Nghiên cứu tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantyl bromid trên cơ sở phản ứng kiểu ritter

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ và tên tác giả luận văn : Trần Thị Vân Đề tài luận văn: Nghiên cứu tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantyl bromid trên cơ sở phản ứng kiể

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP AMANTADIN HYDROCLORID

TỪ ADAMANTYL BROMID TRÊN CƠ SỞ

PHẢN ỨNG KIỂU RITTER

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

KỸ THUẬT HOÁ HỌC

Hà Nội – Năm 2018

TRẦN THỊ VÂN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP AMANTADIN HYDROCLORID

TỪADAMANTYL BROMID TRÊN CƠ SỞ

BẢN XÁC NHẬN CHỈNH SỬA LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên tác giả luận văn : Trần Thị Vân

Đề tài luận văn: Nghiên cứu tổng hợp amantadin hydroclorid từ

adamantyl bromid trên cơ sở phản ứng kiểu Ritter Chuyên ngành: Kỹ thuật Hoá học

Mã số HV: CA170302

Người hướng dẫn khoa học và Hội đồng chấm luận văn xác nhận tác giả

đã sửa chữa, bổ sung luận văn theo biên bản họp Hội đồng ngày 25/05/2018 với các nội dung sau:

- Đã sắp xếp lại bố cục luận văn (thêm phần thực nghiệm-chương 3)

- Đã sửa tài liệu tham khảo số 29 (trang web thành bài báo tham khảo phổ của adamantyl formamid)

- Đã bổ sung thêm phản ứng Ritter (mục 2.2.2 – trang 17)

- Đã bổ sung thảo luận về kết quả thực hiện phản ứng (chương 3)

- Thêm giải thích của các nhóm chức, CTPT, PTL của các chất trong các phụ lục phổ đồ

1.1.2 Tính chất vật lý

5

5 1.2 Các dữ liệu phổ của amantadin hydroclorid

1.3 Tiêu chu n amantadin hydroclorid theo Dư c đi n

1.6 Các phương pháp tổng h p amantadin hydroclorid

10

10

2.1.2 Thiết bị

15

16

trên cơ sở công bố của Marvin P và Watts J

18

3.1 Nghiên cứu khảo sát quy trình tổng h p Ad-NH2.HCl quy mô phòng thí

nghiệm theo Marvin P.; Watts J từ Ad-Br và CH3CN

32

32

33

CH3CONH2 hoặc NH2CHO

4.2.1 Kết quả nghiên cứu phương pháp mới tổng hợp amantadin hydroclorid

từ adamantyl bromid và acetamid

4.2.2 Kết quả nghiên cứu phương pháp mới tổng hợp amantadin hydroclorid

từ adamantyl bromid và formamid

4.3.1 Kết quả xác định cấu trúc hóa học của adamantyl acetamid

4.3.2 Kết quả xác định cấu trúc hóa học của adamantyl formamid

4.3.3 Kết quả xác định cấu trúc hóa học của amantadin hydroclorid

64

65

67 KẾT LUẬN

KIÊN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

học, Viện Kỹ thuật Hóa học, bộ môn Công nghệ Hóa Dược và ảo vệ Thực vật trường ại học ách Khoa Hà Nội Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới an Giám đốc Học viện Quân y, Trung tâm ào tạo – Nghiên cứu Dược, Hệ Sau đại học – Học viện Quân y đã tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho tôi có thể hoàn thành khóa học

2017 - 2018

ặc biệt, tôi xin bày t l ng kính trọng và biết ơn sâu s c đến th y giáo

GS.TSKH Phan Đình Châu, TS Nguyễn Hữu Tùng – người đã trực tiếp hướng

d n, cho tôi nh ng lời khuyên quý báu cả về lý luận l n thực ti n và tạo mọi điều kiện giúp đ tôi trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận v n tốt nghiệp này

Tôi xin bày t l ng cảm ơn đến th y PGS.TS Vũ Bình Dương đã chỉ bảo,

góp ý tận tình và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận v n tốt nghiệp

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến anh NCS Nguyễn Văn Thịnh, anh NCS Phạm Văn Hiển, anh Hồ Bá Ngọc Minh, các anh chị cùng các em ở Trung tâm

ào tạo - Nghiên cứu Dược, Trung tâm Nghiên cứu Sản xuất thuốc thực nghiệm - Học viện Quân y đã giúp đ và tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu

Và cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến nh ng người thân trong gia đình, bạn bè đã luôn giúp đ , động viên, quan tâm và tạo điều kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và làm luận v n

Tôi xin trân trọng cảm ơn!

Hà Nội, Ngày 30 tháng 05 n m 2018

adamantyl bromid trên cơ sở phản ứng kiểu Ritter” là đề tài đư c nghiên cứu dựa theo đề tài nghiên cứu cấp nhà nước có tên: “Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp amantadin làm thuốc điều trị cúm A”

Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng đư c tác giả nào

khác công bố trong bất cứ công trình khác

Ngày 30 tháng 05 năm 2018 Tác giả

Vân Trần Thị Vân

1 Ad-NHCOCH3 Adamantyl acetamid

3 Ad-NHCHO Adamantyl formamid

5 Ad-NH2.HCl Amantadin hydroclorid

6 13 C – NMR (Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy)

DANH MỤC CÁC BẢNG

1.1 Tiêu chuẩn amantadin hydroclorid theo USP 38 6

3.1 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến sự

35

3.2 Kết quả khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol gi a CH 3 CN và Ad-Br đến hiệu

36

3.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol gi a H 2 SO 4 và Ad- r đến hiệu

37

3.4 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến sự

42

3.5 Kết quả khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol gi a CH 3 CONH 2 và Ad- r đến

44

3.6 Kết quả khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol gi a H 2 SO 4 và Ad- r đến hiệu

45

3.7 Kết quả khảo sát ảnh hưởng dung môi sử dụng deacetyl Ad-NHCOCH 3

47

3.8 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng đến sự

hình thành sản phẩm Ad-NHCHO

50

3.9 Kết quả khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol gi a H 2 SO 4 và Ad- r đến hiệu

suất phản ứng tạo Ad-NHCHO

51

3.10 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol gi a NH 2 CHO và Ad- r đến

hiệu suất phản ứng tạo Ad-NHCHO

52

3.11 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol gi a HCl và Ad-NHCHO đến

3

Đ T VẤN ĐỀ

Từ đầu thế kỷ XIX đến nay, bệnh cúm vẫn là mối đe doạ đến sức khoẻ của con người và động vật Mặc dù, bệnh cúm xảy ra theo mùa nhưng nó dễ gây ra bệnh truyền nhiễm cấp tính và dễ hình thành đại dịch lớn với những bi u hiện lâm sàng thay đổi từ nhẹ đến hội chứng trầm trọng cho đến bi u hiện suy hô hấp nặng và suy

đa tạng Trong lịch sử, có 4 đại dịch cúm lớn trên toàn cầu, cướp đi sinh mạng của hàng ngàn đến hàng triệu người đó là dịch cúm Tây Ban Nha năm 1918 - 1919 do virut cúm A/H1N1 đã cướp mất sinh mạng của khoảng 50 triệu người với tỷ lệ mức

tử vong là 40 - 60%, dịch cúm châu Á năm 1958, dịch cúm tại Hồng Kông vào năm

1968, gần đây nhất vào năm 2009 xảy ra dịch cúm l n, và dịch cúm gia cầm H5N1

Ba bệnh cúm cuối, mỗi lần gây ra làm khoảng 1-2 triệu người tử vong Đến năm

2015 hơn 50 sự kiện từ 33 quốc gia đã báo cáo là có liên quan đến các phân nhóm

IAV của H5N1, H5N2, H5N3, H5N6, H5N8, H5N9, H7N3 và H7N9 [21] Đ điều

trị bệnh, đặc biệt là trong những trường h p nhiễm cúm nặng cần phối h p sử dụng các thuốc kháng virus như amantadin

