Nghiên cứu quy trình chiết tách ent kauran ditecpenoit có tác dụng chống ung thư và chống viêm từ cây khổ sâm bắc bộ(croton tonkinersis gagnep, euphorbia ceal)

Về các yêu cầu khoa học và chỉ tiêu cơ bản của sản phẩm KHCN Đạt yêu cầu đăng ký: STT Tên sản phẩm / yêu cầu sản phẩm Kết quả thực hiện 1 Qui trình sản xuất isosorbid dinitrat Qui trình

BỘ Y TẾ

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI CẤP BỘ

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP THUỐC TRỊ ĐAU THẮT NGỰC ISOSORBID DINITRAT VÀ ISOSORBID MONONITRAT

Chủ nhiệm đề tài:

PGS.TS.Trương Phương

Cơ quan chủ trì đề tài:

Đại học Y-Dược TP.Hồ Chí Minh

7075

09/02/2009

2008

BỘ Y TẾ BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI CẤP BỘ

Tên đề tài:

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP THUỐC TRỊ ĐAU THẮT NGỰC ISOSORBID DINITRAT VÀ ISOSORBID MONONITRAT

Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS.Trương Phương

Cơ quan chủ trì đề tài: Đại học Y-Dược TP.Hồ Chí Minh

Cấp quản lý: Bộ Y tế

Thời gian thực hiện: 2006-2008

Trong đó : kinh phí SNKH 250 triệu đồng

Nguồn khác: 0 triệu đồng

2008

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI CẤP BỘ

1 Tên đề tài: NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP THUỐC TRỊ ĐAU THẮT NGỰC ISOSORBID DINITRAT VÀ ISOSORBID MONONITRAT

2 Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Trương Phương

3 Cơ quan chủ trì đề tài: Đại học Y-Dược TP.Hồ Chí Minh

4 Cơ quan quản lý: Bộ Y tế

5 Thư ký đề tài:

6 Phó chủ nhiệm đề tài:

7 Danh sách những người tham gia thực hiện chính:

1 PGS.TS Lê Minh Trí

2 TS Trần Thành Đạo

3 ThS Nguyễn Thị Thu Hà

4 DS Võ thị cẩm Vân

5 DSTH Đặng Hồng Chi

8 Thời gian thực hiện: từ tháng 8 năm 2006- tháng 3 năm 2008

SKD : Sinh khả dụng

SKLM : Sắc ký lớp mỏng

USP : United States Pharmacopeia

EtOAc : Ethyl acetat

MUÏC LUÏC

Trang

2.6 Các chỉ tiêu kiểm nghiệm isosorbid dinitrat theo một số dược điển 21

2.8.6 Mối liên quan giữa quá trình phân huỷ cấp tốc và việc xác định độ ổn định

3.3.3 Khảo sát giai đoạn điều chế isosorbid từ sorbitol 27

3.3.4 Khảo sát giai đoạn điều chế isosorbid dinitrat từ isosorbid 30

3.3.5 Khảo sát giai đoạn điều chế isosorbid -5-nitrat 32

3.3.7 Thử độ ổn định isosorbid dinitrat và isosorbid-5-nitrat 37

4.1.2 Yếu tố nhiệt độ 39

4.7.2 Khảo sát sơ bộ phản ứng nitrat hóa isosorbid bằng HNO3 đđ (65%) 54

4.8.2 Kiểm nghiệm isosorbid-5-nitrat 25% trong lactose theo tiêu chuẩn USP 29 614.8.3 Kiểm nghiệm isosorbid-5-nitrat tại trung tâm kiểm nghiệm thuốc, mỹ phẩm, 67

thực phẩm

4.11.2 Thẩm định phương pháp định lượng isosorbid dinitrat bằng HPLC 704.11.3 kết quả định lượng trong các điều kiện phân hủy khác nhau 734.11.4 Thẩm định lại phương pháp định lượng trên mẫu phân hủy bởi nhiệt và ẩm 764.11.5 Thẩâm định lại phương pháp định lượng trên mẫu phân hủy bởi HCl 1N 79

