5%

- Hoà tan muối clohydrat 7 trong Na2C 03/n-propanol để tạo thành muối

♦♦♦ Phương pháp của p F Coe cùng các tác giả khác (1999) [15]

Đe thu được hiệu suất cao, phương pháp của Ginger dùng oxy nguyên chất ở giai đoạn oxy hóa Vì vậy khi thực hiện ở quy mô lớn phương pháp này gặp một số trở ngại do oxy dễ gây cháy no khi thực hiện ở hệ hở hoặc hệ kín với áp suất cao Nhằm cải tiến việc này p F Coe và các cộng sự đã tiến hành

một amin hữu cơ (piperidin) Hiệu suất sản phẩm các tác giả thu được cao hơn hăn các phương pháp trước

1.3.2 Phương pháp tồng hợp levothyroxin thông qua hợp chất trung gian N-acetyl-3,5-diiodo-4-(p-methoxyphenoxyphenyl)alanin ethyl ester.

Cải tiến quy trình tổng hợp L-thyroxin, nhiều tác giả đã chọn phương

pháp đi qua hợp chất trung gian 10 là dẫn chất của 3,5-diiodo-L-thyronin (11)

từ nguyên liệu đầu là L-tyrosin

Từ 10 tổng hợp T3 và T4 như sau:

được 11 Từ 11 thực hiện phản ứng iodo hóa thu được T3, T4 Từ T4 tạo muốỉ natri bằng phản ứng với natricarbonat trong n-propanol thu được muối natri của L-thyroxin là dạng dược dụng trên thị trường [11].

- Nguyên tắc: Một hỗn hợp gồm phenol, đồng (II) acetat, p-

0.1M, phenol và triethylamin Phản ứng tiến hành trong điều kiện khuấy trộn

tách ra bằng sắc kí áp lực Hiệu suất khoảng 81%

*1* Phương pháp của J R Chalmes cùng các tác giả khác [13].

Tống họp L-thyroxin từ L-tyrosin qua các giai đoạn sau:

tạo 13.

bảo vệ nhóm amino, thu được dẫn xuất N-acetyl (14) với hiệu suất 80%.

để bảo vệ nhóm carboxyl thu được 15 với hiệu suất cao.

methoxyphenol (p-hydroxyanisol) trong pyridin tạo thành 3,5-dinitro-4-p-

methoxyphenoxy-N-acetyl-L-phenylalanin ethyl ester (16).

13

nhóm amino của 17 bằng iod thu được 10 Dan chất 10 được đem thủy phân trong hỗn hợp acid hydroiodic và acetic để loại bỏ nhóm bảo vệ, sau đó iodo

quá trình thu được là 26%

Đây là phương pháp tổng hợp T4 đầu tiên được Harrington và Barger thực hiện vào năm 1927 Hai tác giả này đi từ nguyên liệu ban đầu là 4- methoxyphenol và 3,4,5-triiodonitrobenzen qua họp chất 11 Sản phẩm sau khi tổng hợp được M Lyon thử hoạt tính sinh học và cho kết quả tốt

Quy trình tổng hợp như sau:

- Tổng hợp 3,5-dỉiodo-4-(4 ’-methoxy-phenoxy)-nitrobenzen (20):

-C O O E t

NHAc

16

• 2 + KI + c o 2 + Hzo

Đun hồi lưu 4-methoxyphenol (18) và 3,4,5-triiodo-nitrobenzen (19)

thúc phản ứng, acid hoá bằng acid acetic và cất loại dung môi Cặn thu được

Xử lý 21 với amyl nitrit trong acid acetic và ether bão hòa khí HC1 ở 15-

nước Đun nóng nhẹ, lọc thu kết tủa Hoà tan tủa trong benzen ở nhiệt độ sôi, lọc bỏ cặn Làm khan dịch lọc và cất thu hồi dung môi, kết tinh lại cặn thu được trong methyl-ethyl-ceton

- Tông hợp 3,5-diiodo-4-(4’-methoxy-phenoxy)-benzaldehyd (24):

- Tông hợp 3,5-dỉỉodo-4-(4’-methoxy-phenoxy)-benzo-nỉtrỉl (22):

SnCl2 / HC1 khí

khí HC1 Sau đó thuỷ phân imin thu được với HC1 loãng Aldehyd 24 được kết tủa từ môi trường thuỷ phân, lọc và kết tinh lại trong acid acetic

Hợp chất 24 cho phản ứng với hỗn hợp acid hippuric và anhydrid acetic

có mặt của natri acetat ở nhiệt độ nóng thu được aza-lacton 25 Thủy phân

nóng, thu được dẫn chất 26

Hồi lưu 26 với HI trong 1 giờ để loại các nhóm bảo vệ tạo 11 Cuối cùng

acid acetic thu được levothyroxin dạng base

Phương pháp Harrington tiến hành tương đối phức tạp và cho hiệu suất

♦> Phương pháp của Gunther Hillman, Tuebingen, Germany (1956).