Amantadin là thuốc kháng virus đầu tiên đư c sử dụng đ ức chế virus cúm A Năm 1964 Davies và cộng sự [11] đầu tiên thông báo amantadin kháng đư c hầu hết các loại virus Trong đại dịch cúm châu Á, năm 1966 đã đư c phê duyệt đ điều trị virus cúm A [14] Ở Nhật Bản, amantadin còn đư c sử dụng như một loại thuốc điều trị bệnh Parkinson, cho đến năm 1988 đã đư c chấp nhận sử dụng cho các loại virus cúm A và bệnh truyền nhiễm

Do đặc đi m vị trí địa lý và khí hậu mà Việt Nam là một trong những nước trên thế giới có tỷ lệ ca mắc bệnh cúm cao kéo theo nhu cầu sử dụng thuốc đ điều trị cúm như amantadin là rất lớn Hiện tại ở Việt Nam, amantadin đang đư c sử dụng với một số biệt dư c như: Symmetrel (CVS Phamacy), Symemebiel (Walgreen), Amantadin (Merz)…Tuy nhiên, cho đến nay ở nước ta vẫn chưa có một cơ sở nào tổng h p amantadin cũng như sản xuất các dạng bào chế của hoạt chất này, các chế ph m của amantadin hiện vẫn nhập ngoại với giá thành khá cao

khổ “Chương trình trọng điểm Quốc gia về phát triển Hóa dược”) bước đầu cho

những kết quả khả quan Trong đó, năm 2015, nhóm nghiên cứu đã tổng h p đư c amantadin hydroclorid qua 3 giai đoạn, đi từ adamantan thông qua dẫn chất trung gian là adamantyl nitrat và adamantyl acetamid cho hiệu suất tổng của quy trình 54,38% [5], [6] Trong năm 2017, nhóm cũng đã nghiên cứu con đường tổng h p amantadin hydroclorid thông qua con đường sulfat hóa đi từ adamantan qua dẫn xuất trung gian là adamantyl acetamid cho hiệu suất 67,24% [12]

Hiện nay, nhóm nghiên cứu vẫn đang tiếp tục khảo sát một số phương pháp tổng h p amantadin hydroclorid nhằm cải tiến quy trình và nâng cao hiệu suất tổng

h p amantadin hydroclorid Trong khuôn khổ của chương trình, chúng tôi đã tiến

hành đề tài “Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantyl bromid trên cơ sở phản ứng kiểu Ritter” và đã tìm đư c 02 phương

pháp mới nhằm các mục tiêu sau:

1 Xây dựng được quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid và tìm ra phương pháp mới tổng hợp amantadin hydroclorid ở quy mô ph ng thí nghiệm

2 ánh giá được một số chỉ tiêu chất lượng của amantadin hydroclorid tổng hợp được theo Dược điển Mỹ 38

5

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan về amantadin hydroclorid

1.1.1 Tên gọi, công thức cấu tạo

Hình 1 Công thức cấu tạo của amantadin hydroclorid

- Tên riêng: Amantadin hydroclorid

- Tên khoa học: 1-adamantanamine hydrocloride; tricyclo amine, hydrochloride [24]

[3.3.1.1]decan-1 Tên khác: 1[3.3.1.1]decan-1 amino adamantan hydroclorid; 1[3.3.1.1]decan-1 adamantyl amin hydroclorid

- Công thức cấu tạo: Hình 1

+ Dạng amantadin base: nóng chảy ở 189-192°C

+ Dạng muối amantadin hydroclorid: chưa chảy ở 360°C [20]

Độ hòa tan (g/ml): Tan trong cloroform (1 : 18); tan trong ethanol (1 : 5); tan trong nước (1 : 2,5) [1]; [16]; [19]

1.2 Các dữ liệu phổ của amantadin hydroclorid

Amantadin hydroclorid có các phổ như sau [12]:

- TLC (CH3Cl/ MeOH/ 25% aq NH3 = 6 : 1 : 1); Rf = 0,5; tR = 10,10 phút

- Phổ IR (KBr) (ν, cm-1): 3331,73 – 3185,17 (NH), 3054,60 – 2917,82 (C-H), 1363,50 (C-N)

- 1H-NMR (CDCl3, 500MHz) (δ, ppm): 8,28 (s, 3H); 2,15 (s, 3H); 2,04 (s, 6H); 1,69 (s, 6H)

6

- 13C-NMR (CDCl3, 125MHz) (δ, ppm): 28,97 (δ – C); 35,38 (β – C); 40,56 (γ– C); 52,95 (α –C)

- MS (m/z) = 151,9 [M-HCl]+; 135,0 [M-NH2.HCl]+

1.3 Tiêu chu n amantadin hydroclorid theo Dƣợc điển

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn amantadin hydroclorid theo USP 38 [24]

Chỉ tiêu Yêu cầu chất lƣợng

Định tính Phổ IR: phổ hồng ngoại của sản ph m phải phù h p với

phổ hồng ngoại của amantadin hydroclorid chu n

Định lƣ ng Amantadin hydroclorid có chứa từ 98,5% đến 101,5%

tế Phòng cúm bằng thuốc không th thay thế cho việc tiêm phòng vaccin cúm hàng năm [4], [9] Ngoài ra, amantadin cũng đƣ c dùng trong điều trị bệnh Parkinson phối h p với trị liệu khác, và trong điều trị các hội chứng ngoại tháp do thuốc gây

7

ra Trong não, thuốc ngăn cản sự tái thu nhập dopamin ở tận cùng của các s i thần kinh tiết dopamin và do đó làm tăng cường nồng độ dopamin ở các synap Điều này làm tăng cường chức năng của các con đường thần kinh còn lại ở các liềm đen và

th vân của người mắc bệnh Parkinson Amantadin đư c dùng đ điều trị ban đầu một mình hoặc dùng phối h p với levodopa Triệu chứng lâm sàng mất vận động và chứng cơ tiến tri n tốt nhờ tác dụng của amantadin, tác dụng này kém so với levonopa nhưng hơn tác dụng của các thuốc kháng muscarin Đáp ứng của amantadin thường vừa phải Ngay cả trong trường h p người bệnh đáp ứng rất tốt với amantadin thì thường từ sau 6-8 tuần uống thuốc liên tục, tác dụng của thuốc giảm dần và có th bị mất tác dụng ở tháng thứ 2 và tháng thứ 18 Có th giảm thi u

đư c điều này nếu dùng thuốc ngắt quãng, chỉ uống thuốc 2-3 tuần rồi nghỉ thuốc vài tuần Nếu dùng phối h p với levodopa thì có tác dụng mạnh hơn là chỉ dùng một trong hai loại thuốc [25], [28]

1.4.2 Dược động học

Amantadin hydroclorid đư c hấp thu tốt qua đường tiêu hóa, nồng độ đỉnh trong huyết tương xuất hiện trong khoảng 4 giờ sau khi uống, sau 4-7 ngày có nồng

độ ổn định trong huyết tương Amantadin qua đư c nhau thai và hàng rào máu não

Nó cũng đư c phân bố vào sữa mẹ Th tích phân bố là 6,6±1,5 lít/kg Độ thanh thải

là 0,39±0,13 lít/giờ/kg Amantadin đào thải theo nước ti u (78-88%) dưới dạng không bị biến đổi [4]

+ Điều trị bệnh Parkinson: Liều duy trì thường dùng trong trường h p chỉ dùng amantadin là 100 mg/lần, ngày uống 2 lần Liều tối đa là 400 mg/ngày, chia làm nhiều lần Cần theo dõi chặt chẽ người dùng amantadin liều cao