4.12.2 Thẩm định phương pháp định lượng isosorbid -5- nitrat bằng HPLC 824.12.3 Kết quả định lượng trong các điều kiện phân hủy khác nhau 854.12.4 Thẩm định lại phương pháp định lượng trên mẫu phân hủy bởi NaHSO310% 90

4.13.2 Phản ứng nitrat hoá isosorbid tạo isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat 93

PHẦN A

1 Kết quả nổi bật của đề tài:

BẢN TỰ ĐÁNH GIÁ

Về tình hình thực hiện và những đóng góp mới của đề tài KH-CN cấp bộ

1.Tên đề tài:

Nghiên cứu tổng hợp thuốc trị đau thắt ngực isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat

2 Thuộc chương trình ( nếu có )

3 Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Trương Phương

4 Cơ quan chủ trì đề tài: Đại học Y-Dược TP.Hồ Chí Minh

5 Thời gian thực hiện: 2006-2008

6 Tổng kinh phí thực hiện đề tài: 250.000.000đồng

Trong đó từ kinh phí SNKH 250.000.000đồng

7 Tình hình thực hiện so với đề cương:

7.1 Về mức độ hoàn thành khối lượng công việc:

Đã hoàn thành mục tiêu đăng ký: Đã xây dựng qui trình sản xuất isosorbid di nitrat isosorbid mononitrat đạt tiêu chuẩn USP 29 và xác định độ ổn định của isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat

7.2 Về các yêu cầu khoa học và chỉ tiêu cơ bản của sản phẩm KHCN

Đạt yêu cầu đăng ký:

STT Tên sản phẩm / yêu cầu sản phẩm Kết quả thực hiện

1 Qui trình sản xuất isosorbid dinitrat Qui trình ổn định có thể triển khai

sản xuất trên qui mô công nghiệp

2 Sản phẩm isosorbid dinitrat đạt tiêu chuẩn USP

3 Chuyển giao công nghệ Chuyển giao sản phẩm ( 120 kg )

cho công ty dược và vật tư y tế Bình định ( Bidiphar) để sản xuất chế phẩm thuốc Biresort (10, 20mg) dã có số đăng ký và bán trên thị trường

4 Qui trình sản xuất isosorbid mononitrat Qui trình ổn định có thể triển khai

sản xuất trên qui mô công nghiệp

5 Sản phẩm isosorbid mononitrat đạt tiêu chuan USP

6 Qui trình xác định độ ổn định isosorbid

dinitrat và isosorbid mononitrat

Các thông số về độ ổn định của isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat

Về đào tạo : Đề tài đã góp phần đào tạo đại học và sau đại học với 4 khóa luận tốt nghiệp dược sĩ đại học và 1 luận án thạc sĩ dược

Đề tài đã được đăng trong 2 bài báo chuyên ngành là tạp chí dược học

Đề tài đã đạt 3 giải thưởng:

Giải 3 Sinh viên nghiên cứu khoa học của bộ giáo dục và đào tạo

Giải 3 giải thưởng Vifotec quĩ hỗ trợ sáng tạo kỹ thuật Việt nam

Giải nhì Eureca của đoàn thanh niên cộng sản TP HCM

7.3 Về tiến độ thực hiện:

Đề tài nghiệm thu chậm 6 tháng so với đăng ký vì lý do một số thành viên trong nhóm nghiên cứu đi học nước ngoài khiến tiến độ bị ảnh hưởng Ngoài ra việc xác định độ ổn định đòi hỏi một thời gian dài hơn dự kiến

8 Về những đóng góp mới của đề tài:

8.1 Về giải pháp công nghệ

Đây là đề tài đầu tiên trong nước nghiên cứu sản xuất thuốc trị đau thắt ngực có thể thay thế các thuốc ngoại nhập

Đây cũng là đề tài đầu tiên nghiên cứu xây dựng qui trình thử độ ổn định của một nguyên liệu thuốc

