Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
MỤC LỤC
MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT 3
1.6. Ứng dụng của thalidomide 13
1.7.Tác dụng dược lý của thalidomide [18] 13
1.8. Mối quan hệ giữa độc tính gây quái thai và các đồng phân R,S của
thalidomide 18
2.GIÁ HOẠT CHẤT VÀ THÀNH PHẨM THALIDOMIDE 21
2.1. Giá hoạt chất thalidomide [25] 21
2.2.Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) 23
2.2.1.Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) trên thị trường thế giới 23
2.2.2. Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) có bán trên thị trường Việt
Nam 24
3.CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP THALIDOMIDE 25
3.1. Tổng hợp racemic thalidomide 25
3.2.Phương pháp tổng hợp lập thể S-(-)thalidomide [36] 29
4.QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 30
4.1.Tổng hợp racemic 30
4.2.Tổng hợp lập thể [36] 34
5.QUY TRÌNH LỰA CHỌN 36
5.1. Sơ đồ phản ứng 37
37
5.2. Tóm tắt quy trình 37
5.3. Tính chất các nguyên liệu chủ yếu sử dụng trong quy trình 37
5.4.Phương pháp khác điều chế hợp chất trung gian N-phthaloyl-DL-
glutamic anhydride (2) [42] 46
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
PHẦN 2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 48
1.NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ 48
1.1.Nguyên vật liệu 48
đã truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời gian em học tập trong trường.
Những kiến thức mà em học được từ các thầy cô là yếu tố quan trọng giúp em
thực hiện tốt nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp.
Các cán bộ phòng Nghiên cứu cấu trúc – Viện Hóa học – Viện Khoa
học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ em đo phổ
1
H-NMR,
13
C-NMR,
DEPT và MS của các hợp chất điều chế được.
ThS.DS. Vũ Bình Dương – GĐTrung tâm Nghiên cứu, sản xuất, ứng
dụng thuốc thử nghiệm – Học viện Quân Y và các cán bộ Phòng Dược học và
các hợp chất tự nhiên – Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Sinh – Y – Dược học
– Học viện Quân Y đã giúp em đo phổ IR của các hợp chất điều chế được.
DS. Đào Văn Đôn - Phòng Dược học và các hợp chất tự nhiên – Trung
tâm nghiên cứu ứng dụng Sinh – Y – Dược học – Học viện Quân Y đã tận
tình hướng dẫn và hỗ trợ tài liệu cho em tìm hiểu sử dụng phần mềm
MODDE và INForm trong tối ưu hóa và quy hoạch thực nghiệm.
Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã
quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện để em có thể tập trung hoàn thành đồ án
đúng hạn, thu được kết quả mong muốn.
Hà Nội, tháng 6 năm 2009
Sinh viên
Lê Sỹ Tùng
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
ĐẶT VẤN ĐỀ
Thalidomide nguyên thể là một thuốc an thần gây ngủ được hãng dược
phẩm Chemie Grunenthal của Đức tìm ra, và đưa vào sử dụng trong năm
1957. Trong vòng 4 năm từ 1957 đến 1961 đã tung ra thị trường với gần 70
nhu cầu về thuốc thalidomide trong điều trị bệnh là khá lớn, rất nhiều bệnh
nhân rất cần thuốc này nhưng Việt Nam chưa sản xuất được nên bệnh nhân có
nhu cầu điều trị phải tự gửi mua từ nước ngoài (Mỹ, Canada, Đài Loan) với
giá thành khá đắt. Gần đây, công ty dược phẩm Nanopharm tại Hà Nội đã bắt
đầu chào bán thalidomide dạng viên nén (nhập khẩu từ Đài Loan) nhưng giá
thành vẫn còn khá đắt so với thu nhập của người dân Việt Nam. Chính vì vậy
trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em được giao nhiệm vụ “Nghiên cứu quy
trình tổng hợp thalidomide”. Đồ án của em gồm 3 phần chính:
Phần 1:Tổng quan
Thu thập các thông tin về thalidomide, tính chất lý hoá học, tác dụng
dược lý của thalidomide, các phương pháp tổng hợp thalidomide đã được
công bố và những thông tin khác về thalidomide.
Phần 2: Thực nghiệm và kết quả.