+ Điều trị chứng ngoại tháp: 200 mg/lần, 2 lần/ngày; liều tối đa là 300 mg/ ngày, chia 3 lần

- Liều cho trẻ em đ phòng và điều trị cúm

+ Từ 1 - 9 tuổi: 4,4-8,8 mg/kg/ngày, chia 2 lần, liều tối đa: 150 mg/ngày + Từ 9 - 12 tuổi: 100 mg/lần, ngày uống 2 lần

+ Đ phòng bệnh: Uống thuốc liên tục ít nhất 10 ngày sau khi tiếp xúc hoặc

uống liên tục trong 2-3 tuần sau khi đư c tiêm vaccin cúm A

Đ điều trị: Uống thuốc liên tục đến khi triệu chứng bệnh đã hết đư c 24-48h

- Người trên 65 tuổi: 100 mg/ngày

- Người suy thận: Điều chỉnh liều theo độ thanh thải creatinin

- Người đang th m phân, lọc máu mỗi tuần uống 200 mg [4]

Phải giảm liều và theo dõi chặt chẽ khi dùng thuốc ở các đối tư ng sau:

+ Người suy gan thận

+ Người suy tim ứ máu, phù ngoại vi, hạ huyết áp thế đứng

9

+ Người có rối loạn tâm thần, co giật

+ Người đang dùng thuốc kích thích hệ thần kinh trung ương

+ Người quá 65 tuổi

+ Người có tiền sử viêm da dạng eczema [4]

1.4.7 Tác dụng không mong muốn (ADR)

- Thường gặp, ADR >1/100

+ Da: Mạng lưới xanh tím

+ Tâm thần: Chóng mặt, mất ngủ, trầm cảm, lo âu, dễ bị kích thích, lú lẫn

- Ít gặp: 1/1000 < ADR <1/100

+ Toàn thân: Nhức đầu, mệt mỏi

+ Tuần hoàn: Hạ huyết áp thế đứng, đánh trống ngực

+ Tiêu hóa: Chán ăn, buồn nôn, ỉa chảy, táo bón

+ Da: Phù ngoại biên

+ Hô hấp: Khó thở

+ Hệ thần kinh trung ương: Mất điều hòa, khó phát âm

+ Tâm thần: Loạn tâm thần, khó tập trung, ảo giác

+ Tiết niệu, sinh dục: Bí đái, đái rắt

+ Mắt: Rối loạn thị giác, phù giác mạc, liệt dây thần kinh thị giác

- Hiếm gặp: ADR < 1/1000

+ Máu: Giảm bạch cầu trung tính

+ Da: Nổi m n, viêm da dạng eczema

+ Thần kinh: Động kinh

+ Mắt: Cơn đảo nhãn cầu

+ Tiết niệu, sinh dục: Giảm tình dục, rối loạn xuất tinh

10

- Amantadin làm tăng tác dụng không mong muốn của thuốc kháng muscarin

Cần phải giảm liều thuốc kháng muscarin khi dùng đồng thời với amantadin [4]

1.4.9 Quá liều và xử trí

- Nếu có quá liều xảy ra thì cần rửa dạ dày hoặc gây nôn Cần phải điều trị hỗ

tr toàn thân: đảm bảo thông khí, giữ đường thở thông, cung cấp oxy, hô hấp hỗ tr

và phải theo dõi tình trạng tim mạch, huyết áp, hô hấp, thân nhiệt, điện giải, lưu

lư ng nước ti u, pH nước ti u Cho bệnh nhân uống nhiều nước, truyền tĩnh mạch,

có th làm toan nước ti u đ làm tăng tốc độ đào thải amantadin Cần theo dõi người bệnh xem có dấu hiệu bị kích thích hoặc động kinh không, nếu có phải dùng

thuốc an thần và chống co giật

- Trường h p hệ thần kinh trung ương bị ngộ độc amantadin: truyền tĩnh mạch chậm physostigmin 1-2 mg, mỗi lần cách nhau 1-2 giờ cho người lớn và 0,5 mg mỗi lần cách nhau 5-10 phút đối với trẻ em

- Trường h p bệnh nhân bị loạn nhịp tim và hạ huyết áp: Phải sử dụng thuốc tim mạch huyết áp và chú ý khi dùng các thuốc cường giao cảm vì nguy cơ gây nhịp nhanh thất nghiêm trọng [4]

1.5 Các sản ph m đang lưu hành trên thị trường

- Biệt dư c của amantadin: Symmeltrel, amantadin oral solution [15], Amantadine hydrochloride, Amatrel

1.6 Các phương pháp tổng hợp amantadin hydroclorid

Hiện nay, đã có rất nhiều phương pháp tổng h p amantadin hydroclorid của các nhà khoa học trên thế giới đã đư c công bố như sau:

1.6.1 Phương pháp 1

Năm 1960, Hermann S., Johann M., Maximilian S und Klaus W [13] lần đầu tiên tổng h p ra amantadin hydroclorid theo sơ đồ phản ứng gồm các bước như sau:

11

1.6.2 Phương pháp 2

Năm 1964, Wolfgang H [27] công bố bằng phát minh tổng h p amantadin hydroclorid qua 2 bước theo sơ đồ phản ứng

Quy trình trải qua 2 giai đoạn

- Giai đoạn 1: Tổng h p Ad-NHCHO như sau: Cho dung dịch H2SO4 96% vào bình cầu Thêm adamantan đư c hòa tan vào n-hexan, rồi cho từ từ hỗn h p này vào dung dịch acid trên Khuấy đều, nhỏ giọt hỗn h p gồm acid hydrocyanic lỏng và tert-butanol vào bình cầu trên trong vòng 1,5 giờ ở 25°C

- Giai đoạn 2: Tổng h p Ad-NH2.HCl: Thủy phân Ad-NHCHO bằng NaOH trong diethylen glycol Thu đư c amantadin dạng base, hiệu suất 70%, sản ph m có t°nc= 180–192°C Chuy n base thành amantadin hydroclorid bằng HCl 2N

1.6.3 Phương pháp 3

Năm 1967, Marvin P., Watts J [22] đã tổng h p amantadin hydroclorid từ adamantyl bromid thông qua h p chất adamantyl acetamid

Quy trình thực hiện qua 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Cho adamantylm bromid hoà tan vào acetonitril, nhỏ từ từ dung dịch acid sulfuric đặc vào bình cầu Khuấy đều,thực hiện phản ứng trong vòng 2,5 giờ

- Giai đoạn 2: Deacetyl Ad-NHCOCH3 trong môi trường kiềm NaOH, với dung môi diethylen glycol tại 180°C trong 5 giờ Sau đó, sản ph m đư c đổ vào nước lạnh, chiết bằng ether, cô đuổi dung môi dư, cuối cung thu đư c amantadin (tonc = 189-192°C)

- Giai đoạn 3: Chuy n amantadin thành amantadin hydroclorid trong HCl

adamantan-1-lý sản ph m thu đư c chất rắn có t°nc= 271-274°C

- Giai đoạn 2: Tổng h p amantadin: Hoà tan 1-trifluoroacetamidoadamantan trong methanol, phản ứng trong môi trường kiềm (NaOH), trong 20 phút Làm bay hơi đến ½ th tích ban đầu, đ kết tinh thu đư c amantadin

1.6.4 Phương pháp 5

Năm 1976, Moiseev I K., Doroshenko R I., and Ivanova V I [20] đã tổng

h p amantadin hydroclorid thông qua dẫn chất adamantyl nitrat Hiệu suất của cả quy trình là 57,8% Sơ đồ của quy trình đư c th hiện như sau:

Quy trình trải qua 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Cho adamantan phản ứng từ từ và khuấy đều trong dung dịch acid nitric 94%, nhiệt độ không vư t quá 30°C tạo đư c sản ph m trung gian adamantyl nitrat (t°nc=104-105°C), hiệu suất đạt 83%

- Giai đoạn 2: Cho Ad-ONO2 hòa tan vào acetonitril và cho phản ứng trong H2SO4 95%, duy trì nhiệt độ ở 40°C và thời gian 10 giờ thu đư c Ad-NHCOCH3 (t°nc=147-149°C), hiệu suất đạt 80%

13

- Giai đoạn 3: Thuỷ phân Ad-NHCOCH3 trong môi trường kiềm Sau đó cho tác dụng với khí HCl trong ether đ tạo thành muối amantadin hydroclorid (87%)

1.6.5 Phương pháp 6

Năm 1998, Lauwiner M., Rys P., Wissmann J [17] nghiên cứu tạo ra

amantadin hydroclorid qua adamantyl nitrat

Quy trình gồm 2 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Tạo h p adamantyl nitrat bằng NO2/ O3 (hiệu suất là 90,9%)

- Giai đoạn 2: Khử h p chất adamantyl nitrat tạo amantadin hydroclorid Khử adamantyl nitrat bằng Zn trong môi trường acid (CH3COOH) Chiết amantadin bằng dicloromethan (hiệu suất đạt 90,9%) Chuy n amantadin sang dạng muối hydroclorid bằng acid hydrocloric

hydroclorid đư c th hiện như sau:

Quy trình gồm 3 giai đoạn:

ph m adamantyl acetamid

- Giai đoạn 3: Tổng h p amantadin hydroclorid, đạt hiệu suất 79,09% Phản ứng deacetyl Ad-NHCOCH3 trong dung môi PG, ở 130°C với môi trường phản ứng kiềm (NaOH), tỷ lệ mol (PG : NaOH : Ad-NHCOCH3) là (6,8 : 7,5 : 1), thời gian thực hiện phản ứng là 7,5 giờ

1.6.9 Phương pháp 9

Mới đây, năm 2017, nhóm nghiên cứu theo đề tài trên của Phan Đình Châu và các cộng sự [12] đã công bố phương pháp tổng h p amantadin hydroclorid từ adamantan trong 02 bước thu đư c amantadin hydroclorid tinh khiết 99%, hiệu suất tạo Ad-NHCOCH3 là 82% và giai đoạn tạo Ad-NH2.HCl là 82%

Hiệu suất của cả quy trình tổng h p Ad-NH2.HCl là 67,24% như sau:

Ngoài các tài kiệu tham khảo đư c liệt kê ở trên, còn rất nhiều các tài liệu

đư c các nhà khoa học khác trên thế giới đã công bố Trong số đó, chúng tôi ấn

tư ng với phương pháp số 3, quy trình tổng h p của Marvin P và Watts J vì quy trình khá ngắn gọn, hóa chất dung môi dễ kiếm Nhưng tiếc rằng patent chưa đưa ra thông số tối ưu, chưa có hiệu suất phản ứng cho từng giai đoạn Chính vì thế, chúng tôi lựa chọn phương pháp này đ khảo sát lại với mục đích có th nâng cao đư c hiệu suất tổng h p amantadin hydroclorid với quy mô lớn

15

Chương 2 NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu, thiết bị

2.1.1 Nguyên liệu

Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất và dung môi

1 Amantadin hydroclorid 99,5 % Mỹ Chất chu n phân tích

3 Acetonitril Trung Quốc Tinh khiết

4 Acid clohydric 36-38 % Trung Quốc Tinh khiết

5 Acid sulfuric 95-98 % Trung Quốc Tinh khiết

6 Adamantyl bromid 99% Trung Quốc Tinh khiết

7 n-Butanol Trung Quốc Tinh khiết

8 t-Butanol Trung Quốc Tinh khiết

9 Cloroform Trung Quốc Tinh khiết

10 Diclomethan Trung Quốc Tinh khiết

11 Diethylen glycol Trung Quốc Tinh khiết

12 Ethanol 96% Trung Quốc Tinh khiết

13 Ethylen glycol Trung Quốc Tinh khiết

14 Methanol Trung Quốc Tinh khiết

15 Natri hydroxyd Trung Quốc Tinh khiết

16 Natri sulfat khan Trung Quốc Tinh khiết

17 Propylen glycol Trung Quốc Tinh khiết

16

2.1.2 Thiết bị

Trong quá trình nghiên cứu, sử dụng các thiết bị sau:

- Cân phân tích Metller, độ chính xác 0,1 mg (Đức)

- Cân điện tử Sartorius (Đức)

- Máy cất quay chân không Buchi V-500 (Đức)

- Máy lọc hút chân không Bucher

- Tủ sấy Medda (Việt Nam)

- Máy khuấy từ gia nhiệt VELP (Đức)

- Máy đo đi m chảy Stuart (Đức)

- Máy đo độ pH SI Analytics (Đức)

- Phổ hồng ngoại đo trên máy FT-IR 1000 (Mỹ)

- Phổ khối lư ng đo trên máy khối phổ HP – 5989B – MS

- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR, 13C-NMR đo trên máy Brucker AC

500 (500MHz, CDCl3)

- Bản mỏng Silicagel GF254 (Merck – Đức)

- Các dụng cụ thủy tinh: bình cầu đáy tròn, bình lọc hút chân không, bình cầu

3 cổ, bình cầu 2 cổ, bình cầu 1 cổ, sinh hàn, nhiệt kế, ống đong, giấy lọc, phễu lọc, bình định mức, pipet … đạt tiêu chu n dùng cho phòng thí nghiệm

2.2 Nội dung và phương pháp nghiên cứu

2.2.1 Lựa chọn phương pháp thực hiện

Chúng tôi lựa chọn phương pháp của Marvin P và Watts J [22] đ tiến hành khảo sát quy trình tổng h p amantadin hydroclorid vì nhận thấy ưu - như c đi m của quy trình như sau:

Sơ đồ quy trình:

- Quy trình chưa đưa ra đư c các thông số tối cần thiết cho phản ứng (nhiệt độ

và thời gian phản ứng) của từng giai đoạn nên khó khăn cho người muốn thực hiện

- Quy trình chưa đưa ra thông số tối ưu cho phản ứng và chưa có thông số hiệu suất đầu ra của từng giai đoạn

=> Kết luận: Chúng tôi thực hiện khảo sát lại các thông số tối cần thiết cũng như

thông số tối ưu của quy trình đ đưa ra đư c các thông số tối ưu của quy trình, chỉ

ra đư c tính hữu ích của quy trình nhằm mục tiêu áp dụng quy trình trên đ nâng cao hiệu suất và chất lư ng amantadin hydroclorid

- Trên sự thành công của quá trình khảo sát lại patent [22] và các kết quả khảo sát cải tiến giai đoạn 2 nhóm đã thực hiện [6], [12], chúng tôi nghiên cứu thực hiện thêm đư c 02 phương pháp mới tổng h p amantadin hydroclorid từ adamantyl bromid bằng cách thay acetonitril bởi acetamid, formamid

2.2.2 Phản ứng Ritter

Nhận thấy phương trình trên, trong giai đoạn 1 so sánh với phản ứng Ritter Chúng tôi thấy, có th tác giả đã sử dụng phản ứng Ritter mở rộng tạo dẫn xuất amid vì thay cacbon bậc 3 gắn nhóm – OH bằng cacbon bậc 3 gắn với nhóm – Br,

và một h p chất nitril với acid làm xúc tác

Phương trình Ritter:

và Watts J dựa trên cơ sở phản ứng ki u Ritter Ngoài ra, cũng dựa trên cơ sơ phản ứng ki u Ritter và kết quả khảo sát quy trình của Marvin P., Watts J mà chúng tôi lựa chọn làm tiền đề đ nghiên cứu khảo sát phương pháp mới tổng h p amantadinh hydroclorid đi từ adamantyl bromid Phương pháp nghiên cứu khảo sát cụ th đư c trình bày như mô tả tiếp theo

