BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN QUÂN Y NGUYỄN THỊ TRANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DIETYLTOLUAMID TỪ ACID m TOLUIC VÀ DIETYLAMIN SỬ DỤNG TÁC NHÂN CYANURIC CLORID KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠ.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN QUÂN Y NGUYỄN THỊ TRANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DIETYLTOLUAMID TỪ ACID m-TOLUIC VÀ DIETYLAMIN SỬ DỤNG TÁC NHÂN CYANURIC CLORID KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC HÀ NỘI - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG HỌC VIỆN QUÂN Y NGUYỄN THỊ TRANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP DIETYLTOLUAMID TỪ ACID m-TOLUIC VÀ DIETYLAMIN SỬ DỤNG TÁC NHÂN CYANURIC CLORID KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ ĐẠI HỌC Cán hướng dẫn: GS TSKH Phan Đình Châu ThS Phạm Đức Thịnh HÀ NỘI - 2022 LỜI CẢM ƠN Để hồn thành khố luận tốt nghiệp kết thúc khố học mình, trước tiên em xin gửi lời cảm ơn đến Ban Giám đốc Học viện Quân y, Viện Đào tạo Dược, Hệ Quản lý Học viên Dân tạo điều kiện tốt cho em suốt trình học tập rèn luyện Đặc biệt, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới GS TSKH Phan Đình Châu ThS Phạm Đức Thịnh, người trực tiếp hướng dẫn, dành nhiều thời gian, tận tình bảo, đưa nhiều lời khuyên hữu ích cho em q trình nghiên cứu thực khố luận Em xin chân thành cảm ơn PGS.TS Trịnh Nam Trung - Viện trưởng Viện Đào tạo Dược PGS.TS Vũ Bình Dương - GĐ Trung tâm nghiên cứu - Ứng dụng sản xuất thuốc Học viện Quân Y toàn thể cán giảng viên, kĩ thuật viên Bộ môn Bào chế, Bộ môn trực thuộc Viện Đào tạo Dược, Học viện Quân y tận tình quan tâm, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho em trình học tập thực khoá luận Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè ln ủng hộ động viên em q trình hồn thiện khoá luận tốt nghiệp Hà Nội, ngày 20 tháng 07 năm 2022 Học viên Nguyễn Thị Trang MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG - TỔNG QUAN 1.1 TỔNG QUAN VỀ DIETYLTOLUAMID 1.1.1 Công thức cấu tạo, loại tên khoa học Dietyltoluamid 1.1.2 Tính chất lý hóa 1.1.3 Tiêu chuẩn dược điển 1.1.4 Tác dụng dược lý 1.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP DIETYLTOLUAMID (DEET) 1.2.1 Phương pháp tổng hợp từ acid m-toluic 1.2.2 Phương pháp tổng hợp từ m-toluoyl clorid 11 1.2.3 Phương pháp tổng hợp từ nguyên liệu khác 13 CHƯƠNG – NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 16 2.1 NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 16 2.1.1 Ngun liệu, hóa chất, dung mơi 16 2.1.2 Thiết bị 16 2.2 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.2.1 Xây dựng phương pháp điều chế Dietyltoluamid từ acid m-toluic dietylamin sử dụng tác nhân cyanuric clorid 17 2.2.2 Phương pháp đánh giá hợp chất Dietyltoluamid tổng hợp 21 2.2.3 Phương pháp xử lý kết nghiên cứu 22 CHƯƠNG – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23 3.1 KẾT QUẢ XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP DIETYLTOLUAMID (DEET) ĐI TỪ ACID m-TOLUIC VÀ DIETYLAMIN SỬ DỤNG TÁC NHÂN CYANURIC CLORID 23 3.1.1 Lựa chọn phương pháp tổng hợp Dietyltoluamid (DEET) từ acid mtoluic dietylamin sử dụng tác nhân cyanurric clorid 23 3.1.2 Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp Dietyltoluamid (DEET) 27 3.2 KẾT QUẢ XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP, TINH CHẾ VÀ ĐỊNH LƯỢNG DIETYLTOLUAMID (DEET) TỪ ACID m-TOLUIC VÀ DIETYLAMIN SỬ DỤNG TÁC NHÂN CYANURIC CLORID 33 3.2.1 Quy trình tối ưu tổng hợp dietyltoluamid từ acid m-toluic dietylamin sử dụng tác nhân cyanuric clorid 33 3.2.2 Nâng cấp quy trình tổng hợp dietyltoluamid từ acid m-toluic dietylamin sử dụng tác nhân cyanuric clorid quy mô 28,70 g sản phẩm 36 3.2.3 Định lượng sản phẩm Dietyltoluamid (DEET) tổng hợp phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 37 3.3 KẾT QUẢ NHẬN DẠNG CẤU TRÚC SẢN PHẨM DEET TỔNG HỢP ĐƯỢC 38 KẾT LUẬN 44 KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC CHỮ, KÝ HIỆU VIẾT TẮT 4-DMAP Phần viết đầy đủ Carbon (13) nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C) Proton nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H) 4-Dimethylaminopyridin CDCl3 Cloroform deuterium CYA Cyanuric clorid DCC Dicyclohexylcarbodiimid DCM Diclometan DMF Dimethyl formamid DMSO Dimethyl sulfoxit 10 Fpyr Formylpyrolidin 11 IR 12 IUPAC 13 MeCN Infrared (phổ hồng ngoại) International Union of Pure and Applied Chemistry Nomenclature (Liên minh Quốc tế Hóa học túy Hóa học ứng dụng) Acetonitril 14 MS Mass spectrometry (phổ khối) 15 NMM 16 PAHO 17 TCT N-methylmorpholin Pan American Health Organization (Tổ chức Y tế Liên Mỹ) 2,4,6-triclo-1,3,5-triazin 18 TKPT Tinh khiết phân tích 19 USP United State Pharmacopeia (Dược điển Mỹ) 20 UV Ultraviolet (Quang phổ tử ngoại) 21 WHO World Health Organization STT Phần viết tắt 13 C-NMR H-NMR DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng Tên bảng Trang Bảng 1.1 Chỉ tiêu chất lượng Dietyltoluamid theo dược điển Mỹ USP 41 Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất dung mơi 16 Bảng 3.1 Kết ảnh hưởng loại dung môi đến hiệu suất tạo DEET 28 Bảng 3.2 Kết ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng acid m-toluic cyanuric clorid đến hiệu suất tạo DEET 29 Bảng 3.3 Kết ảnh hưởng thời gian phản ứng acid m-toluic cyanuric clorid đến hiệu suất tạo DEET 30 Bảng 3.4 Kết ảnh hưởng tỷ lệ phản ứng cyanuric clorid acid m-toluic đến hiệu suất tạo DEET 31 Bảng 3.5 Kết ảnh hưởng tỷ lệ phản ứng acid m-toluic dietylamin đến hiệu suất tạo DEET 32 Bảng 3.6 So sánh quy trình đối chiếu quy trình cải tiến 34 Bảng 3.7 Kết quy trình tổng hợp DEET quy mơ 28,70 g sản phẩm 37 Bảng 3.8 Kết định lượng Dietyltoluaamid phương pháp HPLC 38 Bảng 3.9 Dữ liệu phổ NMR Dietyltoluamid 43 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên hình Trang Hình 1.1 Cấu trúc hóa học Dietyltoluamid Hình 3.1 Sắc ký đồ TLC phản ứng tổng hợp DEET theo hai phương pháp 26 Hình 3.2 Sắc ký đồ TLC so sánh hợp chất trung gian tổng hợp 35 với m-toluyl clorid 35 Hình 3.3 Phổ MS Dietyltoluamid 39 Hình 3.4 Phổ IR Dietyltoluamid 40 Hình 3.5 Phổ 1H-NMR Dietyltoluamid 40 Hình 3.6 Phổ 1H-NMR mở rộng Dietyltoluamid 41 Hình 3.7 Phổ 13C-NMR Dietyltoluamid 41 Hình 3.8a Phổ 13C-NMR mở rộng Dietyltoluamid 42 Hình 3.8b Phổ 13C-NMR mở