Tổng hợp N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride làm nguyên liệu điều
chế thalidomide.
Tổng hợp thalidomide.
Tối ưu hóa và quy hoạch thực nghiệm quy trình tổng hợp thalidomide
với sự giúp đỡ của các phần mềm MODDE 5.0 và INForm 3.1.
Phần 3: Kết quả và bàn luận.
Và cuối cùng là kết luận.
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 2
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Ac Acetyl
BOC Tert-butoxycarbonyl
CDI Carbonyl diimidazole
DCM Dichloro methane CH
2
Cl
2
O
4.
- Khối lượng phân tử: 258.23 g/mol.
- Thành phần phần trăm các nguyên tố: C 60.47%, H 3.90%, N 10.85%,
O 24.78%.
- Công thức cấu tạo:
- Các biệt dược [2]
STT Tên biệt dược Đất nước lưu hành
1 Algosediv Ba Lan, Thụy Sỹ, Tây Đức
2 Asmadion Italy
3 Asmaval Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi
4 Bonbrain Nhật Bản
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 4
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
5 Calmorex Italy
6 Contergan Ba Lan, Tây Đức
7 Contergan Forte Tây Đức
8 Contergan Saft Tây Đức
9
Contergan-
Suppositorium
Tây Đức
10 Corona-Robetinf Italy
11 Distaval
Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Ba Lan,
Tây Phi
12 Distaval Forte Anh
13 Ectiluran Brazil
14 Enterosediv Bỉ, Phần Lan, Ireland, Hà Lan, Ba Lan, Thụy Sỹ
15 Gastrinide Italy
41 Profarmil Italy
42 Quetimid Italy
43 Quietoplex Italy
44 Sanodormin Nhật Bản
45 Sedalis Brazil
46 Sedi-Lab Ba Lan
47 Sedimide Italy
48 Sedin Brazil
49 Sediserpil Italy
50 Sedoval K-17 Italy
51 Shin-Naito-S Nhật Bản
52 Shin Nibrol Nhật Bản
53 Sleepan Nhật Bản
54 Slip Brazil
55 Softenil Argentina, Peru
56 Softenon
Austria, Bỉ, Cyprus, Phần Lan, Ireland, Malta, Hà Lan, Ba
Lan, Tây Ban Nha, Thụy Sỹ, Tây Đức
57 Softenon Forte Tây Đức
58 Talargan Mexico
59 Talimol Canada
60 Tensival Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi
61 Thalin Israel
62 Thalinette Israel
63 Theophyl-Choline Italy
64 Ulcerfen Italy
65 Valgis Angola, Úc, Ghana. Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi
66 Valgraine Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi
67 Valip Italy
68 Verdil Brazil
2
CH
2
), 2,13-2,01 (m, 1H
B
, CH
2
CO).
Phổ
13
C NMR (DMSO-d
6
): 4 nguyên tử carbon của 4 nhóm carbonyl
tại các vị trí có δ =173,2; 170,2; 167,6; sáu nguyên tử carbon của vòng
benzene có δ = 135,3; 131,7; 123,8; ba nguyên tử carbon còn lại của vòng
piperidinedione cộng hưởng tại 49,5 (C-1); 31,4 (C-5); và 22,5 (C-6).
Phổ khối (MS): m/z 259 (M
+
+1, 50), 154 (100), 136 (75), 120 (16), vμ
107 (27).
1.4. Các phổ đồ thalidomide
- Phổ khối MS [4]:
( m a i n l i b ) T h a l i d o m i d e
1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 0 1 1 0 1 2 0 1 3 0 1 4 0 1 5 0 1 6 0 1 7 0 1 8 0 1 9 0 2 0 0 2 1 0 2 2 0 2 3 0 2 4 0 2 5 0 2 6 0 2 7 0
0
5 0
1 0 0
1 4
2 8
3 9
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
13
C-NMR [6]
- Phổ hồng ngoại IR [7]:
Trạng thái: rắn (viên KBr)
Máy đo: PERKIN-ELMER 21 (GRATING)
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 8
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
1.5.Tiêu chuẩn dược điển [8]
Công thức phân tử: C
13
H
10
N
2
O
4
Phân tử lượng: 258.23
Thalidomide chứa ít nhất 98.0% và tối đa 101.5% C
13
H
10
N
2
O
4
tính toán dựa
trên sản phẩm đã làm khan.