2.2.3 Phương pháp nghiên cứu khảo sát tổng hợp amantadin hydroclorid trên cơ

sở công bố của Marvin P và Watts J

Chúng tôi thực hiện tiến hành tổng h p amantadin hydroclorid theo công bố

của Marvin P., Watts J [22] theo 2 giai đoạn như sau:

19

- Giai đoạn 1: Tổng h p adamantyl acetamid

- Giai đoạn 2: Tổng h p amantadin hydroclorid

Tổng h p phản ứng tạo Ad-NHCOCH3 theo phương trình phản ứng:

Cho Ad-Br tan trong acetonitril, khuấy và gia nhiệt lên nhiệt độ phản ứng Tại

nhiệt độ này, nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 96-98% và duy trì tại nhiệt độ đó đến đi m

kết thúc phản ứng Sau khi phản ứng kết thúc đổ hỗn h p phản ứng vào nước đá đ

tạo tủa Đ lạnh thêm 30 phút ở 0-5°C Lọc và rửa tủa bằng nước lạnh Sấy tủa đến

khối lư ng không đổi, thu đư c Ad-NHCOCH3 thô

a) Các nội dung khảo sát gồm:

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian thực hiện phản ứng: Tiến hành

phản ứng ở các điều kiện phản ứng khác nhau đ lựa chọn nhiệt độ phản ứng và

theo dõi đư c thời gian phản ứng tại đó hết nguyên liệu Ad-Br tham gia phản ứng

- Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol giữa các chất tham gia phản ứng: tỷ lệ mol

(CH3CN : Ad-Br) và (H2SO4 : Ad-Br) Tỷ lệ mol này sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất

của phản ứng, nên tiến hành ở các tỷ lệ khác nhau đ lựa chọn tỷ lệ mol phù h p

vừa đảm bảo hiệu suất vừa đảm bảo tiết kiệm đư c hóa chất, dung môi phản ứng

b) ánh giá:

Bằng hình thức cảm quan, nhiệt độ nóng chảy và dựa trên cơ sở dữ liệu phổ đ

xác định đư c sản ph m hình thành

Dựa trên hiệu suất phản ứng, lựa chọn đư c điều kiện phù h p đ khảo sát các

điều kiện ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng

Hiệu suất của phản ứng đư c tính theo công thức:

20

H

2.2.3.2 Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng deacetyl

Giai đoạn này chúng tôi cải tiến thực hiện theo quy trình [6] như phương trình:

Sản ph m Ad-NHCOCH3 đư c hòa tan trong dung môi propylen glycol rồi thủy phân trong môi trường kiềm (NaOH) tạo amantadin, sau đó cho amantadin tác dụng với HCl 18% đ tạo thành muối amantadin hydroclorid

a) Các nội dung khảo sát:

Chúng tôi thực hiện theo phương pháp thuỷ phân Ad-NHCOCH3 tạo

amantadin hydroclorid đã đư c nhóm thực hiện trong môi trường kiềm [6]

b) ánh giá:

Bằng hình thức cảm quan, nhiệt độ nóng chảy và dữ liệu phổ đo đư c so sánh với dữ liệu phổ chu n đ có th kết luận sự hình thành sản ph m Đánh giá hiệu suất phản ứng tạo Ad-NH2.HCl

hợp được theo Dược điển

Theo dư c đi n USP 38 [24], tiêu chu n amantadin hydroclorid như sau: Amantadin hydroclorid chứa ít nhất từ 98,5% đến 101,5% C10H17N.HCl

a) Tính chất

Quan sát bằng hình thức cảm quan

b) ịnh tính

Cách tiến hành: Hoà tan 50mg Ad-NH2.HCl trong 10ml HCl 0,1N và lọc dung

dịch Đưa dịch lọc vào bình gạn và thêm 1ml NaOH 5N Chiết dịch lọc với 5ml CH2Cl2 Lấy phần dịch chiết CH2Cl2, đo phổ hồng ngoại Phổ hồng ngoại của chế

ph m phải phù h p với phổ chu n của USP amantadin hydroclorid RS

21

c) Kim loại nặng

Đệm acetat có pH = 3,5 Hòa tan 25,0g CH3COONH4 6N trong 25ml nước, sau đó thêm 38ml HCl 6N Điều chỉnh pH = 3,5 bằng amonium hydroxid và HCl 6N Định mức bằng nước tới 100ml

Dung dịch chuẩn: Trong ống so sánh màu 50ml, cho vào 2ml dung dịch chì

chu n (nồng độ 10 ppm) pha loãng với nước tới 25ml, dùng máy đo pH hoặc giấy chỉ thị màu đ xác định pH, điều chỉnh pH bằng CH3COOH 1N hoặc CH3COONH4 6N đến pH = 3 - 4, định mức với nước đến 40 ml, lắc đều

Dung dịch thử: Khối lư ng tính bằng gam của chất thử tính theo công thức:

a = 2,0 / (1000L)

Trong đó: L là tỉ lệ phần trăm giới hạn kim loại nặng Cân lư ng chế ph m này vào trong chén sứ, làm m bằng H2SO4 và đun nhẹ cho đến khi chảy hoàn toàn Thêm 2ml acid nitric, 5 giọt acid sulfuric và đun nóng cho đến khi không còn khói trắng bay ra Nung ở 500-600°C cho đến khi carbon

đư c đốt cháy hoàn toàn, sau đó làm nguội, thêm 4ml HCl 6N, đun cách thủy 15 phút, cô bốc hơi đến cắn Làm m cắn bằng 1 giọt acid HCl, thêm 10ml nước nóng,

đ yên trong vòng 2 phút, sau đó thêm từng giọt amonium hydroxid 6N đến khi giấy quỳ đổi màu, định mức với nước đến 25ml, điều chỉnh pH (bằng acid acetic) trong khoảng 3 - 4, lọc, rửa chén sứ và giấy lọc với 10ml nước Kết h p dịch lọc và pha loãng với nước thành 40ml trong ống so màu 50ml, lắc đều

Tiến hành thử:

Ống thử: 2ml đệm acetat với pH = 3,5 Thêm 1,2ml thioacetamid glycerin vào ống nghiệm và thêm tiếp 40ml dung dịch thử trên, sau đó định mức với nước thành 50ml, lắc đều và đ yên 2 phút

Ống mẫu: 2ml đệm acetat pH = 3,5 và 1,2ml thioacetamid glycerin, thêm 40ml dung dịch chu n (nồng độ 10 ppm) đã chu n bị ở trên, sau đó định mức với nước thành 50ml, lắc đều và đ yên 2 phút

Yêu c u: màu của ống thử không đư c đậm hơn màu ống mẫu

d) ộ trong và màu s c dung dịch

22

Hòa tan 2,0g amantadin hydroclorid trong 10ml nước Dung dịch phải trong

suốt và gần như không màu

2.2.4 Nghiên cứu phương pháp mới tổng hợp amantadin hydroclorid từ Ad-Br

2.2.4.1 Nghiên cứu phương pháp mới tổng hợp amantadin hydroclorid trên cơ sở

Từ kết quả khảo sát lại quy trình ở mục 2.2.3, chúng tôi tiến hành quy trình

mới đi qua 2 giai đoạn

- Giai đoạn 1, chúng tôi thay thế tác nhân acetonitril bằng acetamid Nếu thành công thì chúng tôi thu đư c phương pháp mới đ tạo h p chất Ad-NHCOCH3

