NGUYỄN THỊ HẠNH NGHIÊN cứu một số PHẢN ỨNG TỔNG hợp CHOLIN ALFOSCERAT KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHẢN ỨNG TỔNG HỢP CHOLIN ALFOSCERAT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2022 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HẠNH MÃ SINH VIÊN: 1701170 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHẢN ỨNG TỔNG HỢP CHOLIN ALFOSCERAT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Đào Nguyệt Sương Huyền ThS Phạm Thị Hiền Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2022 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến TS Đào Nguyệt Sương Huyền, ThS Phạm Thị Hiền PGS.TS Nguyễn Văn Hải – người định hướng, đồng hành tơi, tận tình giúp đỡ cho nhận xét quý báu, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa luận Tơi xin trân trọng cảm ơn GS.TS Nguyễn Đình Luyện, TS Nguyễn Văn Giang, NCS Bùi Thị Thanh Châm, DS Từ Thị Thu Trang quan tâm, động viên, chia sẻ kinh nghiệm quý báu suốt q trình tơi thực khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn đến toàn thể thầy cô giáo Trường Đại học Dược Hà Nội, người thầy nhiệt huyết, yêu nghề, tận tâm với sinh viên Tôi gửi lời cảm ơn đến đơn vị: Bộ mơn Cơng nghiệp dược, Viện Hóa Học – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ, Khoa Hóa – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội hỗ trợ, giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Đặc biệt, tơi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn K72 em K73 thực nghiên cứu phòng thí nghiệm Tổng hợp hóa dược kề vai sát cánh, hỗ trợ giúp đỡ hết mình, ln ủng hộ động viên tơi vượt qua khó khăn Và cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè người thân yêu bên cạnh cổ vũ, động viên chỗ dựa vững cho sống Để hồn thành khóa luận này, tơi trải qua khoảng thời gian chăm nỗ lực hết mình, ln ln kiên trì cố gắng học tập, trau dồi Tuy nhiên, thời gian nghiên cứu ngắn hạn, kiến thức thân nhiều hạn chế nên hẳn khóa luận cịn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận góp ý nhận xét quý báu từ thầy cô bạn để khóa luận tơi hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 18 tháng năm 2022 Sinh viên Nguyễn Thị Hạnh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cholin alfoscerat .2 1.1.1 Cấu trúc hóa học 1.1.2 Tính chất lý hóa .2 1.1.3 Dược động học 1.1.4 Dược lý chế tác dụng 1.1.5 Liều lượng tính an toàn 1.2 Các phương pháp tổng hợp cholin alfoscerat .4 1.2.1 Bán tổng hợp từ acyl phospholipid tự nhiên 1.2.2 Các phương pháp tổng hợp hóa học 1.3 Lựa chọn hướng nghiên cứu 12 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị 13 2.2 Nội dung nghiên cứu 14 2.2.1 Tổng hợp hóa học 14 2.2.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp .14 2.2.3 Khảo sát số thông số ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng 14 2.3 Phương pháp nghiên cứu 14 2.3.1 Tổng hợp hóa học 14 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp .15 2.3.3 Khẳng định cấu trúc chất tổng hợp phương pháp phổ 15 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 17 3.1 Thực nghiệm, kết 17 3.1.1 Tổng hợp sản phẩm cholin alfoscerat dạng muối (cholin alfoscerat thô) 17 3.1.2 