Đóng gói và bảo quản: Bảo quản trong lọ kín, tránh ánh sáng, để ở nhiệt độ
Hệ sắc ký (xem Chromatography <621>): Sắc ký lỏng thực hiện trên cột
kích thước 3.9 mm x 15 cm, sử dụng loại hạt L1 kích thước 4 µm, detector
218 nm. Tốc độ pha động là 2 ml/phút. Thực hiện sắc ký như sau:
Chạy sắc ký đối với dung dịch chuẩn và ghi lại các peak theo trình tự: thời
gian lưu tương đối là 0.35 đối với phthalic acid và khoảng 1.0 đối với
thalidomide; thời gian không lưu (tailing factor) đối với các phthalic acid và
thalidomide không quá 2.0; sai số chuẩn tương đối được xác định theo peak
của phthalic acid với các lần lặp lại không quá 2.0%.
Thời gian
(phút)
Hệ dung môi A
(%)
Hệ dung môi B
(%)
Phương pháp
rửa giải
0 100 0 Cân bằng
0 – 15 100 – 50 0 – 50 Gradien tuyến
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49
10
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
tính
15 – 20 50 – 100 50 – 0
Gradien tuyến
tính
20 – 30 100 0 Đẳng thành phần
Trình tự: Lần lượt chạy hệ sắc kí với một lượng không đổi dung dịch chuẩn
và dung dịch thử (khoảng 200 µl), ghi lại sắc kí đồ và đo diện tích các peak.
Tính phần trăm của tạp chất trong thalidomide theo công thức:
50 000(C
Giới hạn: 0.1%.
Tạp chất hữu cơ dễ bay hơi, phương pháp I <467>: đạt các tiêu chuẩn cho
phép. (theo quy định có hiệu lực tới 1/7/2007)
Thí nghiệm:
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49
11
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
Pha động: Hệ dung môi nước : acetonitrile : phosphoric acid (85:15:0.1), điều
chỉnh nếu cần thiết (xem System Suitability trong Chromatography <621>).
Dung dịch nội chuẩn: Hòa tan chính xác 150 mg phenacetin trong 80 ml
acetonitrile trong bình định mức dung lượng 100 ml, thêm acetonitrile tới
vạch định mức và lắc đều.
Dung dịch chuẩn: Hòa tan chính xác một lượng USP thalidomide RS trong
acetonitrile với sự hỗ trợ của máy siêu âm, thu được dung dịch có nồng độ 1
mg/ml. Lấy 10.0 ml dung dịch vừa pha, cùng với 5.0 ml của dung dịch nội
chuẩn vào bình định mức dung tích 100 ml, sau đó thêm 10.0 ml phosphoric
acid 1%. Thêm nước tới vạch định mức và lắc đều.
Dung dịch chuẩn bị thí nghiệm: Hòa tan chính xác 100 mg thalidomide trong
80 ml acetonitrile bằng máy siêu âm. Thêm acetonitrile tới vạch định mức và
lắc đều. Dùng pipet lấy 10.0 ml dung dịch vừa pha, 5.0 ml dung dịch nội
chuẩn vào bình định mức 100 ml, thêm 10.0 ml phosphoric acide 1%, sau đó
thêm nước tới vạch định mức và lắc đều.
Hệ sắc kí (xem Chromatography <621>): sắc kí lỏng được trang bị detector
237 nm, sử dụng cột có kích thước 3.9 nm x 15 cm, sử dụng loại hạt L1 có
kích thước 4 µm. Tốc độ rửa giải khoảng 1.0 ml/phút. Chạy sắc kí với dung
môi chuẩn, ghi lại các peak tương ứng theo Trình tự: độ phân tách R giữa
thalidomide và phenacetin ít nhất là 3.0; hiệu quả phân tách được xác định
bằng các peak của thalidomide và phenacetin lần lượt không có ít hơn 7000
và 9000 đĩa lý thuyết; thời gian không lưu không quá 2.0; sai số chuẩn tương
đối qua các lần lặp lại không quá 1.0%.
tiêu chảy, loét; bệnh u đa tủy [13]; u sắc tố [14]; viêm khớp dạng thấp [15],
[16]; các bệnh ung thư liên quan đến tạo mạch [17].