- Giai đoạn 2, chúng tôi khảo sát thêm môi trường deacetyl Ad-NHCOCH3 là môi trường acid (HCl 36%)

Nếu 2 giai đoạn khảo sát trên chúng tôi thành công thì sẽ thu đư c phương pháp mới tổng h p Ad-NH2.HCl Sơ đồ tổng h p dự kiến đư c th hiện như sau:

- Giai đoạn 1: Tổng h p adamantyl acetamid

- Giai đoạn 2: Tổng h p amantadin hydroclorid

2.2.4.1.1 Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành sản phẩm

Tổng h p Ad-NHCOCH3 từ Ad-Br và CH3CONH2 theo phương trình:

23

Cho acetamid vào bình cầu, có khuấy, gia nhiệt đến nhiệt độ khoảng 80°C đ acetamid chảy thành lỏng Thêm vào bình cầu Ad-Br, khuấy đều cho tan hoàn toàn Nhỏ giọt từ từ dung dịch H2SO4 96-98% và duy trì phản ứng ở nhiệt độ ổn định Sau khi phản ứng kết thúc đổ hỗn h p vào nước đá đ tạo tủa Lọc và rửa tủa bằng nước lạnh Sấy tủa đến khối lư ng không đổi, thu đư c sản ph m Ad-NHCOCH3 thô có

đi m chảy thích h p (so sánh vết sắc ký với vết sắc ký Ad-NHCOCH3 đã xác định)

a) Các nội dung khảo sát gồm:

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng: Tiến hành phản ứng

ở các nhiệt độ trong khoảng từ 60°C đến 90°C và thời gian tương ứng đến sự hình thành Ad-NHCOCH3

- Khảo sát tỷ lệ mol giữa các chất tham gia phản ứng có ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng như tỷ lệ mol giữa (CH3CONH2 : Ad-Br) và (H2SO4 : Ad-Br) đ lựa chọn tỷ lệ mol phù h p vừa đảm bảo hiệu suất và tiết kiệm đư c hóa chất, dung môi phản ứng

b) ánh giá:

Bằng hình thức cảm quan, nhiệt độ nóng chảy và dữ liệu phổ đ xác định sản

ph m tạo thành Tìm đư c điều kiện hình thành sản ph m phù h p đ khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng

2.2.4.1.2 Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hệu suất phản ứng deacetyl

Do h p chất Ad-NHCOCH3 có th thuỷ phân đư c trong môi trường kiềm và acid tạo muối Từ kết quả của phản ứng thuỷ phân Ad-NHCOCH3 tạo Ad-NH2.HCl

đã đư c nhóm khảo sát trong môi trường kiềm [5], [6], [13] nên chúng tôi tiến hành

24

cải tiến quy trình thuỷ phân Ad-NHCOCH3 trong môi trường acid HCl nhằm rút gọn giai đoạn đi qua amantadin base mà thuỷ phân đư c ra sản ph m Ad-NH2.HCl

a) Các nội dung khảo sát:

Khảo sát sự thuỷ phân adamantyl acetamid trong môi trường acid HCl với dung môi sử dụng: methanol, ethanol 96%, ethylen glycol

b) ánh giá:

Bằng hình thức cảm quan, nhiệt độ nóng chảy, thông qua dữ liệu phổ đ đánh giá sự hình thành sản ph m Từ đó, chúng tôi khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tạo sản ph m

2.2.4.2 Nghiên cứu phương pháp mới tổng hợp amantadin hydroclorid trên cơ sở

Từ sự nghiên cứu thành công của quy trình mục 2.2.4.1 trên, chúng tôi tiếp tục

nghiên cứu phương pháp tổng h p Ad-NH2.HCl thông qua dẫn xuất formamid

Sơ đồ tổng h p đư c th hiện theo sơ đồ dưới đây:

- Giai đoạn 1: Tổng h p adamantyl formamid

- Giai đoạn 2: Tổng h p amantadin hydroclorid

2.2.4.2.1 Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành Ad-NHCHO

Tổng h p Ad-NHCHO theo phương trình phản ứng như sau:

Cho Ad-Br và formamid vào bình cầu, gia nhiệt đến nhiệt độ khoảng 80-90°C

đ Ad-Br tan hoàn toàn trong formamid Nâng nhiệt độ đến nhiệt độ phản ứng Nhỏ từ từ dung dịch H2SO4 96-98% và duy trì ở nhiệt độ ổn định Sau khi phản ứng kết thúc đổ hỗn h p vào hỗn h p nước đá đ tạo tủa Lọc và rửa tủa bằng

25

nước lạnh đến pH = 7 Sấy tủa đến khối lư ng không đổi thu đư c sản ph m trung gian Ad-NHCHO thô

a) Các nội dung khảo sát gồm:

- Khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng: Tiến hành phản ứng

ở các nhiệt độ khác nhau trong khoảng 90°C đến 135°C, theo dõi thời gian tại đó hết nguyên liệu Ad-Br và xác định đư c sản ph m Ad-NHCHO tạo thành

- Khảo sát tỷ lệ mol giữa các chất tham gia phản ứng có ảnh hưởng đến hiệu suất tạo Ad-NHCHO là tỷ lệ mol (NH2CHO : Ad-Br) và (H2SO4 : Ad-Br)

b) ánh giá:

Bằng hình thức cảm quan, nhiệt độ nóng chảy và các dữ liệu phổ xác định

đư c sản ph m tạo thành

Khảo sát lựa chọn điều kiện đ phản ứng đạt hiệu suất cao nhất

2.2.4.2.2 Phương pháp khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình deformyl

Ad-NHCHO tạo amantadin hydroclorid

Sơ đồ tổng h p đư c th hiện như sau:

Quy trình khảo sát:

Hoà tan Ad-NHCHO trong dung môi có chứa acid HCl 36% vào bình cầu có gia nhiệt, khuấy từ và sinh hàn Đun hồi lưu đến đi m kết thúc phản ứng Kết thúc phản ứng, cô loại bỏ dung môi, chiết với CH2Cl2 đ loại tạp chất thu pha nước Cô loại nước thu đư c chất rắn trắng, tinh chế sản ph m với aceton thu đư c amantadin hydroclorid tinh khiết có đi m chảy, dữ liệu phổ phù h p với Ad-NH2.HCl

a) Các nội dung khảo sát gồm:

- Khảo sát ảnh hưởng của dung môi sử dụng trong phản ứng: Khảo sát, tìm dung môi dễ hoà tan Ad-NHCHO tạo điều kiện thuận l i cho phản ứng hình thành sản ph m Ad-NH2.HCl

26

- Khảo sát tỷ lệ mol các chất tham gia phản ứng có ảnh hưởng đến hiệu suất tạo Ad-NH2.HCl như: Nồng độ HCl, tỷ lệ mol (HCl : Ad-NHCHO)

b) ánh giá:

Bằng hình thức cảm quan như màu sắc, tính chất lý hoá, nhiệt độ nóng chảy

và các dữ liệu phổ xác định đư c sản ph m amantadin hydroclorid tạo thành

Khảo sát lựa chọn đư c điều kiện phản ứng cho hiệu suất tốt nhất

2.3 Phương pháp tinh chế

Sử dụng độ tan khác nhau trong dung môi đ tách riêng hỗn h p thành những chất riêng biệt Các dung môi thường sử dụng là alcol, ether, diclomethan, cloroform …