8.2 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng nguồn tư liệu từ các tài liệu qua mạng Internet đặc biệt là sử dụng kho patent của một số nước có nền công nghệ cao như Mỹ, Anh, Đức, Nga…… Từ đó có một cái nhìn tổng quát về tình hình sản xuất isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat trên thê giới nắm được công nghệ chung và những vấn đề thuận lợi cũng những vấn đề khó khăn trong nghiên cứu , sản xuất Trên cơ sở đó chọn những phương pháp tương đối khả thi về các mặt công nghệ và đặc biệt là nguyên liệu trong hoàn cảnh công nghiệp hóa chất của nước ta còn quá non yếu Từ những cơ sở trên tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng , các điều kiện cần thiết cho các phản ứng Từ đó xây dựng một qui trình tối ưu cho sản xuất 2 nguyên liệu

Dựa vào các dược điển (BP,USP) và những hường dẫn của WHO tiến hành xây dựng qui trình thử độ ổn định các nguyên liệu làm thuốc

8.3 Những đóng góp khác

Mở ra khả năng sản xuất nguyên liệu thuốc trong nước thay thế dần nguyên liệu ngoại nhập

Xây dựng một mô hình thử độ ổn định các nguyên liệu thuốc có thể áp dụng cho các sản phẩm thuốc sản xuất trong nước

2.Tóm tắt báo cáo

Bệnh tim mạch là bệnh của đời sống hiện đại và đang phát triển một cách đáng báo động theo sự phát triển của đời sống xã hội đe dọa cuộc sống hàng chục triệu người trên thế giới [ Hiện nay đây là một trong những bệnh gây tử vong nhiều nhất

Ơû nước ta trong những năm gần đây, bệnh tim mạch tăng mạnh Theo thống kê tại Việt Nam, nếu như những năm 1980 chỉ có khoảng 10% số người lớn bị tăng huyết áp thì theo điều tra mới đây con số này đã lên tới trên 20% Các bệnh liên quan đến

tim mạch ngày càng gia tăng không chỉ ở người già mà đã xuất hiện cả ở những người chưa già lắm Bệnh tim mạch ngày càng có xu hướng "trẻ hoá" Tất cả các thuốc tim mạch trong đó có các thuốc trị đau thắt ngực hiện có ở Việt Nam đều là thuốc ngoại nhập Trong số các thuốc điều trị suy động mạch vành và nhồi máu cơ tim thì những dẫn chất nitrat hữu cơ được sử dụng nhiều nhất

Trong nước gần như không sản xuất các chế phẩm này Trong chương trình nghiên cứu tạo ra những nguồn nguyên liệu thuốc cho Công Nghiệp Dược Việt Nam đặc biệt là nhóm thuốc tim mạch, chúng tôi chú ý tới 2 nguyên liệu isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat Đây là những thuốc chống đau thắt ngực hiện đang được dùng phổ biến trên thế giới và ở Việt nam Isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat nằm trong số này Isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat là những thuốc chống đau thắt ngực hiện đang được dùng phổ biến trên thế giới với các biệt dược như APO-ISDN, ISO MACK ISOKET, ISOMONIT RISORDA (isosorbid dinitrat); IMDUR, ISMO, CORANGIN, MONICOR (isosorbid mononitrat) Isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat cũng có trong danh mục thuốc thiết yếu do Bộ Y tế ban hành 2008 Isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat có hiệu quả trong phòng và cắt các cơn đau thắt ngực giảm nguy cơ tử vong do nhồi máu cơ tim Ngoài ra các thuốc trên luôn có mặt trong các phác đồ điều trị suy tim và một số bệnh tim mạch khác

Trên thế giới có một số phương pháp để điều chế isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat tuy nhiên tất cả các phương pháp đó đều không phù hợp với điều kiện Việt Nam do sử dụng những nguyên liệu đắt tiền dễ cháy nổ, các trang thiết bị phức tạp Qua những khảo sát sơ bộ chúng tôi thấy việc sản xuất isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat có tính khả thi cao trong đó việc sử dụng những nguyên liệu sẵn có trong nước cùng những trang thiết bị sản xuất trong nước sẽ làm hạ gía thành sản phẩm