1.7. Tác dụng dược lý của thalidomide [18]
Tác dụng:
Đến nay cơ chế tác dụng cả thalidomide vẫn chưa được làm sáng tỏ.
Thalidomide có những tính chất điều chỉnh miễn dịch, chống viêm, ngăn cản
sự tạo mạch. Các nghiên cứu trong ống nghiệm và thử nghiệm lâm sàng cho
thấy tác động miễn dịch của hợp chất này khác nhau dưới các điều kiện khác
nhau, nhưng có thể liên quan tới phong bế chất chọn lọc tiền viêm cytokine
TNF-α hoặc làm giảm khả năng thích ứng của các phân tử kết dính bề mặt tế
bào chọn lọc liên quan tới sự di cư bạch cầu. Việc sử dụng thalidomide đã
được ghi nhận làm giảm nồng độ tuần hoàn của TNF-α ở các bệnh nhân mắc
bệnh hồng bannuts do phong (ENL), tuy nhiên, nó cũng làm tăng nồng độ
TNF ở các bệnh nhân nhiễm HIV dương tính. Các tính chất chống viêm, miễn
dịch của thalidomide gồm ngăn chặn sự tham gia của đại thực bào đến việc
tổng hợp prostaglandin, và sự thay đổi lượng interleukin-10, interleukin-12
tạo thành bởi các tế bào đơn nhân ngoại vi.
Thalidomide điều trị bệnh đa u tủy nhờ việc tăng số lượng các tế bào
tiêu diệt tuần hoàn tự nhiên, và tăng nồng độ interleukin-2, interferon-gamma
(một cytokine từ tế bào T có hoạt tính gây độc tế bào). Thalidomide ức chế sự
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49
13
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
tạo mạch khi nuôi cấy rốn động mạch người trong ống nghiệm. Các quá trình
tế bào bị mạch ức chế bởi thalidomide gồm cả sự nảy nở các tế bào nội mô.
Chuyển hóa: Hiện nay người ta vẫn chưa xác định được con đường chuyển
hóa của thuốc trong cơ thể người. Thalidomide không chuyển hóa ở gan mà
nó thủy phân không cần enzyme ở huyết thanh tạo thành rất nhiều sản phẩm.
Trong một nghiên cứu được lặp lại với cùng liều cho thấy, cứ 10 phụ nữ khỏe
mạnh sử dụng 200 mg thalidomide trong 18 ngày thì dược động học của
Tương tác thuốc:
Thuốc tránh thai hormone: uống thalidomide và thuốc tránh thai chứa
ethinyl estradiol và norethindrone không ảnh hưởng đến động học của các
hormone.
Thalidomide tăng cường tác dụng an thần của một số thuốc như barbiturate,
chlorpromazine, reserpine và có khả năng gây ngủ gật khi uống rượu.
Do tác dụng hiệp đồng, những thuốc liên quan đến thần kinh ngoại biên cần
được sử dụng cẩn thận cho bệnh nhân dùng thalidomide.
Cách dùng và liều dùng:
Cách dùng: Nếu sử dụng một liều hàng ngày, nhà sản xuất khuyến cáo
bệnh nhân uống với nước trước lúc đi ngủ (để hạn chế tác dụng gây ngủ của
thuốc), hoặc ít nhất 1 giờ sau khi ăn tối.
Nếu chia thành liều cao (khoảng 400 mg/ngày) thì nên uống một lần
trước khi đi ngủ hoặc chia thành nhiều lần uống với nước cách 1 giờ sau các
bữa ăn.
Liều dùng:
o Bệnh hồng ban nút do phong (ENL):
Đối với bệnh nhân mắc bệnh ENL ở da, giai đoạn mức độ nhẹ, liều dùng
thalidomide từ 100 đến 300 mg/ngày, uống một lần trước lúc đi ngủ hoặc 1
giờ sau khi ăn tối. Bệnh nhân có trọng lượng nhẹ hơn 50 kg nên uống với liều
dưới 100 mg/ngày.
