BỘYTẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
TRẦN TUẤN HIỆP
NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP
ALTRETAMIN sử DỤNG x ú c TÁC DỊ
THẺ VÀ KĨ THUẬT VI SÓNG
KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Dược sĩ
• • •
Người hướng dẫn : TS. Đinh Thị Thanh Hải
DS. Đinh Thị Hải
Nơi thực hiện : Bộ môn Hóa hữu cơ
HÀ NỘI-2011
Lời cảm ơn
Tôi xin bày tỏ lòng biết 0fn sâu sắc đối với TS. Đinh Thị Thanh Hải và
DS. Đinh Thị Hải những người thầy đã tận tuỵ hướng dẫn và giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện khoá luận này.
Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo và các anh chị kỹ thuật
viên thuộc bộ môn Hoá hữu cơ - Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ
động viên tôi trong quá trình học tập, thực nghiệm tại bộ môn.
Trong quá trình thực hiện khoá luận tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ
của cá nhân, đon vị trong và ngoài trưòmg, tôi xin chân thành cám ơn:
ThS.Đào
Thị Nhung khoa Hoá - Trưcmg đại học Khoa học Tự nhiên - Đại
học Quốc gia Hà Nội; TS.Thành Thu Thuỷ Phòng khối phổ, Ths. Đặng Vũ
Lương phòng NMR - Viện Hoá học - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công
nghệ Quốc gia. TS. Trần Việt Hùng Phòng Hóa lý, Viện Kiểm nghiệm thuốc
trung ương - Bộ Y tế.
Cuối cùng tôi xin chân thành cám ou gia đình và bạn bè đã quan tâm,
động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khoá luận này.
Hà Nội, ngày 10 thảng 05 năm 2011
Trần Tuấn Hiệp
: Nhiệt độ
: United State Pharmacopeia (Dược điển Mỹ)
: Vi sinh vật
: World Health Organization (Tổ chức Y tế thế giới)
Bảng Trang
3.1 Hiệu suất phản ứng thay đổi theo thời gian chiếu vi sóng 23
3.2 Hiệu suất phản ứng thay đổi theo chế độ chiếu vi sóng 26
3.3 Hiệu suất phản ứng thay đổi theo thời gian chiếu vi sóng 28
3.4 Hiệu suất phản ứng thay đổi theo xúc tác phản ứng 29
3.5 Tóm tắt kết quả sắc kí lớp mỏng 32
3.6 Số liệu phổ hồng ngoại của altretamin chuẩn và altretamin 33
tổng họp được
3.7 Số liệu phổ khối lượng của altretamin chuẩn và altretamin 34
tổng hợp được
3.8 Số liệu phổ cộng hưỏng từ proton (’H-NMR) và cộng hưởng 36
từ hạt nhân '^c ('^C-NMR) của altretamin chuẩn và
altretamin tổng hợp được
3.9 Két quả đánh giá các chỉ tiêu kiểm nghiệm altretamin theo 37
tiêu chuẩn Dược điển Mỹ USP 30 (2007)
DANH MỤC BẢNG TRONG KHOÁ LUẬN
Hình Trang
1.1 Thời điểm tác động của altretamin và chu trình tế bào 4
1.2 Hình ảnh 3D của Cytochrome P450 6
1.3 Hình ảnh 3D của Cytochrome P450 3A4 6
3.1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hiệu suất phản ứng theo thời 24
gian chiếu vi sóng
3.2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hiệu suất phản ứng theo chế 27
độ chiếu vi sóng
3.3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hiệu suất phản ứng theo thời 28
gian chiếu vi sóng
1.3.2.1. Cấu trúc của zeolit 17
1.3.2.2. Tính chất của zeolit 17
1.3.2.3. Các kiểu zeolit 18
1.4. Phương pháp tổng hợp các dẫn chất thế của 1,3,5-triazin 18