Từ isosorbid một sản phẩm trung gian có từ quá trình loại nước và đóng vòng sorbitol chúng tôi đã xây dựng được qui trình tổng hợp 2 nguyên liệu là isosorbid dinitrat và isosorbid-5-nitrat Qui trình đơn giản trang thiết bị không đòi hỏi phức tạp phù hợp với điều kiện Việt Nam vì thế hoàn toàn có thể triển khai ở qui mô lớn hơn

- Qua kiểm nghiệm sản phẩm đạt tiêu chuẩn dược dụng theo USP29

- Giá thành sản phẩm chấp nhận được

- Đây là một chế phẩm cần thiết cho công tác điều trị và hoàn toàn có thể sản xuất trong nước

- Xác định được độ ổn định của isosorbid dinitrat và isosorbid-5-nitrat trong các điều kiện phân hủy khác nhau Kết quả cho thấy chất này bền trong môi trường ánh sáng tự nhiên, bền với nhiệt - ẩm và không bền với các tác nhân là acid, base, chất oxy hoá và chất khử

Đã chuyển giao nguyên liệu cho các nhà máy sản xuất dược như chuyển giao

isosorbid dinitrat cho công ty dược và vật tư y tế Bình định ( Bidiphar) để sản xuất chế phẩm Biresort và chuẩn bị chuyển giao isosorbid mononitrat cho công ty Dược Domesco

1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Bệnh tim mạch là bệnh của đời sống hiện đại và đang phát triển một cách đáng báo động theo sự phát triển của đời sống xã hội đe dọa cuộc sống hàng chục triệu người trên thế giới [ 8] Hiện nay đây là một trong những bệnh gây tử vong nhiều nhất Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), cứ mỗi 2 giây có 1 người chết vì bệnh tim mạch Cứ mỗi 5 giây thì có 1 trường hợp nhồi máu cơ tim và mỗi 6 giây thì có một trường hợp đột quỵ Mỗi năm Có khoảng 12 triệu người chết vì bệnh mạch vành Hiện có đến 300 yếu tố nguy cơ kết hợp với bệnh mạch vành và đột quỵ sẽ dẫn đến bệnh tim mạch Hơn 80% số tử vong do bệnh tim mạch xảy ra ở các nước có thu nhập thấp và trung bình và với tỷ lệ gần như nhau ở 2 giới nam và nữ

Ơû nước ta trong những năm gần đây, bệnh tim mạch tăng mạnh Theo thống kê tại Việt Nam, nếu như những năm 1980 chỉ có khoảng 10% số người lớn bị tăng huyết áp thì theo điều tra mới đây con số này đã lên tới trên 20% Các bệnh liên quan đến tim mạch ngày càng gia tăng không chỉ ở người già mà đã xuất hiện cả

ở những người chưa già lắm Bệnh tim mạch ngày càng có xu hướng "trẻ hoá" Tỷ lệ này càng tăng cao ở những năm sau này [8] Riêng thống kê về tình hình bệnh mạch vành trên cả nước chúng tôi chưa có nhưng theo báo cáo của Viện Tim mạch Việt Nam, Bệnh viện Bạch Mai thì hiện nay có khoảng 9% bệnh nhân nội trú tại viện mắc bệnh động mạch vành vậy mà vào những năm 80 của thế kỷ 20, tỷ lệ đó chỉ xấp xỉ 1% Điều tra dịch tễ học về bệnh động mạch vành tại thành phố Hồ Chí Minh năm 2003 cho thấy, riêng tỷ lệ bệnh của phụ nữ tuổi mãn kinh là 2,4%