Tinh chế sản phẩm .22 3.2 Xác định cấu trúc chất phương pháp phổ 23 3.2.1 Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) .23 3.2.2 Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS) 24 3.2.3 Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 24 3.3 Bàn luận 26 3.3.1 Bàn luận phản ứng tổng hợp 26 3.3.2 Bàn luận đường tổng hợp cholin alfoscerat .32 3.3.3 Bàn luận kết quả phân tích phổ 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC 13 C-NMR DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 nuclear magnetic resonance) H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) Bn c DCM Benzyl Nồng độ dung dịch Dicloromethan dd Dung dịch dmhc Dung môi hữu DPPCl Diphenylphosphoryl clorid đvC Đơn vị Carbon ESI GPC-HCl GPC-KCl GPC-NaCl IPA IR Phương pháp ion hóa phun bụi điện tử (Electrospray ionization) Glycerophosphorylcholin clorid Kali glycerophosphorylcholin clorid Natri glycerophosphorylcholin clorid Isopropanol Phổ hồng ngoại (Infrared) J M Hằng số tương tác Khối lượng phân tử (Molecular weight) m/z MeOH MS Tỷ số khối lượng điện tích ion Methanol Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NMR PC-Ca PC-H PC-K PC-Na PPA Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance) Calci phosphorylcholin clorid Phosphorylcholin clorid Kali phosphorylcholin clorid Natri phosphorylcholin clorid Acid polyphosphoric pyr Rf SKLM STT α-GPC δ Pyridin Hệ số lưu giữ (Retention factor) Sắc ký lớp mỏng Số thứ tự Cholin alfoscerat (α-Glycerophosphorylcholin) Độ dịch chuyển hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo cholin alfoscerat Hình 1.2 Sơ đồ tổng hợp GPC từ hỗn hợp phospholipid .4 Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp GPC từ lecithin Hình 1.4 Sơ đồ phân tích cấu trúc α-GPC .5 Hình 1.5 Sơ đồ tổng hợp α-GPC theo hướng II .6 Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp α-GPC theo hướng II với (S)-1,2-isopropyliden glycerol .7 Hình 1.7 Sơ đồ tổng hợp α-GPC theo hướng II với (R)-glycidol Hình 1.8 Sơ đồ tổng hợp α-GPC theo hướng II với (S)-glycidol Hình 1.9 Sơ đồ tổng hợp α-GPC theo hướng III với epiclorohydrin .9 Hình 1.10 Sơ đồ tổng hợp α-GPC theo hướng III với (R)-glycidol .10 Hình 1.11 Sơ đồ tổng hợp α-GPC theo hướng III với 3-MCPD 11 Hình 3.1 Sơ đồ phản ứng tổng hợp PC-Na 17 Hình 3.2 Sơ đồ phản ứng tổng hợp sản phẩm thơ GPC-NaCl .17 Hình 3.3 Sơ đồ phản ứng tổng hợp PC-K 18 Hình 3.4 Sơ đồ phản ứng tổng hợp sản phẩm thô GPC-KCl .19 Hình 3.5 Sơ đồ phản ứng tổng hợp PC-H 19 Hình 3.6 Sơ đồ phản ứng tổng hợp GPC-NaCl từ PC-H .20 Hình 3.7 Sơ đồ phản ứng tổng hợp GPC-KCl từ PC-H .20 Hình 3.8 Sơ đồ phản ứng trao đổi ion GPC-NaCl với nhựa Lewatit Dowex 23 Hình 3.9 Phản ứng PC-Ca muối M2CO3 26 Hình 3.10 Cơ chế phản ứng tạo sản phẩm thô GPC-MCl 27 Hình 3.11 Sự giải tỏa điện tích O– phân tử tác nhân Nu1 .27 Hình 3.12 Khả tạo sản phẩm phụ trieste 28 Hình 3.13 Khả tạo sản phẩm phụ thủy phân este phosphat 28 Hình 3.14 Sự hình thành tác nhân nucleophin Nu1 29 Hình 3.15 Cơ chế thủy phân 3-MCPD thành glycerol mơi trường kiềm 29 Hình 3.16 Cơ chế hình thành glycidol phản ứng liên quan .30 Hình 3.17 Sự hình thành giải tỏa điện tích