Đ tinh chế các chất rắn, chúng tôi dùng phương pháp kết tinh lại bằng cách: Hòa tan lư ng chất xác định vào một lư ng dung môi thích h p, đun nóng, đ hoà tan hoàn toàn chất ở nhiệt độ cao Lọc bỏ những thành phần tạp chất không tan trong dung môi (nếu có), làm lạnh dung dịch thu đư c hỗn h p quá bão hoà, đ yên hỗn h p cho chất kết tinh từ từ dưới nhiệt độ kết tinh của chất Lọc rửa tinh th bằng dung môi lạnh dùng kết tinh chất thu đư c chất tinh khiết

Đối với một số chất hữu cơ rắn dễ thăng hoa có th dùng phương pháp thăng hoa ở áp suất thường hoặc áp suất giảm đ tinh chế chúng [2]

2.4 Xác định nhiệt độ nóng chảy

Mỗi h p chất hữu cơ tinh khiết thường có độ chảy xác định đặc trưng riêng

Vì vậy, đi m chảy có th coi là một trong những đặc tính quan trọng đ xác định nhanh độ tinh khiết của h p chất

Nhiệt độ nóng chảy (gọi tắt là đi m chảy) của một chất là nhiệt độ đã hiệu chỉnh, tại đó hạt chất rắn đầu tiên của chất thử nghiệm chuy n thành trạng thái lỏng, bắt đầu biến màu, hóa than hoặc sủi bọt Nếu đi m chảy của tinh th thu đư c qua hai hoặc nhiều lần kết tinh chỉ chênh lệch nhau không quá 0,5°C thì có th xem sản

ph m kết tinh đó đã tương đối tinh khiết

Khoảng nóng chảy (khoảng chảy) của một chất là khoảng nhiệt độ đã hiệu chỉnh,

k từ khi chất rắn bắt đầu nóng chảy và xuất hiện những giọt chất lỏng đầu tiên, đến khi

27

chất rắn chuy n hoàn toàn sang trạng thái lỏng Khi phải xác định khoảng chảy, nếu nhiệt độ bắt đầu hoặc nhiệt độ kết thúc nóng chảy không xác định đư c rõ ràng, ta

có th chỉ xác định nhiệt độ kết thúc, hoặc nhiệt độ bắt đầu nóng chảy [3]

2.5 Các phương pháp hóa lý dùng xác định cấu trúc của hợp chất hữu cơ

Ngày nay các phương pháp vật lý đư c ứng dụng rộng rãi đ xác định cấu trúc phân tử Đặc biệt các phương pháp phổ đư c sử dụng rộng rãi đ nghiên cứu các

h p chất hóa học cũng như các quá trình phản ứng hóa học đ thu đư c h p chất trung gian, có th rút ngắn đư c thời gian nghiên cứu mà phương pháp hóa học có

th trải qua Những phương pháp này đặc biệt có ý nghĩa đối với việc xác định các

h p chất hữu cơ

Cơ sở của phương pháp phổ: là quá trình tương tác của các bức xạ điện từ đối

với các phân tử vật chất Khi tương tác với các bức xạ điện từ, các phân tử có cấu trúc khác nhau sẽ hấp thụ và phát xạ năng lư ng khác nhau Mỗi nhóm chức cho dấu hiệu đặc trưng riêng về hình ảnh phổ Kết quả của sự hấp thụ và phát xạ năng

lư ng này chính là phổ, từ phổ chúng ta có th xác định ngư c lại cấu trúc phân tử Kết quả xác định bằng phương pháp vật lý thường có độ chính xác cao, hơn nữa chất khảo sát có th thu hồi lại (trừ phương pháp phổ khối lư ng)

2.5.1 Phổ hồng ngoại (IR)

Phổ hồng ngoại (InfraRed spectroscopy – IR), hay phổ IR là một kỹ thuật dựa vào sự dao động và quay của các nguyên tử trong phân tử Phổ IR nhận đư c bằng cách cho tia bức xạ IR đi qua mẫu và xác định phần tia tới bị hấp thụ với năng

lư ng nhất định Năng lư ng tại pic bất kỳ trong phổ hấp thụ xuất hiện tương ứng với tần số dao động một phần của phân tử mẫu

Bức xạ hồng ngoại liên quan đến phần phổ điện từ nằm giữa vùng khả kiến và vùng vi sóng có bước sóng nằm trong vùng:

Vùng hồng ngoại gần: 14290 - 4000 cm-1 và hồng ngoại xa: 700 - 200 cm-1 Vùng phổ có ý nghĩa quan trọng nhất là vùng giữa 4000 - 400 cm-1

Phổ hồng ngoại đư c ứng dụng trong hóa học hữu cơ đ :

- Nghiên cứu sự tương tác nội phân tử hoặc giữa các phân tử (ví dụ: xác định

sự có mặt của các liên kết hydro) [2], [3], [7], [8]

2.5.2 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic Resonance – NMR) là một phương pháp vật lý hiện đại nghiên cứu cấu tạo của các h p chất hữu cơ, nó có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định cấu trúc các phân tử phức tạp như các h p chất thiên nhiên Phương pháp phổ biến đư c sử dụng là phổ 1H-NMR và phổ 13C-NMR Phương pháp phổ NMR nghiên cứu cấu trúc phân tử bằng sự tương tác của bức xạ điện từ tần số radio với tập h p hạt nhân đư c đặt trong từ trường mạnh Do vậy, phổ NMR cung cấp thông tin chi tiết về cấu trúc phân tử mà khó có th nhận đư c bằng bất kỳ phương pháp nào khác

Nguyên lý của phổ cộng hưởng từ hạt nhân: Nếu hạt nhân nguyên tử có

momen từ (như 1H, 13C…) đư c đặt trong một từ trường, khi thay đổi từ trường sẽ dẫn đến hấp thụ năng lư ng của sóng vô tuyến truyền qua nó và xuất hiện phổ cộng hưởng từ hạt nhân Trong phép đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân, chúng ta xác định năng lư ng cần thiết đ thay đổi hướng của momen từ hạt nhân trong từ trường Phổ cộng hưởng từ proton (1H-NMR) không chỉ phân biệt một phân tử có bao nhiêu dạng proton, mà còn cho biết trong phân tử đó có bao nhiêu proton của mỗi dạng

Phổ 13C-NMR là môt kỹ thuật quan trọng đ xác định cấu trúc của h p chất hữu cơ Phổ 13C-NMR có th đư c sử dụng đ xác định số carbon không tương đương và đ nhận biết các dạng nguyên tử carbon (methyl, methylen, thơm, carbonyl ) có th có mặt trong h p chất Do đó phổ 13C-NMR cung cấp thông tin trực tiếp về bộ khung carbon của phân tử

lư ng ngày càng đư c sử dụng rộng rãi đ xác định cấu trúc các h p chất hữu cơ Nguyên lý hoạt động: Dùng chùm điện tử có năng lư ng trung bình (50 – 100

eV) đ bắn phá (va đập) phân tử hữu cơ ở chân không cao (10-6 mmHg) Trong quá trình đó, h p chất đư c ion hóa và phá vỡ thành từng mảnh riêng biệt Các ion xuất hiện đư c phân tách theo số khối của chúng và đư c ghi nhận dưới dạng các tín hiệu trên phổ Vị trí của tín hiệu cho biết số khối và cường độ tín hiệu cho biết hàm

lư ng tương đối của ion tương ứng

Phổ khối lư ng đư c dùng đ :

- Xác định phân tử lư ng của h p chất

- Xác định công thức cấu trúc của h p chất chưa biết [7], [8]

Phương pháp xác định cấu trúc hoá học của các chất tổng hợp được bằng các loại phổ

Xác định cấu trúc hóa học của các h p chất trung gian tổng h p đư c (adamantyl acetamid; adamantyl formamid) và amantadin hydroclorid tổng h p

đư c dựa trên việc xác định các đặc tính lý hóa như:

