Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 91 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
91
Dung lượng
4,57 MB
Nội dung
BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI –––––––––– TRẦN THU THỦY NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MOLNUPIRAVIR TỪ URIDIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2022 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI –––––––––– TRẦN THU THỦY Mã sinh viên: 1701583 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MOLNUPIRAVIR TỪ URIDIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hải Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2022 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Văn Hải – người thầy đồng hành tơi vượt qua bao khó khăn, ln quan tâm, động viên, tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa luận Tơi vơ biết ơn xin chân thành cảm ơn thầy GS.TS Nguyễn Đình Luyện, TS Đào Nguyệt Sương Huyền, thầy TS Nguyễn Văn Giang, chị NCS Bùi Thị Thanh Châm chị DS Từ Thị Thu Trang quan tâm, động viên, hướng dẫn, cho kinh nghiệm quý báu công việc sống Tôi xin trân trọng cảm ơn đơn vị: Bộ môn Cơng nghiệp dược, Viện Hóa học – Viện Hàn lâm khoa học Cơng nghệ Việt Nam, Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội nhiệt tình giúp đỡ tơi q trình thực khóa luận Chân thành cảm ơn anh chị, bạn em tơi thực khóa luận phịng thí nghiệm Tổng hợp Hóa dược, Bộ mơn Cơng nghiệp dược (đặc biệt bạn Nguyễn Vân Anh, bạn Phan Quốc Hùng, em Nguyễn Thị Mỹ Linh, em Đặng Thái Hoàng) Cảm ơn tất ln sát cánh đồng hành đường học hỏi nghiên cứu đề tài Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn hai bạn Trần Thị Lan Anh Nguyễn Trung Nghĩa động viên, hỗ trợ suốt q trình thực khóa luận Cuối cùng, tơi xin dành biết ơn sâu sắc tới bố mẹ gia đình thân yêu Cảm ơn gia đình bên tôi, yêu thương, ủng hộ đến ngày hôm mai sau Mặc dù cố gắng tạo điều kiện, song thời gian nghiên cứu chưa nhiều, kiến thức thân cịn hạn chế nên chắn khóa luận cịn nhiều thiếu sót Rất mong nhận đóng góp q báu thầy bạn để khóa luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 17 tháng năm 2022 Sinh viên Trần Thu Thủy MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu molnupiravir 1.1.1 Nguồn gốc cấu trúc hóa học .2 1.1.2 Tính chất lý hóa .2 1.1.3 Tác dụng dược lý ứng dụng điều trị 1.2 Các phương pháp tổng hợp molnupiravir .4 1.2.1 Tổng hợp molnupiravir từ nguyên liệu uridin .6 1.2.2 Tổng hợp molnupiravir từ nguyên liệu cytidin .8 1.2.3 Tổng hợp molnupiravir từ nguyên liệu ribose .11 1.3 Lựa chọn đường tổng hợp molnupiravir 12 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Nguyên liệu thiết bị 14 2.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 15 2.2.1 Tổng hợp hóa học 15 2.2.2 Khẳng định cấu trúc chất tổng hợp phương pháp phổ 17 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 18 3.1 Thực nghiệm, kết .18 3.1.1 Tổng hợp 1-((3aR,4R,6R,6aR)-6-(hydroxymethyl)-2,2-dimethyltetrahydrofuro[3,4-d][1,3]dioxol-4-yl)pyrimidin-2,4(1H,3H)-dion (U1) 18 3.1.2 Tổng hợp ((3aR,4R,6R,6aR)-6-(2,4-dioxo-3,4-dihydropyrimidin-1(2H)-yl)2,2-dimethyltetrahydrofuro[3,4-d][1,3]dioxol-4-yl)methyl isobutyrat (U2) 19 3.1.3 Tổng hợp molnupiravir (1) từ U2 23 3.1.4 Tóm tắt khảo sát tổng hợp molnupiravir (1) từ uridin (2) 28 3.1.5 Tổng hợp molnupiravir (1) từ uridin (2) qua hai giai đoạn “one-pot” 28 3.2 Bàn luận .31 3.2.1 Bàn luận phản ứng tổng hợp hóa học .31 3.2.2 Bàn luận quy trình tổng hợp molnupiravir .37 3.2.3 Bàn luận kết phân tích phổ cấu trúc sản phẩm .38 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .43 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Carbon 13 (Carbon 13 nuclear magnetic resonance) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) 