TRƢƠNG THỊ KIM LƢƠNG NGHIÊN cứu TỔNG hợp MOLNUPIRAVIR từ CYTIDIN KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dƣợc sĩ

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI TRƢƠNG THỊ KIM LƢƠNG 1701348 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MOLNUPIRAVIR TỪ CYTIDIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ Người hướng dẫn: GS TS Nguyễn Đình Luyện TS Nguyễn Văn Giang Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp dƣợc Trƣờng Đại học Dƣợc Hà Nội HÀ NỘI – 2022 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy GS.TS Nguyễn Đình Luyện thầy TS Nguyễn Văn Giang, người thầy tận tình hướng dẫn, bảo tơi từ ngày đầu tiếp xúc với khoa học Sự hiểu biết, đam mê nhiệt huyết thầy động lực chỗ dựa vững cho để vượt qua khó khăn đường tìm kiếm ánh sáng khoa học Nếu khơng có thầy, có lẽ tơi khơng thể hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Văn Hải cô TS Đào Nguyệt Sương Huyền giúp đỡ, động viên khích lệ tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn tồn thể thầy cô giáo Trường Đại học Dược Hà Nội, cán khoa Hóa học-trường Đại học Khoa học tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi cho học tập hồn thành khố luận Để hồn thành khóa luận này, khơng thể khơng nhắc tới giúp đỡ nhiệt tình bạn Trần Thu Thủy, bạn, em thực khóa luận tham gia nghiên cứu khoa học phịng thí nghiệm tổng hợp hóa dược, mơn Cơng nghiệp dược ln gắn bó, động viên, chia sẻ với tơi suốt q trình thực khóa luận Cuối cùng, lời cảm ơn chân thành sâu sắc xin gửi tới bố mẹ người thân gia đình tơi; người ln ln động viên, chia sẻ chỗ dựa tinh thần vững cho đường Mặc dù cố gắng tạo điều kiện song thời gian nghiên cứu ngắn, kiến thức thân cịn hạn chế nên chắn khóa luận cịn nhiều thiếu sót Rất mong nhận đóng góp quý báu thầy cô bạn để khóa luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 10 tháng 06 năm 2022 Sinh viên Trƣơng Thị Kim Lƣơng MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan molnupiravir 1.1.1 Đặc điểm chung .2 1.1.2 Tính chất lí hóa 1.1.3 Biệt dƣợc .2 1.1.4 Tính chất dƣợc động học .2 1.1.5 Cơ chế tác dụng .3 1.1.6 Tính chất dƣợc lực học 1.1.7 Chỉ định 1.1.8 Liều dùng cách dùng: 1.1.9 Tác dụng không mong muốn 1.2 Các phƣơng pháp tổng hợp molnupiravir 1.2.1 Quy trình tổng hợp tổng hợp molnupiravir Đại học Emory 1.2.2 Quy trình tổng hợp tổng hợp molnupiravir R Dey cộng 1.2.3 Quy trình tổng hợp tổng hợp molnupiravir N Vasudevan cộng 1.2.4 Quy trình tổng hợp molnupiravir G.P Ahlqvist cộng 1.2.5 Quy trình tổng hợp molnupiravir D.R Snead cộng 1.2.6 Quy trình tổng hợp molnupiravir V Gopalsamuthiram cộng 10 1.2.7 Quy trình tổng hợp molnupiravir T Hu cộng 11 1.2.8 Quy trình tổng hợp molnupiravir T Benkovics cộng 13 1.3 Phân tích định hƣớng tổng hợp molnupiravir từ cytidin 14 CHƢƠNG NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG 16 2.1 Nguyên liệu thiết bị 16 2.2 Nội dung phƣơng pháp nghiên cứu 17 2.2.1 Tổng hợp hóa học 17 2.2.2 Khảo sát số yếu tố ảnh hƣởng đến số phản ứng quan trọng 18 2.2.3 Kiểm tra độ tinh khiết khẳng định cấu trúc hợp chất trung gian sản phẩm cuối tổng hợp đƣợc .18 2.3 Phƣơng pháp nghiên cứu 19 2.3.1 Tổng hợp hóa học 19 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp đƣợc .19 2.3.3 Xác định cấu trúc chất tổng hợp đƣợc 19 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 20 3.1 Kết thực nghiệm 20 3.1.1 Tổng hợp muối 4-amino-1-((3aR,4R,6R,6aR)-6-(hydroxymethyl)-2,2dimethyltetrahydrofuro[3,4-d][1,3]dioxol-4-yl)pyrimidin-2(1H)-one (1) sulfat (2) .20 3.1.2 Tổng hợp dẫn chất ((3aR,4R,6R,6aR)-6-(4-amino-2-oxopyrimidin-1(2H)yl)-2,2-dimethyltetrahydrofuro[3,4-d][1,3]dioxol-4-yl)methyl isobutyrat (3) 21 3.1.3 Tổng hợp ((3aR,4R,6R,6aR)-6-(4-(hydroxyamino)-2-oxopyrimidin-1(2H)yl)-2,2-dimethyltetrahydrofuro[3,4-d][1,3]dioxol-4-yl)methyl isobutyrat (4) 23 3.1.4 Tổng hợp((2R,3S,4R,5R)-3,4-dihydroxy-5-(4-(hydroxyamino)-2- oxopyrimidin-1(2H)-yl)tetrahydrofuran-2-yl)methyl isobutyrat (molnupiravir)(5) .25 3.2 Xác định cấu trúc chất tổng hợp đƣợc phƣơng pháp phổ 26 3.2.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) .26 3.2.2 Kết phân tích phổ khối lƣợng (MS) 27 3.2.3 Kết phân tích phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (NMR) 28 3.3 Bàn luận 30 3.3.1 Bàn luận phản ứng tổng hợp hoá học .30 3.3.2 Bàn luận kết phân tích phổ cấu trúc chất 38 KẾT LUẬN VỀ KIẾN NGHỊ 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT δ Độ chuyển dịch hóa học νmax Số sóng tƣơng ứng với cực đại hấp thụ xạ hồng ngoại dao động hóa trị 13 C-NMR Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 nuclear H-NMR magnetic resonance) Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) AcOH Acid acetic AUC Diện tích dƣới đƣờng cong Cmax Nồng độ thuốc tối đa huyết tƣơng COVID-19 Bệnh virus corona 2019 (coronavirus disease 2019) CTCT Công thức cấu tạo CTPT DBU Công thức phân tử 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-en DCM Dicloromethan DMF N,N-dimethylformamid DMAP 4-Dimethylaminopyridin DMF-DMA N, N-dimethylformamid dimethyl acetal DMF Dimethylfomamid DMSO Dimethyl sulfoxid đvC Đơn vị carbon EtOAc Ethyl acetat EtOH Ethanol HDMS IR IPA Hexamethyldisilazan Bức xạ hồng ngoại (Infrared) Isopropanol KLPT Khối lƣợng phân tử m/z MeOH Tỷ số khối lƣợng điện tích ion Methanol MeCN Acetonitril MS Phổ khối lƣợng (Mass spectrometry) MTBE Methyl tert-butyl ether n-BuOH NHC NHC-TP n- Butanol N-hydroxycytidin N-hydroxycytidin-5- triphosphat NMe3 Trimethylamin Rf Hệ số lƣu giữ (Retention factor) SAR-CoV2 Virus gây bệnh COVID-19 SKLM Sắc ký lớp mỏng STT Số thứ tự Tmax Thời gian thuốc đạt nồng độ tối đa huyết tƣơng TEA Triethylamin THF Tetrahydrofuran o t Nhiệt độ Tonc Nhiệt độ nóng