Tất cả các thuốc tim mạch trong đó có các thuốc trị đau thắt ngực hiện có ở Việt Nam đều là thuốc ngoại nhập Trong số các thuốc điều trị suy động mạch vành và nhồi máu cơ tim thì những dẫn chất nitrat hữu cơ được sử dụng nhiều nhất Trong nước gần như không sản xuất các chế phẩm này Một trong những nguyên nhân chính là giá nguyên liệu rất cao và khó nhập khẩu vì đây là những thuốc nằm trong tay một số công ty độc quyền Việc nhập khẩu các nguyên liệu này tương đối khó khăn do tính chất nhạy cảm của các dẫn chất nitrat dễ gây cháy nổ Điều này dẫn đến sự phụ thuộc vào nguyên liệu nhập ngọai và góp phần quan trọng vào sự mất ổn định giá thuốc như đã thể hiện trong giai đọan vừa qua Một nước muốn có nền công nghiệp sản xuất thuốc ổn định và phát triển thì không thể chỉ dựa vào nguồn nguyên liệu nhập ngọai Chính vì thế, việc nghiên cứu nguồn nguyên liệu làm thuốc trong nước là một việc làm cần thiết Trong chương trình nghiên cứu tạo ra những nguồn nguyên liệu thuốc cho Công Nghiệp Dược Việt Nam đặc biệt là nhóm thuốc tim mạch, chúng tôi chú ý tới 2 nguyên liệu isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat Đây là những thuốc chống đau thắt ngực hiện đang được dùng phổ biến trên thế giới và ở Việt nam Isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat nằm trong số này Isosorbid dinitrat và isosorbid

mononitrat là những thuốc chống đau thắt ngực hiện đang được dùng phổ biến trên thế giới với các biệt dược như APO-ISDN, ISO MACK ISOKET, ISOMONIT RISORDA (isosorbid dinitrat); IMDUR, ISMO, CORANGIN, MONICOR (isosorbid mononitrat) [64] Các thuốc này đã được đưa vào dược điển nhiều nước (BP2003, USP 29) [22],[63] Isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat cũng có trong danh mục thuốc thiết yếu do Bộ Y tế ban hành 2008 [4] Isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat có hiệu quả trong phòng và cắt các cơn đau thắt ngực giảm nguy cơ tử vong do nhồi máu cơ tim [3] Ngoài ra các thuốc trên luôn có mặt trong các phác đồ điều trị suy tim và một số bệnh tim mạch khác

Trên thế giới có một số phương pháp để điều chế isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat tuy nhiên tất cả các phương pháp đó đều không phù hợp với điều kiện Việt Nam do sử dụng những nguyên liệu đắt tiền dễ cháy nổ Các trang thiết bị phức tạp Tuy nhiên các chế phẩm chứa isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat hoàn toàn phải nhập ngoại Trong nước hoàn toàn chưa có nghiên cứu về nguyên liệu cũng như dạng chế phẩm trên Qua những khảo sát sơ bộ chúng tôi thấy việc sản xuất isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat có tính khả thi cao trong đó việc sử dụng những nguyên liệu sẵn có trong nước cùng những trang thiết bị sản xuất trong nước sẽ làm hạ gía thành sản phẩm [12],[13] Kết quả của nghiên cứu sẽ là qui trình sản xuất và sản phẩm chứa isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat đạt tiêu chuẩn dược dụng (BP2003 và USP29 ) với giá thành thấp có thể đáp ứng nhu cầu sản xuất của các xí nghiệp dược Hiện nay một số xí nghiệp dược đã nhận kết quả chuyển giao công nghệ của chúng tôi khi đề tài hoàn thành

Kết quả nghiên cứu 2 chế phẩm trên ngoài giá trị về sản phẩm thuốc còn là những cơ sở giúp chúng tôi tự tin trong nghiên cứu để tiếp tục làm thêm nhiều các nguyên liệu mới phục vụ công nghiệp Dược Việt Nam

Mục tiêu nghiên cứu là :

Xây qui trình tổng hợp 2 thuốc đđiều trị đđau thắt ngực isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat đạt tiêu chuẩn dược dụng ( BP2003 và USP 29) đóng góp

2 nguyên liệu thuốc tim mạch cho công tác điều trị và cho công nghiệp Dược Việt Nam