2-MeTHF AR 2-Methyltetrahydrofuran Hóa chất phân tích ARN (Analytical Reagent) Acid ribonucleic COVID-19 Bệnh truyền nhiễm virus SARS-CoV-2 gây (Coronavirus disease 2019) CTPT DBU DCM Công thức phân tử 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en Dicloromethan DĐVN V DMAP đvC ESI Dược điển Việt Nam V 4-Dimethylaminopyridin Đơn vị Carbon Phương pháp ion hóa phun bụi điện tử HMDS IPA IR (Electrospray ionization) Hexamethyldisilazan Isopropanol Phổ hồng ngoại J m/z MS MTBE NHC NHC-TP NMR PTSA RdRp Rf (Infrared) Hằng số tương tác Tỷ số khối lượng điện tích ion Phổ khối lượng (Mass spectrometry) tert-Butyl methyl ether β-D-N4-hydroxycytidin β-D-N4-hydroxycytidin triphosphat Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance) Acid toluen-4-sulfonic monohydrat ARN polymerase phụ thuộc ARN (RNA-dependent RNA-polymerase) Hệ số lưu giữ (Retention factor) SARS-CoV-2 Virus corona gây hội chứng hơ hấp cấp tính nặng (Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2) SKLM STT Sắc ký lớp mỏng Số thứ tự T1/2 Thời gian bán thải THF TLTK Tetrahydrofuran Tài liệu tham khảo Tmax TMS Thời gian thuốc đạt nồng độ tối đa huyết tương Trimethylsilyl tonc Nhiệt độ nóng chảy δ Độ dịch chuyển hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phần trăm khối lượng (m) nguyên tố molnupiravir Bảng 2.1 Danh mục dung môi, hóa chất 14 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị .15 Bảng 3.1 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác đến thời gian hiệu suất phản ứng tạo sản phẩm U1 19 Bảng 3.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol anhydrid isobutyric : U1 đến hiệu suất phản ứng tạo U2 sử dụng xúc tác base 21 Bảng 3.3 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác đến hiệu suất phản ứng tạo U2 sử dụng xúc tác acid 22 Bảng 3.4 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol anhydrid isobutyric : U1 đến hiệu suất phản ứng tạo U2 sử dụng xúc tác acid 23 Bảng 3.5 Khảo sát ảnh hưởng dung môi tinh chế đến hiệu suất phản ứng thủy phân U3b tạo molnupiravir (1) .27 Bảng 3.6 So sánh quy trình tổng hợp molnupiravir (1) từ uridin (2) với nghiên cứu trước 38 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo molnupiravir (1) Hình 3.1 Tạp diacyl sinh q trình acyl hóa 34 Hình 3.2 Sản phẩm bis-TMS molnupiravir sau hydroxylamin hóa U3a 35 Hình 3.3 Cơng thức cấu tạo chất trung gian U3b 41 Hình 3.4 Phổ 1H-NMR giãn rộng U3b 41 Hình 3.5 Cơng thức cấu tạo molnupiravir (1) 42 Hình 3.6 Phổ 1H-NMR giãn rộng molnupiravir 42 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Các phương pháp tổng hợp molnupiravir Sơ đồ 1.2 Tổng hợp molnupiravir từ uridin theo Painter G.R cộng Sơ đồ 1.3 Tổng hợp molnupiravir từ uridin theo Steiner A cộng Sơ đồ 1.4 Tổng hợp molnupiravir từ uridin theo Dey R cộng .8 Sơ đồ 1.5 Tổng hợp molnupiravir từ cytidin theo Gopalsamuthiram V cộng .9 Sơ đồ 1.6 Tổng hợp molnupiravir từ cytidin theo Vasudevan N cộng 10 Sơ đồ 1.7 Tổng hợp molnupiravir từ cytidin theo Hu T cộng 11 Sơ đồ 1.8 Tổng hợp molnupiravir từ ribose 12 Sơ đồ 1.9 Sơ đồ dự kiến tổng hợp molnupiravir (1) từ uridin (2) 13 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ tổng hợp molnupiravir (1) từ uridin (2) .16 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ phản ứng tổng hợp U1 .18 Sơ đồ 3.2 Sơ đồ phản ứng tổng hợp U2 từ U1 sử dụng xúc tác base 20 Sơ đồ 3.3 Sơ đồ phản ứng tổng hợp U2 từ U1 sử dụng xúc tác acid 21 Sơ đồ 3.4 Sơ đồ phản ứng tổng hợp U3a từ U2 23 Sơ đồ 3.5 Sơ đồ phản ứng tổng hợp molnupiravir từ U3a 24 Sơ đồ 3.6 Sơ đồ phản ứng tổng hợp U3b từ U2 25 Sơ đồ 3.7 Sơ đồ phản ứng tổng hợp molnupiravir từ U3b 27 Sơ đồ 3.8 Tóm tắt khảo sát tổng hợp molnupiravir .28 Sơ đồ 