chiết với NaOH IN để loại hết 5 Phần dịch trong benzen được cất loại dung môi thu được sản phẩm thô, kết tinh lại trong cồn 50° thu được 10 với hiệu

suất 50% [23], [33]

Người ta cũng sử dụng dạng muối idoniumhydrosulfat [28]:

Cấc phương pháp đã nêu trên đều nhằm mục đích tạo được cầu nối ether

thông qua hợp chất trung gian 10 để tổng họp T3 hoặc T4 Chính vì vậy việc

tiếp tục nghiên cứu con đường tổng hợp hợp chất 10 là cần thiết

1.3.3 Phương pháp của G M Salamonczyk và cộng sự [30].

NaBH 4

CH3OH

+ h 2 o

HsN NaB0 3 0 ,2M COO- p H - 8

24°c 16h

€00'

+ HCHO

T4

oxapiro[2,5]bicyclooctan-4,7-dien-6-on (30) với hiệu suất 37% Epoxyd 30

thu được L-thyroxin với hiệu suất 94% Phương pháp trên cho hiệu suất cao nhưng để tổng hợp nguyên liệu 28 qua nhiều giai đoạn trung gian tốn kém, khó triến khai ở quy mô công nghiệp

Phương pháp trên còn dùng để tổng hợp T3 với hiệu suất 70% đi từ 4- iodo-l-oxapko[2,5]bicyclooctan-4,7-dien-6-on và 2

1.3.4 Phương pháp của p F Beviỉacqua và cộng sự [11].

của N-acetyl-3,5-diiodo-L-tyrosin (5) phản ứng với di-(p-anisyl)-iodonium bromiổ, methanol, triethylamin và bột đồng được khuấy ở nhiệt độ phòng trong 23 giờ

OOC2H5 di-(p-anisyl)- HO

iodonium brom id

Yo CH 3O H

trymethylamin Bột Cu

Sau phản ứng, lọc tách chất rắn không tan được tách ra và cất quay chân không loại methanol Chất rắn hòa tan trong benzen và HC1 3%, lọc tách chất

khan Lọc, cất quay chân không để loại benzen Chất rắn không tan được

ngâm trong dung môi cho đến khi hoàn toàn thành dạng bột, sau đó được để

137°c Kết tinh lại từ ethanol, nhiệt độ nóng chảy đạt 135-138°c [a]D25= 30,1° (c = 6,01 trong dioxan)

1.4 Các nghiến cứu ở Việt Nam

Cho tới nay ở Việt Nam chưa có nghiên cứu tổng hợp thyroxin nào, mới chỉ có hai nghiên cứu tổng họp dẫn chất trung gian N-acyl của L-tyrosin [ 1 ]

và ester của L-tyrosin [7] Nghiên cứu quy trình tổng hợp N-acyl của L- tyrosin đã sử dụng phương pháp của J H Branes và A G Long [10], tác giả

đã khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol của 3,5-diiodo-L-tyrosin và anhydrid acetic tới hiệu suất tạo 4 và thời gian tối un cho phản úng acyl hóa Kết quả trên cho thấy tỷ lệ mol tối ưu nhất cho hiệu suất phản ứng là 1: 5 và với tỷ lệ mol của 3,5-cliiodo-L-tyrosin và anhydrid acetic là 1:5 thì thời gian phản ứng tối ưu là 60 phút, hiệu suất đạt 86,5%

Hiệu suất phản ứng tạo dẫn chất iodo 2 xảy ra với hiệu suất cao và tương đối ổn định, nhiệt độ nóng chảy trong khoảng 198 - 200°c, hiệu suất trung bình lấ 69,40% Trong quá trình ester hóa 4 tạo 5 tác giả đã khảo sát các yếu

tố ảnh hưởng tới phản ứng này và kết quả như sau:

- Hiệu suất phản ứng khi thực hiện ester hóa trong lOh đạt 78,06%

- Lượng ethanol thực tế dùng để ester hóa với tỷ lệ mol so với acid là 2:1 thì đạt hiệu suất tốt nhất

- Khảo sát hiệu suất tạo thành 5 với các xúc tác: acid p - toluensulfonic,

cho hiệu suất cao nhất

Phản ứng ester hóa tạo N-acetyl-3,5-diiodo-L-tyrosin methyl ester được

sử dụng phương pháp giống phương pháp tổng hợp ethyl ester Phản ứng ester hóa tạo methyl ester có hiệu suất khá ổn định (69,93%)

CHƯƠNG 2 ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u

2.1 Đoi tượng nghiên cứu

2.1.1 Nguyên liệu nghiên cứu:

Nguyên liệu để tổng họp L-thyroxin là L-tyrosin được tách từ dịch thuỷ phân keratin

2.1.2 Hóa chất và dung môi:

Bảng 2.1: Hóa chất và dung môi dùng trong luận văn.