rộng Dietyltoluamid 42 ĐẶT VẤN ĐỀ Động vật chân đốt vật trung gian truyền nhiễm nhiều bệnh, bao gồm bệnh sốt rét, sốt xuất huyết, vi rút Tây sông Nile vi rút Zika [1] Tổ chức Y tế Liên Mỹ (PAHO) WHO đưa báo cáo, tính đến tháng năm 2022 có 1,6 triệu người mắc bệnh sốt xuất huyết, gần 1000 ca tử vong 12 nghìn ca mắc Zika [2] Ở Việt Nam, tính đến ngày 12/6/2022, nước có 62.966 trường hợp mắc sốt xuất huyết (bao gồm bệnh nhân nội trú ngoại trú) 29 trường hợp tử vong, tăng 97% so với kỳ năm 2021 [3] Hiện nay, sản phẩm xua đuổi côn trùng thị trường phong phú thành phần với nhiều dạng bào chế khác kem, thuốc mỡ, gel, xịt Các chất chống côn trùng sử dụng phổ biến bao gồm: DEET, picaridin [4], IR 3535 [4,5],… ngồi cịn có hợp chất có nguồn gốc tự nhiên như: dầu bạch đàn chanh [6], tinh dầu sả [6,7], dầu catnip [8], permethrin (một hợp chất chiết xuất từ hoa cúc) [4,9],… Dietyltoluamid hay gọi DEET biết đến chất chống trùng phổ rộng, có khả chống lại nhiều loài muỗi, ruồi, ve bọ chét Đây xem thuốc chống côn trùng hiệu kể từ năm 1950, hàng năm có khoảng 50-100 triệu người dân Mỹ sử dụng DEET Quân đội Hoa Kỳ phát triển lần vào năm 1946 đến năm 1957 đưa thương mại Đến nay, có khoảng 200 sản phẩm chứa DEET có thị trường với nhiều nồng độ khác từ 4-100% [10] Các phương pháp tổng hợp DEET nghiên cứu từ lâu, có nhiều cơng trình nghiên cứu tổng hợp hợp chất DEET nước, sử dụng nguồn nguyên liệu phổ biến acid m-toluic, m-toluoyl clorid, dietylamin,…Với nguyên liệu sử dụng tác nhân khác phù hợp với phương pháp tổng hợp Xuất phát từ thực tiễn Việt Nam chưa có nhiều cơng trình nghiên cứu tổng hợp hợp chất DEET làm nguyên liệu cho bào chế sản phẩm xua đuổi côn trùng, góp phần phịng chống bệnh truyền nhiễm Để góp phần làm đa dạng hoá phương pháp tổng hợp Dietytouamid, đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp Dietyltoluamid từ acid m-toluic dietylamin sử dụng tác nhân cyanuric clorid” tiến hành với mục tiêu sau: Xây dựng quy trình tổng hợp N,N-diethyl-m-toluamid quy mơ phịng thí nghiệm sử dụng tác nhân cyanuric clorid đồng thời nhận dạng cấu trúc N,N-diethyl-m-toluamid tổng hợp mol) triethylamine 2-4 ml diclometan vào hỗn hợp Khuấy trộn nhiệt độ phòng thời gian 15 phút Tiếp tục bổ sung 0,61 g (0,0033 mol) cyanuric clorid vào bình phản ứng Khuấy trì phản ứng nhiệt độ phòng hết acid m-toluic (t1 = 2h, theo dõi sắc ký mỏng hệ dung môi n-hexan : aceton = 2:1 phát màu đèn soi tử ngoại UV bước sóng 254 nm) Tiếp tục cho từ từ vào hỗn hợp 2,39 ml (0,0231 mol) dietylamin 2-4 ml diclometan dụng cụ nhỏ giọt Duy trì phản ứng nhiệt độ phòng hết sản phẩm trung gian giai đoạn (t2 = 2h, theo dõi sắc ký mỏng hệ dung môi n-hexan : ethyl acetat = 3:1 phát màu đèn soi tử ngoại UV bước sóng 254 nm, so sánh với DEET 97%) Khi phản ứng kết thúc, kiểm tra pH, hỗn hợp phản ứng điều chỉnh pH 2-3 ml dung dịch HCl 10%, khuấy 15 phút, rửa lớp hữu 30 ml nước cất Chuyển pha hữu pH 8-9 ml dung dịch NaOH 10%, khuấy 15 phút rửa lớp hữu 30 ml nước cất (để ổn định 30 phút) Đợi lớp hữu hết đục trở nên suốt, pha hữu làm khan 2,0 g Na2SO4 khan (2 giờ) Lọc loại chất làm khan Dịch lọc sau cất quay chân khơng để bốc dung môi