chảy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất 16 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị .17 Bảng 3.1 Kết khảo sát ảnh hƣởng DMP đến việc hình thành sản phẩm 20 Bảng 3.2 Ảnh hƣởng dung mơi đến việc hình thành sản phẩm 21 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng xúc tác base nhiệt độ đến việc tạo thành sản phẩm 22 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng tỉ lệ mol tới hình thành hợp chất 23 Bảng 3.5.Ảnh hƣởng nhiệt độ tới việc hình thành sản phẩm .25 Bảng 3.6 Tóm tắt Rf, nhiệt độ nóng chảy hiệu suất chất tổng hợp đƣợc 26 Bảng 3.7 Kết phân tích phổ hồng ngoại 26 Bảng 3.8 Kết phân tích phổ khối lƣợng 27 Bảng 3.9 Kết phân tích phổ 1H-NMR 28 Bảng 3.10 Kết phân tích phổ 13C-NMR .29 Bảng 3.11: Bảng so sánh phổ 1H-NMR 13C-NMR sản phẩm trung gian tổng hợp đƣợc với liệu phổ đƣợc báo cáo 41 Bảng 3.12: Bảng so sánh phổ 1H-NMR 13C-NMR sản phẩm molnupiravir tổng hợp đƣợc với liệu phổ đƣợc báo cáo 42 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Công thức cấu tạo molnupiravir .2 Hình 1.2 Tóm tắt phƣơng pháp tổng hợp molnupiravir Hình 1.3.Sơ đồ phản ứng tổng hợp molnupiravir Đại học Emory Hình 1.4 Sơ đồ phản ứng tổng hợp molnupiravir R Dey cộng .7 Hình 1.5 Sơ đồ phản ứng tổng hợp molnupiravir N Vasudevan cộng Hình 1.6 Sơ đồ phản ứng tổng hợp molnupiravir D.R Snead cộng 10 Hình 1.7 Sơ đồ tổng hợp molnupiravir V.Gopalsamuthiram cộng 11 Hình 1.8 Sơ đồ phản ứng tổng hợp molnupiravir T Hu cộng .12 Hình 1.9 Sơ đồ phản ứng tổng hợp molnupiravir T Benkovics cộng 13 Hình 1.10 Sơ đồ dự kiến phƣơng pháp tổng hợp molnupiravir 14 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp Molnupiravir 18 Hình 3.1 Cơ chế tạo thành dẫn chất acetonid 31 Hình 3.2 Cơ chế acyl hóa tạo thành hợp chất 33 Hình 3.3 Cấu trúc tạp chất tạo q trình tổng hợp chất 34 Hình 3.5 Cơ chế tạo thành hợp chất 35 Hình 3.6 Cấu trúc tạp chất tạo thành tổng hợp chất 36 Hình 3.7 Cơ chế tạo thành sản phẩm molnupiravir 37 Hình 3.8 Cấu trúc tạp chất tạo thành tổng hợp chất 37 ĐẶT VẤN ĐỀ Đại dịch COVID-19 toàn cầu có tác động tàn khốc đến sức khỏe ngƣời phát triển kinh tế Đến nay, Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) nhận đƣợc báo cáo 535 triệu trƣờng hợp đƣợc xác nhận nhiễm COVID-19, với triệu trƣờng hợp tử vong Tổng số 11 triệu liều vắc-xin đƣợc tiêm vào ngày 17 tháng năm 2022 [19] Bất chấp sẵn có vắc-xin, nhu cầu cần thuốc kháng virus có hoạt tính mạnh chống lại SARS-CoV2- nguyên nhân gây đại dịch COVID-19, vấn đề cấp bách hàng triệu ngƣời bị suy giảm miễn dịch khơng có thiết bị bảo vệ đầy đủ để đáp ứng miễn dịch sau tiêm chủng [13] Vào ngày 01 tháng 10 năm 2021, có thơng báo molnupiravir, loại thuốc Merck Ridgeback Biotherapeutics hợp tác phát triển, làm giảm đáng kể nguy nhập viện tử vong bệnh nhân bị COVID-19 mức độ nhẹ trung bình thu hút ý rộng