Khảo sát một sổ yếu tố ẳnh hưởng
đến phản ứng bán tổng hỢp artesunat
với xúc tác natri bicarbonat
N guyễn Văn Hân
Trường Đại học Dược Hà Hội

Đặt vấn đề
Artesunat (artesunic acid, dihydroartemisinin-10a-hemisuccinat) là dẫn xuất ester của artemisinin,
m ột thuốc then chốt trong điéu trị bệnh sốt rét do
Plasmodium falciparum đa kháng thuốcởĐông Nam Á
[1]. Artesunat được bán tổng hợp từdihydroartemisinin
(DHA) bằng phản ứng aq^l hóa với anhydrid succinic
có mặt xúc tác thích hợp (hình 1).
CH3

°Y ^ C H 3

X ú c tá c

OH
D ih y d ro a rte m is in in

.

^CHs

M etller Toledo, tủ sấy điện Memmert.
Hệ thống sắc ký lỏng Shimazu.
Các th iết bị phân tích và các dụng cụ thủy tinh.
Phương pháp nghiên cứu
Đánh giá ảnh hưởng của các điều kiện phản ứng

Nguyên liệu, thiết bị và phương pháp nghiên
cứu
Nguyên liệu
Dihydroartemisinin (Công tỵ Dược khoa -Trường
Đại học Dược Hà Nội).
Các dung môi, hoá chất khác thuộc loại tinh
khiết phân tích.
Thiết bị
Bản mỏng Silicagel G tráng sẵn, đế thủy tinh
(Merck).
Máy khuấy từ Heidolph MR3001, máy đo độ chảy

Qui hoạch thực nghiệm
Các biến độc lập
Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất và mức độ
triệt để của phản ứng bao gồm các điểu kiện phản
ứng và tỉ lệ các chất tham gia phản ứng. Qua m ột số
phản ứng thăm dò với khối lượng DHA 2,84 g (biến cố
định), các biến độc lập được lựa chọn như ở bảng 1.
Báng l Cóc bién độc lộp
n

Biến độc lập

Kí hiệu

Mức dưới

Mức trên


1,8

3,6

4

N hiêtđôphản
lin g K )

x4

20

35

Các biến phụ thuộc
Yêu cẩu của m ột phản ứng tổng hợp có hiệu suất
cao là phải xảy ra nhanh, hoàn toàn hoặc gắn như
hoàn toàn, ít tạo ra tạp chất và cho hiệu suất cao. Hơn
nữa tỉ lệ DHA còn lại sau phản ứng phải thấp (tỉ lệ DHA
thể hiện mức độ triệt để của phản ứng và cũng là tạp
chất chính trong số các tạp chất liên quan của sản


- Ế

.

Bảng 4. Hiệu quà cùa các biẽn độc lộp


y3

-> max

Thiết kế và tiến hành thí nghiệm
Sửctụng th iết kế nhân tố bộ phận 24-1 gồm 8 thí
nghiệm [7]. Các th í nghiệm được tiến hành theo thứ
tự ngẫu nhiên. Mỗi th í nghiệm lặp lại 3 lẩn. Các bước
tiến hành thí nghiệm như sau: cho vào bình cẩu 2,84
g (10 mmol) DHA và 15 mL dung môi aceton. Khuấy
cho tan và thêm vào bình cẩu tác nhân anhydrid
succinic và xúc tác natri bicarbonat. Khuấy liên tục
hỗn hợp bằng máy khuấy từ. Theo dõi phản ứng
bằng sắc ký lớp mỏng (hỗn hợp phản ứng được
chấm sắc ký lớp mỏng sau mỗi 4 giờ). Phản ứng kết
thúc khi trên bản mỏng không còn vết DHA hoặc vết
DHA không giảm nữa.
Sau khi phản ứng kết thúc, xác định nống độ
artesunat và DHA trong hỗn hợp phản ứng bằng sắc
ký lỏng, qua đó tính được hiệu suất phản ứng cũng
như tỉ lệ DHA còn lại sau phản ứng. Kết quả được
trình bày ở bảng 3.
Phân tích kết quà
Các tính toán trong phần này được thực hiện
với sự hỗ trợ của phán mềm M odde 5.0. Kết quả xu
hướng và mức độ ảnh hưởng của các biến độc lập
được trình bày ở bảng 4.
Nhận xét:
- Thể tích dung môi (x1) ảnh hưởng không có ý
nghĩa thống kê tới các biến phụ thuộc.

N hiêtđôphản
ứng (x4)

-12,75

3,20
-2,72

8,20
*

*Ảnh hưầg không cóỷnghĩũ Ếỗng kê vớip > 0,05

(y3), ảnh hưởng không có ý nghĩa đến tỉ lệ DHA còn
lại sau phản ứng (y2).
- Tỉ lệ anhydrid succinic (x3) ảnh hưởng đến cả
3 biến phụ thuộc. Tăng tỉ lệ anhydrid succinic làm
tăng tốc độ và hiệu suất phản ứng, giảm tỉ lệ DHA
còn lại sau phản ứng.
- Tăng nhiệt độ phản ứng (x4) làm tăng tốc độ
phản ứng, nhưng ảnh hưởng không có ý nghĩa thống
kê đến tỉ lệ DHA cũng như hiệu suất phản ứng.
Lựa chọn các điều kiện phản ứng:
Thể tích dung môi ảnh hưởng không có ý nghĩa
lên các biến phụ thuộc nên được chọn ở mức dưới
(15mL). Không giảm dung môi thêm nữa vì hỗn hợp
phản ứng quá đặc sẽ khó khuấy trộn, ảnh hưởng
đến tốc độ phản ứng. Tỉ lệ anhydrid succinic/DHA
được chọn ở mức trên (3,6mmol/mol) và lượng natri
bicarbonat được chọn ở mức trên (4g) để đảm bảo


1

15

2

1,8

20

92±4

3,8 ± 0 ,1

84,5 ± 2 ,8

2

30

2

1,8

35

74±4

2,5 ± 0 ,2


3,7 ± 0 ,2

88,6 ± 2 ,8

5

15

2

3,6

35

41 ± 2

0,3 ± 0 ,2

93,2 ± 2 ,6

6

30

2

3,6

20


35

25±2

0,3 ± 0 ,1

95,3 ± 2 ,2

Sổ 1/2011 ^Nghiên cứu duợcThớng tln thuõc ■3


Dihydroartem isinin 14,20g
A nhydrid succinic

18,00g

Natri bicarbonat

20

Aceton

75

Vết tạp chất

(50

m m ol)

Sản phẩm artesunat đã được kiểm tra chất lượng
tại Viện Kiểm Nghiệm thuốc Trung ương và được xác
nhận đạt tấ t cả các chỉ tiêu chất lượng theo qui định
của DĐVN III. Trong đó, chỉ tiêu hàm lượng artesunat
đạt 99,7%.
Bàn luận
Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng bán
tổng hợp artesunat, trong đó đáng chú ý là dung
môi, xúc tác, nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng
và tỉ lệ các chất tham gia phản ứng. Kết quả ở bảng
3 và 4 cho thấy tron g số các yếu tố đã khảo sát,
tỉ lệ anhydrid succinic là yếu tố ảnh hưởng mạnh
nhất. Với tỉ lệ anhydrid succinic gấp 1,8 lẩn (m ol/
mol) so với dihydroartem isinin, phản ứng xảy ra
trong khoảng 58 - 92 giờ, tỉ lệ dihydroartem isinin
còn lại từ 2,5 - 3,8% và hiệu suất artesunat trong
khoảng 84,5 - 88,6%. Trong khi đó, với lượng
anhydrid succinic gấp 3,5 lẩn dihydroartem isinin,
phản ứng xảy ra tron g khoảng 25 - 49 giờ, tỉ lệ

dihydroartem isinin còn lại 0,3 - 0,6% và cho hiệu
suất từ 93,2 - 95,9%. Như vậy, tăng tỉ lệ anhydrid
succinic làm tăng hiệu suất phản ứng, làm giảm tỉ
lệ dihydroartem isinin còn lại sau phản ứng và rút
ngắn thời gian phản ứng.
Qua nghiên cứu, chúng tôi nhận thấy vết tạp chất
(vết màu hổng có R /= 0,82 trên sắc ký lớp mỏng, hình
2) tăng tỉ lệ với thời gian phản ứng. Những phản ứng
xảy ra chậm hoặc sau khi phản ứng kết thúc, nếu
hỗn hợp phản ứng không được xử lý ngay thì vết tạp

Kết luận
Artesunat
đã được bán tổng hợp từ
dihydroartemisinin và anhydrid succinic với xúc tác
natri bicarbonat trong dung môi aceton. Hiệu suất
phản ứng đạt 94,8 ± 1,5% và hiệu suất artesunat sau
tinh chế đạt 89,4 ± 2,4%. Phản ứng với xúc tác này
có ưu điểm ít độc hại và ít gây ô nhiễm. Các yếu tố
ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng, bao gồm thể
tích dung môi, lượng chất xúc tác, tỉ lệ anhydrid
succinic/dihydroartemisinin, nhiệt độ phản ứng đã
đươc khảo sát.


SUMMARY
Artesunate have been synthesized w ith the yield o f 89,4% from dihydroartemisinin and anhydride succinic using sodium
bicarbonat as catalyst and acetone as solvent. This new catalyst has the advantage o f less toxic, less polution and simple purification
process in comparision w ith pyridine catalyst. Influence o f solvent volume, catalyst ratio, anhydride sucdniơdihydroartem isinin ratio
and reaction temperature on the product yield were studied.
TÀI LIỆU THAM KHÀO
1. World Health Organisation (2006), Guidelines for the Treatment o f Malaria, WHO, Geneva.
2. ĐỔ Hữu Nghị (1996). Nghiên cứu chiết xuất, bán tổng hợp và đưa vào sản xuất m ột số hợp chất tự nhiên có tác dụng điểu trị sốt
rét từ nguón dược liệu Việt Nam. Luận án phó tiến sĩ khoa học Y Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội.
3.

China Cooperative Research Group on Qinghaosu and its derivatives as antimalarials (1982), 'The chemistry and synthesis of

qinghaosu derivatives", J. T rad. Chin. Med., 2,9-16.
4.


định chung của FDA, lấy 6ml máu tại các thời điểm:
0;1;2;3;4;5;6;7;8;10;12;24 và 36h sau khi uống thuốc.
Ly tâm 4000 vòng/phút trong 10 phút, lấy lớp huyết
tương, bảo quản -40°c±10°c cho đến khi phân tích.