- Đo nhiệt độ nóng chảy (khoảng chảy)

- Đo phổ hồng ngoại (IR)

- Đo phổ khối (MS)

- Đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR và 13C-NMR)

Các dữ liệu phổ đư c so sánh với các dữ liệu về các h p chất tương ứng đã

công bố hoặc đã đư c xác định

30

2.6 Các kỹ thuật sắc ký

Các kỹ thuật tách sắc ký là những phương pháp tách trong đó các thành phần của mẫu đư c phân bố vào hai pha: một pha tĩnh và một pha động

Pha tĩnh có th là một chất rắn, cũng có th là một chất lỏng đư c giữ trên một

chất rắn hay một gel Pha tĩnh có th đư c nhồi vào một cột, hoặc trải thành một lớp, hay phân tán thành một lớp phim …

Pha động có th là chất khí, chất lỏng hay chất lưu siêu tới hạn (còn đư c gọi

là chất lỏng siêu tới hạn) Sự tách sắc ký có th dựa trên các cơ chế khác nhau như hấp phụ, phân bố khối lư ng, trao đổi ion, hoặc dựa trên sự khác nhau về các tính

chất lý hóa của các phân tử như kích thước, khối lư ng, th tích, … [2], [3]

Phương pháp sắc ký bản mỏng

Phương pháp sắc ký bản mỏng (hay còn đư c gọi là sắc ký lớp mỏng) đư c dùng đ định tính, thử tinh khiết và đôi khi đ bán định lư ng hoặc định lư ng h p chất Sắc ký bản mỏng là một kỹ thuật tách các chất đư c tiến hành khi cho pha

động di chuy n qua pha tĩnh trên đó đã chấm hỗn h p các chất cần tách Pha tĩnh là

chất hấp phụ đư c chọn phù h p theo từng yêu cầu phân tích, đư c trải thành lớp

mỏng đồng nhất và đư c cố định trên các phiến kính hoặc phiến kim loại Pha động

là một hệ dung môi đơn hoặc đa thành phần đư c trộn với nhau theo tỷ lệ quy định Trong quá trình di chuy n qua lớp hấp phụ, các cấu tử trong hỗn h p mẫu thử đư c

di chuy n trên lớp mỏng, theo hướng pha động, với những tốc độ khác nhau Kết quả thu đư c là một sắc ký đồ trên bản mỏng Cơ chế của sự tách có th là cơ chế hấp phụ, phân bố, trao đổi ion, sàng lọc phân tử hay sự phối h p đồng thời của nhiều cơ chế tùy thuộc vào tính chất của chất làm pha tĩnh và dung môi chọn làm pha động Đại lư ng đặc trưng cho mức độ di chuy n của chất phân tích là hệ số di

chuy n R f đư c tính bằng tỷ lệ giữa khoảng dịch chuy n của chất thử và khoảng dịch chuy n của dung môi

Rf =

Trong đó:

a là khoảng cách di chuy n của chất phân tích

31

b là khoảng cách di chuy n của dung môi tính từ đi m chấm mẫu

Rf chỉ có giá trị từ 0 đến 1

Chấm chất phân tích lên bản m ng: Lư ng chất hoặc hỗn h p chất đưa lên

bản mỏng có ý nghĩa quan trọng đối với hiệu quả tách sắc ký, đặc biệt ảnh hưởng rất lớn đến trị số Rf Lư ng chất quá lớn làm cho vết sắc ký lớn và kéo dài, khi đó, vết của các chất có trị số Rf gần nhau sẽ bị chồng lấp Lư ng chất nhỏ quá có th

đủ đ thuốc thử có th phát hiện đư c chất (thông thường độ nhạy của các thuốc thử với lư ng chất trên 0,005 g) Lư ng mẫu thông thường cần đưa lên bản mỏng

là 0,1–50 g ở dạng dung dịch trong dung môi thích h p Th tích dung dịch từ 0,001-0,005 ml đối với trường h p đưa mẫu lên bản mỏng dưới dạng đi m và từ 0,1-0,2 ml khi đưa mẫu lên bản mỏng dưới dạng vạch như trong trường h p sắc ký điều chế Đối với các dung dịch có nồng độ rất loãng thì có th làm giàu trực tiếp trên bản mỏng bằng cách chấm nhiều lần ở cùng 1 vị trí và sấy khô sau mỗi lần

chấm

Đường xuất phát phải cách mép dưới của bản mỏng 1,5-2,0 cm và cách bề mặt dung môi từ 0,8-1,0 cm Các vết chấm phải nhỏ, có đường kính 2-6 mm và cách nhau 15 mm Các vết ở bìa phải cách bờ bên của bản mỏng ít nhất 50 mm đ tránh

hiệu ứng bờ

Triển khai s c ký: Đặt bản mỏng vào bình tri n khai (Chú ý: lư ng dung môi

sao cho đ các vết chấm phải ở trên bề mặt của lớp dung môi) Đậy kín bình, đ tri n khai ở nhiệt độ phòng (từ 20-25°C) và tránh ánh sáng mặt trời Khi dung môi

đã tri n khai trên bản mỏng đư c một đoạn theo quy định, lấy bản mỏng ra khỏi bình, đánh dấu mức dung môi, làm bay hơi dung môi còn đọng lại trên bản mỏng rồi hiện vết theo chỉ dẫn trong từng chuyên luận riêng Quan sát vết xuất hiện, tính giá trị Rf và tiến hành định tính như quy định [3]

Chú ý: Khi phân tích bằng s c ký bản m ng luôn phải chấm chất đối chiếu

bên cạnh chất thử với lượng tương tự như dự đoán có trong vết chất thử để so sánh

32

Chương 3 THỰC NGHIỆM VÀ BÀN LUẬN 3.1 Nghiên cứu khảo sát quy trình tổng hợp Ad-NH2.HCl quy mô phòng thí

nghiệm theo Marvin P., Watts J từ Ad-Br và CH3CN

3.1.1 Quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid theo Marvin P., Watts J

a) Sơ đồ phản ứng:

b) Cách tiến hành quy trình [22]:

Một dung dịch gồm 100 phần khối lư ng 1-bromoadamantane và 750 phần khối lư ng acetonitril đư c khuấy đều, nhỏ giọt vào đó 270 phần khối lư ng acid sulfuric Phản ứng thực hiện trong vòng 2,5 giờ Kết thúc phản ứng, rót từ từ hỗn

h p vào 2500 phần khối lư ng của nước lạnh thấy có tủa xuất hiện Tủa đư c lọc, rửa với nước lạnh và sấy khô thu đư c 1-acetamidoadamantane thô

Sau đó, lấy 72 phần khối lư ng của h p chất adamantan, 150 phần khối lư ng của sodium hydroxide, và 1500 phần khối lư ng diethylen glycol đư c đun nóng ở nhiệt độ 180°C trong 5 giờ Hỗn h p đư c làm lạnh xuống và đư c rót từ từ vào

3600 phần khối lư ng nước lạnh H p chất amine đư c phân lập bằng cách chiết với dung môi ether sau đó ether đư c loại bỏ thu đư c 1-aminoadamantane thô

Đ tạo muối của 1-aminoadamantane bằng cách, hoà tan 1-aminoadamantane trong lư ng nước tối thi u và thêm acid hydrochloric Sau đó, cô đuổi dung môi thu

h p chất trong chân không ở nhệt độ thích h p thu đư c muối 1-aminoadamantane hydrochloride

Từ quy trình trên chúng tôi nhận thấy:

+ Ưu điểm: Đ tổng h p Ad-NH2.HCl cần:

- Hoá chất dung môi: CH3CN, acid H2SO4, Ad-Br, acid HCl, nước là những hoá chất, dung môi cơ bản thông dụng, dễ kiếm