theo Kapil Arya và Anshu Dania bằng kỹ thuật vi sóng sử
dụng xúc tác zeolit
Chương 2 . ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 20
2.1. Nguyền liệu và phương pháp thực nghiệm 20
2.1.1. Hóa chất 20
2.1.2. PhưoTig tiện sử dụng 20
2.1.3. Nội dung nghiên cứu 21
2.1.4. Phương pháp thực nghiệm 21
Chương 3. THựC NGHIỆM, KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Kết quả tổng hợp hóa học 22
3.1.1. Kết quả tổng họp altretamin kết hợp kỹ thuật vi sóng và phương 22
pháp cải tiến của Donald Kaiser
3.1.2. Kết quả khảo sát quy trình tổng hợp altretamin theo Kapil Arya 25
và Anshu Dandia
3.1.2.1 Ket quả khảo sát ảnh hưởng của chế độ chiếu vi sóng đến hiệu 26
suất phản ứng tổng hợp altretamin
3.1.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưỏmg của thời gian chiếu vi sóng đến 27
hiệu suất phản ứng tổng họp altretamin
3.1.2.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của xúc tác đến hiệu suất phản 29
ứng tổng hợp altretamin
3.1.3. Kiểm tra độ tinh khiết và xác nhận cấu trúc altretamin tổng hợp 32
được
3.1.3.1. Kiểm tra độ tinh khiết 32
3.1.3.2. Xác nhận cấu trúc của altretamin tổng hợp được 32
3.1.4. Ket quả kiểm nghiệm altretamin theo tiêu chuẩn dược điển Mỹ 37
USP 30 (2007)
là ung thư phổi, ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư gan. Hầu hết các
loại thuốc điều trị ung thư đều phải nhập ngoại nên giá thành cao không phù
hợp với điều kiện kinh tế của người bệnh.
Altretamin là một trong rất nhiều thuốc chống ung thư đã được nghiên
cứu, thử nghiệm lâm sàng thành công và đưa vào sử dụng hiệu quả trong điều
trị ung thư phổi, ung thư buồng trứng, ung thư vú trên thế giới. Loại thuốc
này hiện đang được sử dụng trong điều trị ung thư với các biệt dược như
Hexastat (Pháp), Hexinawas (Tây Ban Nha), Altretamin (Mỹ), Hexalen
(ưs
Bioscience - Mỹ) v.v.
Từ những vấn đề trình bày trên cho thấy việc nghiên cứu tổng hợp
altretamin đạt tiêu chuẩn dược điển Mỹ USP 30 (2007) để từ đó hướng tới
ứng dụng sản xuất thuốc này ở nước ta là một việc làm cần thiết và cấp bách.
Với mong muốn góp phần vào việc nghiên cứu quy trình sản xuất
nguyên liệu làm thuốc ở Việt Nam, chúng tôi tiến hành đề tài **Nghiên cứu
tồng hợp altretamin sử dụng xúc tác dị thể và kỹ thuật vỉ sóng’* với mục
tiêu:
Xây dựng được quy trình tổng hợp altretamin sử dụng xúc tác leolit,
kỹ thuật vì sóng và tong hợp được altretamỉn đạt tiêu chuẩn dược điển Mỹ
USP30 (2007)[34J.
TỔNG QUAN
1.1 Tổng quan về altretamin
Altretamin tên khoa học là A^,A^,A^’,A/^’,jV”,iV”-Hexamethyl-[l,3,5]
triazin-2,4,6-triamin.
Công thức cấu tạo
Chương 1
CH3 CH3
C H ,
N N
'C H ,
về sau, các tế bào này có thể quay trở lại chu trình của tế bào bởi một sự
thúc đẩy kích thích mà người ta cũng chưa biết rõ.
Tùy theo cơ chế tác động của từng loại hóa chất mà thời điểm tác động của
nó vào chu trình tế bào khác nhau, altretamin tác động vào pha GI của chu
trình tế bào [5],[14],[17],[20].