rãi [21] Theo ngƣời tham gia với liệu giải trình tự virus có sẵn (khoảng 40% số ngƣời tham gia), molnupiravir cho thấy hiệu quán biến thể virus Gamma, Delta Mu [21], [15] Vào ngày tháng 11 năm 2021, molnupiravir đƣợc Cơ quan Quản lý Thuốc Sản phẩm Chăm sóc Sức khỏe Vƣơng quốc Anh (MHRA) phê duyệt để điều trị bệnh nhân COVID-19 từ nhẹ đến trung bình, trở thành loại thuốc kháng COVID-19 đƣờng uống giới Vào ngày 23 tháng 12 năm 2021, Cơ quan Quản lý Thực phẩm Dƣợc phẩm Hoa Kỳ (FDA) ban hành Giấy phép Sử dụng Khẩn cấp (EUA) cho molnupiravir để điều trị cho ngƣời lớn có nguy cao với COVID-19 từ nhẹ đến trung bình [15] Ở Việt Nam, Bộ Y tế khuyến cáo sử dụng Molnupiravir cho bệnh nhân COVID-19 ngƣời lớn 18 tuổi trở lên mức độ nhẹ đến trung bình có yếu tố nguy làm bệnh tiến triển nặng [1] Việc phát phát triển ban đầu molnupiravir bắt đầu vào năm 2013, nhằm mục đích tìm loại thuốc kháng vi-rút đƣờng uống để điều trị bệnh nhiễm virus viêm não [15] Các nhà nghiên cứu đại học Emory sau tổng hợp thành cơng molnupiravir từ uridin nhƣng hiệu suất cịn thấp giá thành cao [12] Các hƣớng sau bắt đầu mở rộng phát triển việc tổng hợp qua cytidin, nguyên liệu đầu vào giá thành rẻ phổ biến uridin Với mục tiêu tìm quy trình tổng hợp molnupiravir đơn giản, an tồn ứng dụng quy mơ lớn từ cytidin, thực đề tài “Nghiên cứu tổng hợp molnupiravir từ ctydin” với mục tiêu: Tổng hợp molnupiravir quy mơ phịng thí nghiệm ngun liệu đầu vào cytidin M = 369,0 đvC Phụ lục Phổ MS hợp chất M = 329,3 đvC Phụ lục Phổ MS hợp chất Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất Phụ lục 8a Phổ 1H-NMR hợp chất (phổ giãn) Phụ lục 8b Phổ giãn 1H-NMR hợp chất (phổ giãn) Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất Phụ lục 9a Phổ 1H-NMR hợp chất (phổ giãn) Phụ lục 9b Phổ 1H-NMR hợp chất (phổ giãn) Phụ lục 10 Phổ 1H-NMR hợp chất Phụ lục 10a Phổ 1H-NMR hợp chất (phổ giãn) Phụ lục 10b Phổ 1H-NMR hợp chất (phổ giãn) Phụ lục 11 Phổ 13C-NMR hợp chất Phụ lục 12 Phổ 13C-NMR hợp chất Phụ lục 13 Phổ 13C-NMR hợp chất BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI : TRƢƠNG THỊ KIM LƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MOLNUPIRAVIR TỪ CYTIDIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI – 2022 ... trình tổng hợp tổng hợp molnupiravir Đại học Emory 1.2.2 Quy trình tổng hợp tổng hợp molnupiravir R Dey cộng 1.2.3 Quy trình tổng hợp tổng hợp molnupiravir N Vasudevan cộng 1.2.4 Quy trình tổng. .. trình tổng hợp one- pot từ cytidin  Hƣớng 3: Tổng hợp molnupiravir từ đƣờng ribose T Benkovics cộng lựa chọn hƣớng 1.2.1 Quy trình tổng hợp tổng hợp molnupiravir Đại học Emory Con đƣờng để tổng hợp. .. mục tiêu tìm quy trình tổng hợp molnupiravir đơn giản, an tồn ứng dụng quy mơ lớn từ cytidin, thực đề tài ? ?Nghiên cứu tổng hợp molnupiravir từ ctydin” với mục tiêu: Tổng hợp molnupiravir quy mơ