Đối với bệnh nhân mắc bệnh ENL ở da, giai đoạn nghiêm trọng do phản
ứng ENL hoặc ở những người trước đó cần một liều cao để kiểm soát phản
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49
17
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
ứng ENL liều dùng thalidomide là 400 mg/ngày, có thể uống một lần trước
khi đi ngủ hoặc chia thành nhiều lần uống, ít nhất 1 giờ sau mỗi bữa ăn.
Đối với những bệnh nhân viêm dây thần kinh kèm với phản ứng ENL, cho
bệnh nhân dùng corticosteroids kết hợp với thalidomide. Sử dụng lượng
tinh khiết. Bởi vì đã thấy có một sự chuyển hóa lẫn nhau giữa các đồng phân
sau khi vào cơ thể, các đồng phân này trong môi trường nước dưới tác dụng
của abumin huyết thanh sẽ chuyển hóa qua lại lẫn nhau. Nguyên tử H có tính
acid mạnh tại trung tâm bất đối của thalidomide epime hóa nhanh chóng dưới
điều kiện sinh lý (xem Hình 3), làm cho việc đánh giá sự khác nhau về hoạt
tính sinh học giữa các đồng phân lập thể R,S là rất khó [23]
Tuy nhiên, người ta đã phát hiện ra sự ức chế quá trình giải phóng
TNF-α mang tính chọn lọc lập thể của thalidomide trong cơ thể người [24].
Nghiên cứu sự chuyển hóa của các đồng phân lập thể thalidomide [20]
đã cho thấy rằng, trong khi đồng phân S chủ yếu chuyển hóa bằng cách
hydroxyl hóa vòng phthaloyl (Hình 4), trong lúc đó thì đồng phân R trải qua
quá trình hydroxyl hóa ở vòng dioxopiperidine (Hình 5)
Hình 3. Sự chuyển hóa qua lại giữa hai đồng phân (R) và (S) của
thalidomide
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49
19
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
Mặc dù đến nay vẫn không thể xác định được mối quan hệ giữa sự
chuyển hóa các đồng phân thalidomide và độc tính gây quái thai, tuy nhiên
các nhà nghiên cứu có thể đưa ra những giả thuyết sau:
Hình 4: Các sản phẩm hydroxyl hoá của S(-)-thalidomide
Hình 5: Các sản phẩm hydroxyl hoá của R(+)-thalidomide
Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49
20
Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009
2. GIÁ HOẠT CHẤT VÀ THÀNH PHẨM THALIDOMIDE
2.1. Giá hoạt chất thalidomide [25]
Thalidomide hiện nay đang được nhiều nước sản xuất. Sau đây là bảng giá thành của một số hãng sản xuất đó:
Tên
Tên
GmbH
Nissanstrasse
2
Neuss Đức
Phone: 49-2131-3 11-0
Fax: 49-2131-31 11 00
10 g 72000 YEN
(+/-)-
Thalidomide
Wako Pure
Chemicals
Product List
Wako Pure
Chemical
Industries,
Ltd.
1-2,
Doshomachi
3-Chome
Chuo-ku
Nhật
Bản
Phone: +81-6-6203-3741
Fax: +81-6-6201-5964
10 g 72000 YEN
(a)-
Thalidomide
SinoChemex
per Product
List
Gongshu
Trung
Quốc
Phone: +86 (571) 8195
6956
Fax: +86 (571) 8885 7587
Email:
1kg $1,650
Thalidomide
Atomole
Scientific
Product List
Atomole
Scientific
Co., Ltd
150 Zhongjia
Village, Suite
104
Hanyang
District
Wuhan
Trung
Quốc
Phone: 86-27-82261049
Fax: 86-27-82629206
Email:
50g $680
Thalidomide
Independenc
e Ave.
Mountain
View
Mỹ
Phone: (650) 938-4849
Fax: (650) 938-4850
Email:
2.5g $195.00
Thalidomide
OChem
Product List
OChem
Incorporation
9044
Buckingham
Park Drive
Des Plaines Mỹ
Phone: 1 847 403-7044
Fax: 1 847 298-5008
Email:
250g Liên hệ
Thalidomide
APAC
Pharmaceutic
al Product
APAC
Pharmaceutic
al, LLC