Hình 1.1. Thòi điểm tác động của altretamỉn vào chu trình tế bào.
Aỉtretamỉn
1.1.2 Chỉ định, dạng bào chế, liều dùng của altretamỉn [1],[4],[17], [24]
Chỉ định: altretamin chỉ định điều trị các u ở phổi, buồng trứng và vú.
Dạng bào chế: viên nang 50mg, lOOmg.
Liều dùng: liều hàng ngày chia 3 -5 lần, uống xa bữa ăn.
• uphổi: 150 - 250 mg/m^/ngày, đợt 5 ngày, nghỉ năm ngày lại dùng đợt
khác, phối hợp với thuốc kìm tế bào khác.
• u buồng trứng: 150 - 250 mg/m^/ngày, trong 21 ngày/tháng.
• ơvw: 150 - 250 mg/mVngày, trong 15 ngày/tháng.
Sau đây là một số phác đồ có sử dụng altretamin để điều trị ung thư biểu
mô buồng trứng[l],[5].
150mg/mVngày, uống ngày 1-14
350mg/m^, tiêm tĩnh mạch, ngày 1,8
20mg/m^, tiêm tĩnh mạch, ngày 1,8
60mg/m^, tiêm tĩnh mạch, ngày 1,8
150mg/m^/ngày, uống ngày 1-14
350mg/mVngày, uống ngày 1-14
40mg/m^, tiêm tĩnh mạch, ngày 1,8
600mg/m^, tiêm tĩnh mạch, ngày 1,8
1. Phác đồ CAP
Altretamin
Cyclophosphamid
Doxombicin
Cisplatin
Theo Garcia và cộng sự [17], ion methyleniminium tạo thành là chất
trung gian có ái lực electrophil lớn đối với các trung tâm giàu điện tử trên
phân tử DNA.
Tác dụng trị liệu và gây độc tế bào của các tác nhân alkyl hoá chống
ung thư liên quan trực tiếp và mật thiết tới việc alkyl hoá DNA. Nguyên tử
nitơ ở vị trí 7 (N-7) của guanin, các nguyên tử nitơ của vòng purin và
pyrimidin có trong cấu trúc DNA, nguyên tử nitơ ở vị trí số 1 (N-1) và vị trí
số 3 (N-3) của họp phần adenin, nguyên tử nitơ ở vị trí số 3 của hợp phần
cytosin và nguyên tử o ở vị trí số 6 của hợp phần guanin cong đều dễ dàng
tạo liên kết đồng hoá trị với tác nhân ái điện tử ion methyleniminium.
Tương tự như vậy, các nhóm -CHs sẽ tiếp tục được hoạt hoá. Có thể mô
tả cơ chế tác dụng của altretamin như sơ đồ 1, trang 8.
Cùng quan điểm với Jackson và cộng sự [18], nghiên cứu của Hopkins
và cộng sự [17] cũng chỉ ra rằng cơ chế tác dụng của altretamin là do sự tạo
thành liên kết cầu nối (cross - linking) liên kết cầu nối tạo thành bởi tác dụng
của formaldehyd được tạo ra bởi quá trình deformyl hoá của chất 1 như sơ đồ
2, trang 9 với các nguyên tử nitơ ở vị trí số 6 (N-6) của vòng purin trong hợp
phần deoxyadenosin.
S a S LI. CO CHi: HO^T HOA ALTRETAMIN VA BIEN DOIDNA
H3Cv.^ ^-0h
H ,C \ 0-— OH
N' - 'N
N ^ N CYP450 3A4 n ^ n CYP450 3A4 n ^ n
CH.
CH.
H.Cv
'N
I
CH3
■N' -N-CH3
< " U I
N ^N ^N H ; »NA-
'nh dna
<?H,
N NH2
Guanine
»¿A«
Guanine
DNA -
3
CH
DNA
DNA
NHo
N
«OH»
Cytosine
DNA
SffS 1.2. CO CHE DEFORMYL HO A VA TAO LIEN KET CAU NOI GICTa 2 PHAN TtT DNA
H3Cv.„^.CH3
N"^N CYP450 3A4
1 I
CH, CH,
H 2CO derived linkage
H 3 C .
1 >
CH3 CH3
RO3P - Q
1 N'
CH2
+ 3NaCl + 3 H2 O
N N N
I , I
ÒH3 1 ÒH3
.CH,
Cơ chế phản ứng:
NaOH
/N— + OH
H3C
Na + OH
H3 C
H3C'
CK
\
N + H2O
«3-
N - . / . N
C1
CH3
H,c
N.
,ỉQ y
N — CH3
N
C1
N
11
- Cl
Cl
N:
bố lần đầu tiên năm 1951 [16] đi từ nguyên liệu đầu là cyanuric clorid và
dimethylamin với xúc tác là natri hydroxyd khan trong dung môi aceton.
* Phản ứng tổng hợp gằm hai bước:
- Bước 1: Hoà tan 1 mol cyanuric clorid vào trong 800 ml dung môi
aceton, thêm 3,3 mol dimethylamin, rồi thêm vào 1 mol natri hydroxyd, đun
hồi lưu ở 50®c trong 1 giờ. cất loại dung môi. Phần cắn thô thu được thêm
xylen, lắc đều rồi cất đẳng phí để loại hoàn toàn nước.
- Bưởc 2: Thêm vào hỗn hợp phản ứng 2 mol bột natri hydroxyd khan
rồi đun nóng 3 giờ ở lOO^C. Xử lý hỗn hợp phản ứng, thu được sản phẩm thô.
Kết tinh lại bằng methanol, thu được sản phẩm kết tinh màu trắng. Hiệu suất
37%.
* Các thông số chỉnh của phản ứng:
- Tỉ lệ mol các chất tham gia phản ứng: cyanuric clorid/ dimethylamin/
NaOH là 1 : 3,3 : 3.
- Hiệu suất: 37 %.
- Sản phẩm kết tinh hình kim màu trắng.
12
- Nhiệt độ nóng chảy là 172*^ - 174°c.
- Sản phẩm phụ là: 4,6-dicloro-2-dimethylamino-5-triazin và 2-cloro-
4,6-bis-(dimethylamino)-5-triazin. Các sản phẩm này dễ tan trong MeOH,
EtOH lạnh nên có thể loại bằng cách kết tinh lại từ methanol hoặc ethanol.
ÇH3 ÇH3
N ^ N
C1
1ST
H3C "CH3
4,6-dicloro-2-dimethylamỉno-s-triazin 2-cloro-4,6-bis-(dimethylamino)-s-triazỉn
1.2.2 Phương pháp tổng hợp altretamin và các dẫn chất tương tự của
Kapil Arya và Anshu Dandia
Sơ đồ phản ửng:
dung môi aceton và nước trong hỗn hợp phản ứng.
- Xử lý hỗn hợp sau phản ứng bằng cách dùng dung môi hữu cơ chiết
sản phẩm thô, rửa sản phẩm thô với dung dịch natri clorid bão hòa, làm khan
bằng Na2S04, lọc, cất quay loại dung môi, thay thế dung môi kết tinh MeOH
bằng dung môi EtOH tuyệt đối ít độc, giá thành rẻ hơn và đạt hiệu suất kết
tinh cao.
Trong phạm vi đề tài, chúng tôi ứng dụng kĩ thuật vi sóng đồng thời khảo sát
phưong pháp của Kapil Arya và Anshu Dandia
1.3 Tổng quan về vi sóng, zeolit và các ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ
1.3.1 Tổng quan về vi sóng và ứng dụng kỹ thuật vi sóng trong tổng
hợp hữu cơ
Vi sóng (micro-onde, microwave) là sóng cực ngắn hay còn gọi là sóng
siêu tần, sóng UHF (Ultra High Frequence wave) [15 .