3.9 Sơ đồ phản ứng “one-pot” tổng hợp U2 từ uridin (2) 29 Sơ đồ 3.10 Sơ đồ phản ứng “one-pot” tổng hợp molnupiravir từ U2 29 Sơ đồ 3.11 Cơ chế phản ứng cetal hóa uridin aceton với xúc tác acid 31 Sơ đồ 3.12 Cơ chế phản ứng acyl hóa U1 với xúc tác base 32 Sơ đồ 3.13 Cơ chế phản ứng acyl hóa U1 với xúc tác acid 33 Sơ đồ 3.14 Cơ chế phản ứng hydroxylamin hóa 35 Sơ đồ 3.15 Cơ chế phản ứng thủy phân U2 U3b .36 Sơ đồ 3.16 Cơ chế thủy phân dẫn chất bis-TMS để tạo thành molnupiravir .36 ĐẶT VẤN ĐỀ Vào cuối năm 2019, bắt nguồn từ chợ hải sản Vũ Hán, Trung Quốc, virus corona (gọi tắt SARS-CoV-2) ban đầu xác định nguyên nhân gây bệnh “viêm phổi không rõ nguyên nhân” [19], [41] Chỉ sau tháng xuất hiện, bệnh truyền nhiễm virus SARS-CoV-2 (COVID-19) nhanh chóng lây lan khu vực Châu Á, Châu Âu, Châu Mỹ… trở thành đại dịch tồn cầu [27], [39] Tính đến tháng năm 2022, SARS-CoV-2 khiến 534 triệu người nhiễm triệu người tử vong phạm vi toàn cầu, xuất 230 quốc gia vùng lãnh thổ, trở thành mối đe dọa nặng nề cho sức khỏe cộng đồng toàn giới [44] Tại Việt Nam, có 10 triệu ca nhiễm 43 nghìn ca tử vong dịch bệnh [46] Trước tình hình đó, vấn đề nghiên cứu phát triển thuốc để ứng phó với dịch bệnh việc làm cần thiết Một chế tác dụng thuốc điều trị COVID-19 ức chế q trình nhân lên virus thơng qua việc ức chế ARN polymerase phụ thuộc ARN (RdRp) [29] RdRp enzym có vai trị quan trọng vịng đời coronavirus Trong trình lây nhiễm, RdRp tạo điều kiện thuận lợi cho trình phiên mã chép ARN [35] Các thuốc ức chế RdRp thường sử dụng để điều trị COVID-19 bao gồm remdesivir, favipiravir molnupiravir [2] Tuy nhiên, remdesivir có giá thành cao dùng đường tiêm tĩnh mạch, gây bất tiện q trình sử dụng cịn favipiravir gây rối loạn tâm thần [2], [36] Trong đó, molnupiravir thuốc kháng virus sử dụng đường uống Đây tiền chất ribonucleosid phân tử nhỏ N4-hydroxycytidin (NHC), có tác dụng ức chế chép SARSCoV-2 [17] Các nghiên cứu molnupiravir làm giảm 30 % nguy nhập viện tử vong người chưa tiêm vaccin COVID-19, người cao tuổi người mắc bệnh lý mạn tính [16] Molnupiravir lần phê duyệt sử dụng để điều trị COVID-19 Anh vào tháng 11 năm 2021 [43] Sau đó, molnupiravir sử dụng Việt Nam theo định số 250/QĐ-BYT Bộ Y tế [2] Là dược chất quan trọng việc đẩy lùi dịch bệnh chưa có cơng bố thức tổng hợp molnupiravir nước Từ thực tế đó, chúng tơi tiến hành đề tài nghiên cứu tổng hợp molnupiravir: “Nghiên cứu tổng hợp molnupiravir từ uridin” với mục tiêu sau: Tổng hợp molnupiravir từ nguyên liệu uridin quy mơ phịng thí nghiệm Phụ lục 15 Phổ IR chất U3b Phụ lục 16 Phổ 1H-NMR chất U3b Phụ lục 16a Phổ 1H-NMR chất U3b (phổ giãn) Phụ lục 16b Phổ 1H-NMR chất U3b (phổ giãn) Phụ lục 17 Phổ 13C-NMR chất U3b Phụ lục 18 Phổ MS-ESI+ molnupiravir Phụ lục 19 Phổ MS-ESI- molnupiravir Phụ lục 20 Phổ IR molnupiravir Phụ lục 21 Phổ 1H-NMR molnupiravir Phụ lục 22 Phổ 13C-NMR molnupiravir Phụ lục 23 Phổ 1H-NMR molnupiravir (“one-pot”) Phụ lục 23a Phổ 1H-NMR molnupiravir (phổ giãn) Phụ lục 23b Phổ 1H-NMR molnupiravir (phổ giãn) Phụ lục 24 Phổ 13C-NMR molnupiravir (“one-pot”) ... thức tổng hợp molnupiravir nước Từ thực tế đó, chúng tơi tiến hành đề tài nghiên cứu tổng hợp molnupiravir: ? ?Nghiên cứu tổng hợp molnupiravir từ uridin? ?? với mục tiêu sau: Tổng hợp molnupiravir từ. ..BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI –––––––––– TRẦN THU THỦY Mã sinh viên: 1701583 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MOLNUPIRAVIR TỪ URIDIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn... G.R cộng Sơ đồ 1.3 Tổng hợp molnupiravir từ uridin theo Steiner A cộng Sơ đồ 1.4 Tổng hợp molnupiravir từ uridin theo Dey R cộng .8 Sơ đồ 1.5 Tổng hợp molnupiravir từ cytidin theo Gopalsamuthiram