STT Hóa chất và dung môi Nguồn gốc

2.1.3 Thiết bị và máy móc:

_ r

Bảng 2.2: Thiêt bị và máy móc dùng trong luận văn

2.2 Cơ sỏ’ lựa chọn phương pháp nghiên cứu.

Với chiến lược phát triển công nghiệp hóa dược, nhằm cung cấp nguyên liệu cho sản xuất dược phẩm, phù hợp với điều kiện nước ta hiện nay, việc nghiên cứu tối ưu hóa các quy trình tổng hợp nguyên liệu thuốc áp dụng trên quy mô lớn là rất cần thiết Chính vì vậy đề tài này tiếp tục nghiên cứu quá trình tổng họp T4 để nâng cao hiệu suất từ nguồn nguyên liệu rẻ tiền, sẵn

có Hơn nữa liều điều trị của levothyroxin natri không nhiều nên việc điều chế

được một lượng nhỏ levothyroxin natri cũng có thể đáp ứng được nhu cầu sử dụng trong nước.

Đe nghiên cứu điều chế levothyroxin natri chúng tôi dùng phương pháp tông hợp từ L-tyrosin Trong đó, nguyên liệu ban đầu L-tyrosin thu được từ dịch thủy phân sừng và các phụ phẩm (lông, tóc, móng) trong môi trường acid Quy trình thủy phân này khá đơn giản, nguồn nguyên liệu đủ cho sản xuất công nghiệp (thu mua từ các xưởng thủ công mỹ nghệ, lò mổ) Từ L- tyrosin quá trình tổng hợp levothyroxin natri như sau:

- Iodo hóa L-tyrosin

- Acyl hóa dẫn xuất 3,5-diiodo-L-tyrosin đế bảo vệ nhóm amin

- Oxy hoá dẫn chất đã được bảo vệ

- Thuỷ phân loại các nhóm bảo vệ

- Tạo dạng muối natri của L-thyroxin

Quá trình oxy hóa ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố Vì vậy chúng tôi tiến

phản ứng trong giai đoạn oxy hóa nhằm ổn định quy trình, nâng cao hiệu suất tổng hợp L-thyroxin

2.3 Nội dung và phưong pháp nghiên cứu

❖ Nội dung và phương pháp tổng hợp

- Bước 1: Iodo hoá L-tyrosin (1) tạo 3,5-diiodo-L-tyrosỉn (2)

- Bước 2: Acyl hóa 2 tạo N-acetyl-3,5-dỉỉodo-L-tyrosỉn (4)

- Bước 6 : Tạo levothyroxin natri (8)

OH Na2C 0 3 HCS p ^ j NH2.HCI n-propanol

ONa

♦♦♦ Sử dụng các phương pháp hóa học, vật lý, hóa lỷ để tách và tỉnh chế các chất trung gian và sản phẩm tạo thành.

❖ Phương pháp xác định độ tinh khiết và cấu trúc của sản phẩm:

- Đo nhiệt độ nóng chảy

- Sắc ký lớp mỏng

- Đo phổ IR

- Đo phổ khối lượng MS

❖ Xử lý các kết quả, số liệu nghiên cứu bằng phần mềm Excel.

CHƯƠNG 3: THựC NGHIỆM VÀ KÉT QUẢ

H20 vào khối phản ứng trong 180 phút Sau khi nhỏ xong, khuấy khối phản ứng thêm 30 phút Kết thúc phản ứng lượng iod dư được xử lý với natri pyrosulfit đến phản ứng âm tính với hồ tinh bột Điều chỉnh dung dịch thu

được về pH 5-6 bằng acid acetic, sản phẩm 2 sẽ kết tủa Lọc lấy tủa, rửa bằng

nước

Tủa được tinh chế như sau: hòa tan tủa thô trong dung dịch HC1 IN, lọc

và rửa tủa bằng nước, sấy tủa ở nhiệt độ 70°c Sản phẩm 2 thu được có khối

lượng 43,Og (89,9%) Nhiệt độ nóng chảy: 202-204°C

SKLM (n-butanol : acid acetic : H20 = 9,0 : 2,0 : 2,5), dung môi hòa tan

nguyên liệu L-tyrosin R f = 0,58) [phụ lục 1]

❖ So’ đồ quy trình tổng họp

Dịch lọc

Dịch lọc

Hình 3.1: Sơ đồ quy trình tổng hợp 3,5-diìodo-L-tyrosin từ L-tyrosin

❖ Khảo sát ảnh hưởng của dung môi tói hiệu suất phản ứng tạo 3,5- diiodo-L-tyrosin.

Tiến hành phản ứng với lượng L-tyrosin như nhau với các dung môi là

1:1 Kết quả thu được như sau: