m
B ộ YTẾ

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI

tược HÀ NỘI

THI CHÍNH

NGHIÊN
TỒNG H
ĐIÈU

Y DựNG q u y t r ìn h
-THYROXIN LÀM THUỐC
THIẺU NĂNG TUYÉN GIÁP
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ Dược PHẨM & BÀO CHẾ
MÃ SÔ: 60.73.01

Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Đình Luyện

trư ờ n g

đ h

d ư ợ c h à n ội]

th u tv ỉện

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 QUAN........................................ ........................................ 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 Nam ........................................................................ 24

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

34

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

37

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

40

3.1.5. Thủy phân tạo L-thyroxin hydroclorỉd..................................

48

3.1.6. Tạo muối natri của L-thyroxin..............................................

49

3.2. Kết quả phân tích phổ........................................................ .........

50

3.2.1. Phân tích pho hồng ngoại (IR)..............................................

50

3.2.2. Phân tích phổ khối (M S):.......................................................


DCC

Dicyclohexylcarbodiimid

DMSO

Dimethyl sulfoxid

EtOH

Ethanol

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)

KLPT

Khối lượng phân tử

MeOH

Methanol

MS

Phổ khối (Mass spectrometry)

NMR


Bảng 3.4: Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của lượng acid boricđến 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 cácchất...................................53


DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
Hình 3.1: Sơ đồ quy trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-tyrosin từ L-tyrosin...........33
Hình 3.2: Sơ đồ quy trình tổng hợp 3,5-diiodo-N-acetyl-L-tyrosin_từ 3,5diiodo-L-tyrosin..................................................................................36
Hình 3.3: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của thời gian phản ứng đến hiệu suất
tạo N-acetyl-3,5-diiodo-L-tyrosin..................................................... 37
Hình 3.4: Sơ đồ quy trình tổng hợp ethyl ester của_N-acetyl-3,5-diiodo-Ltyrosin................................................................................................. 39
Hình 3.5: Biểu đồ biểu diễn ảnh hưởng của lượng M nS0 4.H20 đến hiệu suất
/

phản ứng oxy hóa tạo ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxin............41
Hình 3.6: Biểu đồ ảnh hưởng của nồng độ EtOH đến hiệu suất phản ứng oxy
hóa tạo ethyl ester của N-acetyl-L-thyroxin.................................... 42
Hỉnh'3.7: Biểu đồ ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tạo ethyl
ester của N-acetyl-L-thyroxin........................................................... 43
Hình 3.8: Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất phản ứng tạo ethyl ester của Nacetyl-L-thyroxin............................................................................... 44

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
trọng điểm quốc gia phát triển công nghiệp hóa dược đến năm

1

2020”

đã đặt ra


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.

9


CHƯƠNG 1. TÒNG QUAN
1.1. Tổng quan về L-tyrosin

50

75

100

Sô g L-tyrosin/100ml nước

0 ,0 2

0,045

0,105

0,244

0,565

- 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:

3


- 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,

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 LỊ
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 Lthyroxin (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].

5


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.
1.2.1. Levothyroxỉn (L-thyroxin):
*1* Công thức cẩu tạo, công thức phân tử của levothyroxỉn [6].


- 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
tử [6 ]:
+ Cho chế phẩm vào chén sứ, thêm acid sulfuric rồi đun nhẹ, hơi màu tím
bốc len.
+ Đun nóng với K 2CO 3 giải phóng ra r , nhận biết r bằng một số thuốc
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.

7


- 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.
- Với các vitamin: làm tăng sử dụng các vitamin B ị , pp, c và B í2.
> Trên quá trình tăng trưởng: giúp phát triển não, xương, răng, dinh
dưỡng da, lông, tóc, móng... đặc biệt trong giai đoạn hình thành.

- Dạng tinh thế màu trắng.
- Nhiệt độ nóng chảy: 236 - 237°c.
- Độ quay cực: [a ] D29'5 = +21,5 (c = 4,75 trong hỗn hợp 1 phần HC1 IN và
2

phần ethanol).
- Không tan trong nước, alcol. Tan trong kiềm tạo muối Na có màu hơi

nâu.
> 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

9


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].

14 viên nén

1 0 0 |ig

Hộp 2 v ỉ

50|ig, 25|0,g

14 viên nén

1 0 0 |ig

Hộp 3 v ỉ

BERLTHYROX

THYRAX

50|ig, 25|ig

10

X

X

viên nén

lOOịig


EL-THYRO

L-THYROXIN

Nhà sản xuất

Organon
Mj Biopharm (An
Độ)
Công ty cô phân
Traphaco (Việt Nam)


-Liều dùng: liều ban đầu 12,5-100|j.g/lần/ngày, liều duy trì 100-200
|Lig/lần/ngày
♦♦♦ Liothyronin:
- Biệt dược: Cytobin (Pfizer), Cytomel, Tetroxin (Glaxo Wellcome),
Triostat.
- Công dụng: mạnh gấp 3-10 lần L-thyroxin, dùng điều trị thiểu năng
tuyến giáp. Tác dụng nhanh (1-3 ngày) và thải trừ cũng nhanh (3 ngày).
. - Liều dùng: Người lớn 25|ig/ngày, dùng trong 1-3 tuần. Sau đó tăng dần
liều đến 50|dg/ngày. Trẻ em 5|ig/ngày trong tuần đầu, sau tăng dần lên đến
15-20|ng/ngày.
- 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 3,5diiodo-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


c. w. Turner, p. z. Anthony

(1957) [9] đã cải

tiến phương pháp bằng cách acyl hóa bảo vệ nhóm amino, sau đó tiến hành
phản ứng oxy hóa dẫn chất thu được với 0 2 xúc tác là mangan sulfat. Tuy
nhiên hiệu suất đạt được vẫn chưa cao. Năm 1959 L. G. Ginger cùng các tác
giả khác [2 0 ] đã tiếp tục bảo vệ thêm nhóm carboxyl sau đó tiến hành oxy
hóa. Hiệu suất quá trình điều chế levothyroxin được cải tiến rõ rệt.

12


Ac20
NaOH

Q2/EtOH

Theo các tác giả này, quy trình điều chế levothyroxin natri gồm các bước
sau: iodo hóa L-tyrosin tạo 3,5-diiodo-L-tyrosin, acetyl hóa bảo vệ nhóm
amino băng anhydrid acetic, ester hóa nhóm -OH của acid, oxy hóa tạo diaryl
,

ether, thủy phân loại nhóm bảo vệ, cuối cùng là tạo dạng muối natri của
levothyroxin.
*♦♦ Phương pháp của Robert I.Meltzer, Rockaway, and Rob er (1963) [27]
- Phản ủng tong hợp :

Tiến hành phản ứng như sau:

o

o
AC2O
. H20
NaOH

14


-

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

ethanol trong môi trường acid H2SO4 thu được 5:

Để điều chế 5 từ 1 có thể theo phương pháp của tác giả J. H. Branes và
A. G. Long [10].
+ Iodo hóa 1 bằng dung dịch I2/KI trong môi trường triethylamin. I2 dư
được xử lý bang natri pyrosulfit và amino acid ở môi trường pH 5 - 6 .
+ Acyl hóa để bảo vệ nhóm amino của 2 với tác nhân là CH3COOH trong
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
thu được dạng hình kim, không màu, nhiệt độ nóng chảy 154 - 155°c, [a ] D23 =
+15°(C = 2,0, ethanol). Thành phần: C: 31,0%; H: 3%; N: 2,8%; I: 50,5%.
-

Oxy hoá 5 bằng cách sử dụng oxy như một tác nhân oxy hoá với sự có


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:

16


KWEt-NH,

KI3/Et-NH 2
1:2

r ^

t

n-propanol

1"^

o

i

Ỵ

W

Cu(OAc)2
CH2C12
Et3N ,phenoI,18h,25°C

NHAc

12

IB F ,
H3 C O —

---- o -----( x ^ ^ - C H y - c - C O O E t

|/

NH2A c

......... th á n g

SỐĐKCB:

năm 20.,

10

-

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

methoxyphenylboronic (12) hòa tan trong dung dịch chứa dicloro-methan


Tiếp tục ester hóa 14 bằng ethanol với xúc tác là acid p-toluensulfonic

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

14

-

15

Hợp chất đã được bảo vệ 15 được đem tạo liên kết diaryl-ether với 4-

methoxyphenol (p-hydroxyanisol) trong pyridin tạo thành 3,5-dinitro-4-pmethoxyphenoxy-N-acetyl-L-phenylalanin ethyl ester (16).

18