Trong phổ điện từ (electromagnetic spectrum), vi sóng nằm ở khoảng
giữa phổ, từ tần số 0,3GHz đến 300GHz, tưong ứng với độ dài của sóng trong
khoảng lOOcm đến Icm, do đó vi sóng còn gọi là sóng cm.
14
E = electric field H = magnelic feild
X = wavelength (12.2 cm for 2450 MHz) c = speed of light
Sóng điện từ
Trong lĩnh vực ISM (Industry, Science, Medicine) trên thế giới người
ta qui ước sử dụng các loại vi sóng có tần số 915, 2450, 5800, 24125MHz.
Trong các tần số trên, chỉ có tần số 2450 MHz là được sử dụng rộng rãi.
Hầu hết các lò vi sóng gia dụng đều sử dụng tần số 2450MHz, tần số
này còn được dùng trong công nghệ nông sản, thực phẩm. Sự giới hạn tần số
nhằm ngăn ngừa sự gây trở ngại những tần số dành cho truyền thông.
Năng lượng của vi sóng là năng lượng điện từ.
Năng lượng photon của vi sóng rất thấp. Taị 2450MHz, năng lượng photon
của vi sóng khoảng 0,0016eV (0,037 kcal/mol), trong khi năng lượng của một
liên kết hóa học là 80-120 kcal/mol (H-OH là 4,8 eV, H3C-CH3 là 3,61 eV,
tác dụng, làm cho nước di chuyển từ tâm vật chất ra bề mặt của nó. Nguyên
tắc này được ứng dụng trong sự sấy chiếu vi sóng bằng vi sóng.
Với kết cấu có độ bất đối xứng cao, phân tử nước có độ phân cực
mạnh, do đó nước là một chất lý tưởng, dễ đun nóng bằng vi sóng. Ngoài ra,
các nhóm định chức phân cực như: -OH, -COOH, -NH2 trong các hợp chất
hữu cơ cũng là những nhóm chịu sự tác động mạnh của trường điện từ.
16
ứng dụng của vi sóng:
Tổng hợp hữu cơ (kích hoạt phản ứng):
• Giảm thời gian phản ứng
• Giảm phản ứng phụ
• Tăng hiệu suất
• Tăng độ chọn lọc
♦> Hỗ trợ ly trích.
Hỗ trợ công việc phòng thí nghiệm:
• Sấy khô các vật dụng thủy tinh.
• Tăng hoạt sắc kí bản mỏng.
• Hoạt hóa tái tạo chất hấp thu sắc ký, chất hút ẩm, rây phân tử,
chất mang rắn.
❖ Két hợp với các phương pháp hiện đại khác (quang hóa, âm hóa, xúc
tác chuyển pha, chất lỏng ion, )b
Hiện nay sử dụng kỹ thuật vi sóng là một hưÓTig đi mới cho tổng hợp
hữu cơ. Với những tính năng vượt trội, kĩ thuật vi sóng được ứng dụng rộng
rãi và tin cậy. Đặc biệt, trong các phản ứng cần cấp nhiệt, các phản ứng giữa
các pha dị thể. Vi sóng còn có tác dụng tăng cường khuấy trộn, tăng tiếp xúc
pha làm cho hiệu suất phản ứng được lớn hơn. Tuy nhiên, nhược điểm lớn
nhất của phương pháp này chính là hoạt động tốt trong phòng thí nghiệm, còn
khi đưa ra quy mô công nghiệp, đầu tư cho thiết bị tạo vi sóng là không nhỏ
để có đủ công suất. Do vậy, trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, kĩ thuật vi
sóng chưa được ứng dụng rộng rãi.
l'R Ư Ờ N (í Ế)H Đ Ũ O c I m NỘ?
T H Ư v i ệ n ;
Ngày .,.¿‘1 tháng </ ,.'nărn 20.f ' I
Sỏ'ĐKCB: '
Copyright: Tài liệu đại học ©