tác nhân Nu3 31 Hình 3.18 Phổ 1H-NMR cholin alfoscerat thơ GPC-NaCl lẫn tạp (phổ giãn) .31 Hình 3.19 Sơ đồ đường tổng hợp PC-Ca 33 DANH MỤC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Bảng 1.1 Phần trăm khối lượng (m) nguyên tố cholin alfoscerat Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất 13 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị 13 Bảng 3.1 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol PC-H : 3-MCPD đến hiệu suất phản ứng 21 Bảng 3.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol PC-H : NaOH đến hiệu suất phản ứng .21 Bảng 3.3 Kết quả xử lý hỗn hợp phản ứng thu cholin alfoscerat thô 22 Bảng 3.4 Kết quả phổ IR chất 23 Bảng 3.5 Kết quả phổ MS chất 24 Bảng 3.6 Kết quả phổ 1H-NMR chất .24 Bảng 3.7 Kết quả phổ 13C-NMR chất 25 Bảng 3.8 Thời gian hiệu suất tổng hợp cholin alfoscerat thô theo đường 32 ĐẶT VẤN ĐỀ Sự lão hóa hệ thần kinh theo thời gian dẫn đến biến đổi rối loạn chức thể Một vấn đề quan tâm tình trạng sa sút trí tuệ với trọng tâm bệnh Alzheimer Trên giới có 47 triệu người bị sa sút trí tuệ, số dự kiến tăng gấp ba lần vào năm 2050 [6] Sa sút trí tuệ gánh nặng với sức khỏe cộng đồng, làm tăng chi phí y tế cho cả cá nhân xã hội Chi phí trọn đời để chăm sóc cho bệnh nhân bị sa sút trí tuệ cao gần 200.000 la (khoảng tỷ đồng) so với người khỏe mạnh [14] Bệnh Alzheimer nguyên nhân gây tử vong đứng thứ giới Nghiên cứu bệnh Alzheimer, người ta nhận thấy việc thiếu hụt chất dẫn truyền thần kinh, giảm hoạt động acetylcholin liên quan mật thiết đến tình trạng bệnh Sử dụng tiền chất acetylcholin cholin, lecithin phương pháp tiếp cận điều trị không cho kết quả cải thiện rõ rệt [28] Cholin alfoscerat xếp vào nhóm có mặt thị trường dược phẩm từ năm 1987, nhiên quan tâm giới khoa học hợp chất giảm sút kể từ có mặt nhóm thuốc ức chế cholinesterase (donepezil, galantamin, rivastigmin tacrin) với tác dụng rõ rệt Kể từ năm 2010, hợp chất ý trở lại Ít 23 thử nghiệm lâm sàng tiến hành, tất cả cho kết quả tích cực có ý nghĩa mặt lâm sàng khả cải thiện tập trung, ghi nhớ, khả nhận thức [4], [15], [29] Cholin alfoscerat cho thấy tiềm bảo vệ thần kinh mạnh mẽ, ngăn ngừa khởi phát Alzheimer chứng sa sút trí tuệ [8], [9], [18] Ngoài cải thiện bệnh Alzheimer, cholin alfoscerat chứng minh hồi phục não sau đột quỵ sau phẫu thuật chấn thương sọ não [18] Một số biệt dược tiêu biểu lưu hành thị trường là: Brezal, Delecit, Gliatilin… [28], [32] Cholin alfoscerat nghiên cứu tổng hợp châu Âu, Trung Quốc, Hàn Quốc Tại Việt Nam, Công ty Mediplantex công ty dược phẩm mắt biệt dược với thành phần cholin alfoscerat sử dụng rộng rãi Tuy nhiên đến nay, nước chưa có cơng bố nghiên cứu tổng hợp rõ ràng hợp chất Vì vậy, thực đề tài: "Nghiên cứu số phản ứng tổng hợp choline alfoscerate" với mục tiêu: Điều chế số chất trung gian đường tổng hợp cholin alfoscerat Tổng hợp cholin alfoscerat dạng muối (cholin alfoscerat thơ) quy mơ phịng thí nghiệm CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan cholin alfoscerat Cholin alfoscerat dẫn xuất phosphatidylcholin, có tác dụng tăng cường trí nhớ nhận thức, cải thiện tình trạng thối hóa thần kinh sa sút trí tuệ 