Mục tiêu cụ thể của đề tài là:

-Khảo sát và xây dựng qui trình sản xuất isosorbid

-Khảo sát và xây dựng qui trình sản xuất isosorbid di nitrat

-Khảo sát và xây dựng qui trình sản xuất isosorbid mononitrat

-Tinh chế và kiểm nghiệm isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat

- Xác định độ ổn định của isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat

2 TỔNG QUAN

2.1 SƠ LƯỢC VỀ BỆNH THIẾU MÁU TIM CỤC BỘ

2.1.1 Bệnh thiếu máu tim cục bộ [7],[8],[11],[15],[47]

Bệnh thiếu máu tim cục bộ, cịn được gọi là bệnh đau thắt ngực hay bệnh suy động mạch vành, đĩ là tình trạng cung cấp oxygen khơng đáp ứng đủ nhu cầu của cơ tim dẫn đến những cơn đau thắt ngực Tiến triển của bệnh thường xấu vì cĩ thể dẫn đến

sự hoại tử cơ tim và giai đoạn cuối là các cơn nhồi máu cơ tim

2.1.2 Nguyên nhân [7],[8],[11],[15]

- Giảm lưu lượng mạch vành do xơ vữa động mạch làm hẹp hay tắc lòng mạch,

co thắt mạch vành bởi các nguyên nhân như chấn thương, huyết khối…dẫn đến giảm cung cấp oxygen cho cơ tim

- Tăng nhu cầu oxygen

- Giảm nồng độ oxygen trong máu (thiếu máu nặng, nhiễm độc CO, …)

2.1.3 Phân loại (từ nhẹ đến nặng) [7],[8],[11],[15]

- Bệnh đau thắt ngực

- Bệnh nhồi máu cơ tim cấp

- Đột tử

2.1.4 Cơ chế các thuốc điều trị hiện nay [7],[8],[11],[15]

Hiện nay, trong điều trị có nhiều thuốc đang được sử dụng và các thuốc này tác động theo một hay nhiều cách sau đây:

- Làm tăng cung cấp oxygen cho cơ tim: thuốc giãn mạch (nitrat hữu cơ, dipyridamol)

- Làm giảm mức tiêu thụ oxygen cho cơ tim: β-Blocker, thuốc ức chế Ca2+, nitrat hữu cơ

- Tái phân phối máu có lợi cho vùng bị thiếu máu

- Làm tan huyết khối trong lòng mạch: aspirin liều thấp, heparin, warfarin, Mg2+, kinase

2.2 ĐẠI CƯƠNG VỀ ISOSORBID

2.2.1 Tên khoa học và cơng thức cấu tạo [62]

C6H10O4 P.t.l 146,14

Tên khoa học: 2,4:3,6-dianhydro-D-glucitol

O

O H H

HO

OH

2.2.2 Tính chất [62]

Tinh thể trắng rất dễ hút ẩm Do đó, trong không khí ẩm thường tồn tại dạng chất lỏng sánh, màu vàng nhạt Khi làm lạnh tạo thành khối rắn

Nhiệt độ nóng chảy: 61-64 oC

Năng suất quay cực [α]D= +44o

- Các acid vô cơ như acid sulfuric, acid phosphoric, acid clohydric… [12,18] có ưu

điểm là bền trong quá trình phản ứng, cho phép phản ứng xảy ra trong thời gian dài mà không cần bổ sung xúc tác Tuy nhiên, chúng có nhược điểm là làm gia tăng sự tạo thành các sản phẩm phụ sẫm màu do sự tách nước liên tục tạo các polymer

- Nhựa trao đổi ion như polystyren được sulfonat hoá, AG50W-X12, H-beta zeolit…[19] khắc phục được việc tạo ra các sản phẩm phụ nhưng khó mua, đắt tiền