1.1.1 Cấu trúc hóa học  Cơng thức hóa học: Cholin alfoscerat (α-GPC) Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo cholin alfoscerat  Công thức phân tử: C8H20NO6P  Tên khoa học: [(2R)-2,3-dihydroxypropyl] 2-(trimethylazaniumyl)ethyl phosphat  Tên khác: L-α-glycerophosphorylcholin, L-α-glycerylphosphorylcholin, snglycero-3-phosphocholin  Khối lượng phân tử: 257,22 đvC Bảng 1.1 Phần trăm khối lượng (m) nguyên tố cholin alfoscerat Nguyên tố C H N O P %m 37,36 7,84 5,45 37,32 12,04 1.1.2 Tính chất lý hóa  Cảm quan: tinh thể màu trắng, dễ hút ẩm [32]  Nhiệt độ nóng chảy: 142,5 – 143 °C [32]  Nhiệt độ thiêu kết: 141 oC [32]  Tính tan: tan tốt nước [32] 25 o  Góc quay cực riêng: [α]25 D = -2,7 (H2O, c = 2,7 %, pH 2,5); [α]D = -2,8° (H2O, c = 2,6 %, pH 5,8) [32] 1.1.3 Dược động học  Hấp thu: phospholipid thân nước gặp, cholin alfoscerat dễ dàng hấp thu vào máu lưu thông khắp thể [15] Nghiên cứu chuột cho thấy cholin alfoscerat đạt nồng độ đỉnh máu sau – với đường tiêm sau 24 với đường uống [2]  Phân bố: cholin alfoscerat phân bố rộng khắp mô thể, ruột, gan, thận, phổi lách [2] Đặc biệt, dễ dàng qua hàng rào máu não [2], [15]  Chuyển hóa: sản phẩm chuyển hóa cholin alfoscerat máu phát bao gồm: glycerol phosphat, cholin, cholin phosphat số chất chuyển hóa chưa xác định khác Cholin alfoscerat bị thủy phân enzym phosphodiesterase thành cholin Phụ lục 7a Phổ 1H-NMR muối kali phosphorylcholin clorid (PC-K) Phụ lục 7b Phổ giãn 1H-NMR muối kali phosphorylcholin clorid (PC-K) Phụ lục Phổ 13C-NMR muối kali phosphorylcholin clorid (PC-K) Phụ lục Phổ IR muối natri phosphorylcholin clorid (PC-Na) Phụ lục Phổ IR phosphorylcholin clorid (PC-H) CTPT: C5H15ClNO4P M = 219,60 Phụ lục 10 Phổ MS phosphorylcholin clorid (PC-H) Phụ lục 11a Phổ 1H-NMR phosphorylcholin clorid (PC-H) Phụ lục 11b Phổ giãn 1H-NMR phosphorylcholin clorid (PC-H) Phụ lục 12 Phổ 13C-NMR phosphorylcholin clorid (PC-H) Phụ lục Phổ IR muối natri phosphorylcholin clorid (PC-Na) Phụ lục 13 Phổ IR cholin alfoscerat thô dạng muối (GPC-NaCl) CTPT: C8H20NO6PNaCl M = 315,66 Phụ lục 14 Phổ MS cholin alfoscerat thô dạng muối (GPC-NaCl) Phụ lục 15a Phổ 1H-NMR cholin alfoscerat thô dạng muối (GPC-NaCl) Phụ lục 15b Phổ giãn 1H-NMR cholin alfoscerat thô dạng muối (GPC-NaCl) Phụ lục 15c Phổ giãn 1H-NMR cholin alfoscerat thô dạng muối (GPC-NaCl) Phụ lục 16 Phổ 13C-NMR cholin alfoscerat thô dạng muối (GPC-NaCl) Phụ lục 17 Phổ 1H-NMR cholin alfoscerat thô dạng muối (GPC-NaCl) lẫn tạp ... HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ HẠNH MÃ SINH VIÊN: 1701170 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHẢN ỨNG TỔNG HỢP CHOLIN ALFOSCERAT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Đào Nguyệt Sương Huyền ThS Phạm Thị. .. tài: "Nghiên cứu số phản ứng tổng hợp choline alfoscerate" với mục tiêu: Điều chế số chất trung gian đường tổng hợp cholin alfoscerat Tổng hợp cholin alfoscerat dạng muối (cholin alfoscerat thơ)... phương pháp tổng hợp bán tổng hợp mục 1.2, lựa chọn nghiên cứu tổng hợp cholin alfoscerat theo hướng III – ghép hai mảnh Diol P -Cholin vì: quy trình tổng hợp đơn giản (chỉ qua bước phản ứng) , nguyên