- Các acid hữu cơ như acid p-toluensulfonic, acid carboxylic (acid formic, acid propionic, acid acetic…) [35] với các xúc tác này, quá trình phản ứng xảy ra đơn giản hơn, có thể tách loại dễ dàng bằng cách chưng cất và tái sử dụng mà không cần phải trung hoà, loại muối tạo thành sau khi trung hoà như đối với acid vô cơ Tuy nhiên, giá các acid hữu cơ này thường cao hơn acid vô cơ và một số lại không bền có thể phân huỷ ở nhiệt độ cao (acid p-toluensulfonic)

- Có thể dùng xúc tác là hỗn hợp hai kim loại như Cu-Pt, Cu-Au, Cu-Pd, Cu-Ru [35] với sự hiện diện của hydrogen bằng cách dùng các acid hữu cơ Ưu điểm của các xúc tác này là có thể được tách loại dễ dàng sau phản ứng đồng thời ít tạo thành sản phẩm phụ (<1%) nhưng hiệu suất phản ứng không cao và giá thành các xúc tác này cao không phù hợp với điều kiện Việt Nam

Ngoài ra, các ion kim loại như magnesi, calci, titan, mangan, sắt, coban, kẽm, niken, đồng, yttri, thori, uran… cũng được dùng làm xúc tác [18] Với loại xúc tác

HO

OH

HO

OH HO

này phản ứng thường tiến hành có sự hiện diện của dung môi, nhiệt độ

100-300oC, thời gian 1-20h tuỳ theo loại xúc tác Tuy nhiên, hiệu suất tạo isosorbid không cao và có nhiều sản phẩm trung gian

Š Dung môi: dùng cho phản ứng được đề cập ở nhiều tài liệu khác nhau Một số tài liệu cho rằng phản ứng nên tiến hành trong điều kiện không có dung môi [56] số khác lại tiến hành với dung môi là nước [19],[33],[35],[49] hay các dung môi hữu cơ [38]

- Với dung môi là nước [19]: Lượng nước được khống chế trong khoảng tối thiểu bằng với lượng nước được sinh ra và tối đa bằng 120% khối lượng sorbitol Lượng nước hiện diện trong hỗn hợp phản ứng ảnh hưởng đến tỉ lệ của sorbitan : isosorbid tạo thành Nếu lượng nước <10% (kl/kl) thì isosorbid được tạo ra nhiều hơn và ngược lại nếu >10% thì chủ yếu là tạo thành sorbitan (sản phẩm do sorbitol tách 1 phân tử nước)

- Với dung môi hữu cơ [38]: Dung môi được dùng phải là dung môi có khả năng tạo thành hỗn hợp đẳng phí với nước, có nhiệt độ sôi lớn hơn nhiệt độ sôi của nước, đặc biệt là trong khoảng 120-150oC, ngoại trừ ester như EtOAc vì có thể ester hoá các nhóm –OH còn lại của isosorbid Ngoài ra dung môi này còn phải có khả năng hoà tan isosorbid trong điều kiện phản ứng xảy ra (nhiệt độ cao) mà

ít hoà tan nguyên liệu, sản phẩm phụ Một số dung môi thường dùng: xylen, anisol, diclorobenzen, nonan…

Š Nhiệt độ: cần cho phản ứng tách nước rất khác nhau cho mỗi phương pháp tuỳ thuộc vào điều kiện phản ứng, nhưng nói chung thay đổi từ 60-200oC [19],[33],[35],[49],[56] Nhiệt độ càng tăng, tốc độ phản ứng càng tăng, thời gian tiến hành phản ứng giảm nhưng nhiệt độ cao lại làm cho phản ứng tạo ra nhiều sản phẩm phụ

Š Tách sản phẩm: Sau khi phản ứng kết thúc, để tách sản phẩm có nhiều cách như:

Kết tinh lại từ dung môi.[19]

- Chiết với ethanol, methanol hay nước.[19], [48]

- Chưng cất phân đoạn ở áp suất thấp 130 oC, <10 Pa (0,07mmHg) [35],[48],[58]

Š Tinh chế: Để sản phẩm được tinh khiết hơn có thể tiến hành tinh chế bằng

cách:

- Phương pháp sắc ký [20]

- Kết tinh lại từ dung dịch nước, ethanol, methanol Phương pháp này cần có dung dịch isosorbid trong nước, ethanol, methanol khá đậm đặc (≥ 90%), sau đó dùng isosorbid làm mồi cho sự kết tinh và để lạnh.[19],[35]

- Chưng cất dưới áp suất thấp và nhiệt độ cao: 75 oC / 0,3 mmHg; 124-150oC / 0,35mmHg [48]; 130oC / <10Pa (0,07mmHg) [35] Trong quá trình chưng cất để sản phẩm được tinh khiết hơn, có thể thêm vào các ion hydrid như natri borohyrid (NaBH4) [19],[48]

-Kết hợp cả hai phương pháp trên

Sau đây là một số qui trình đã được nghiên cứu và tiến hành trên thế giới:

2.2.3.1 Qui trình 1 [35]

Tiến hành phản ứng với dung dịch sorbitol 50% trong nước, xúc tác là hỗn hợp hai kim loại (Pd/Cu) và acid propionic ở 270oC trong môi trường khí hidro, áp suất 60 Bar (40054 mmHg/ 59 atm), thời gian 2h, xúc tác được loại ra bằng cách lọc và chưng cất Isosorbid được tách ra bằng cất ở 130oC, P<0,07mmHg Hiệu suất 38% Lượng polymer <1%

Sơ đồ 2.2.1 Điều chế isosorbid với xúc tác Pd/Cu và acid propionic

2.2.3.2 Qui trình 2 [56]

Tiến hành phản ứng với sorbitol nóng chảy, xúc tác HCl khí và một acid carboxylic hay anhydrid acid (khoảng 5 mol % so với sorbitol) Nhiệt độ 100oC trong 3h ở bình phản ứng chịu áp suất Sau đó, xả nén và trung hoà với NaOH đậm đặc ở 20-40oC Sản phẩm được tách ra bằng chiết với EtOAc Hiệu suất 70-85%

Sơ đồ 2.2.2 Điều chế isosorbid với xúc tác HCl dạng khí

2.2.3.3 Qui trình 3 [19]

Tiến hành phản ứng với xúc tác là acid sulfuric hoặc acid p-toluensulfonic, nhiệt độ 130-140oC, dung môi xylen trong môi trường khí nitrogen để tránh sự oxi hoá Isosorbid thu được bằng cách làm lạnh dung môi, kết tinh sản phẩm

Chưng cất ở P<0,07 mmHg

t o = 130 o C Hỗn hợp

phản ứng

Xúc tác Lọc

BÌNH PHẢN ỨNG Môi trường khí H 2 ,

Hỗn hợp phản ứng Xả nén

BÌNH PHẢN ỨNG Sorbitol nóng chảy

t o = 100 o C

t = 3 h

HCl khí Acid carboxylic

Isosorbid

Sorbitol

Thu hồi dung môi

Sơ đồ 2.2.3 Điều chế isosorbid với xúc tác acid sulfuric hoặc

acid p-toluensulfonic trong dung môi xylen

Thiết bị điều chế isosorbid theo qui trình 3 khá phức tạp (xem hình 2.2.1)

Hình 2.2.1 Thiết bị điều chế isosorbid theo qui trình 3

Š Chú thích:

1 Bình phản ứng 9, 10 Bộ phận tạo nhiệt

2 Bể tắm dầu 11 Ống dẫn gia nhiệt

3 Bình kết tinh sản phẩm 12,13 Ống dẫn chất lỏng

4 Bể đá lạnh 14 Sinh hàn

5 Xúc tác 15 Bình lóng tách nước

6, 7, 8 Máy bơm 16 Máy khuấy

Isosorbid tinh khiết

Dung môi

Acid xúc tác

BÌNH PHẢN ỨNG

Tinh chế isosorbid Isosorbid

thu được

Š Nhận xét

Hầu hết các phương pháp đều đòi hỏi trang thiết bị phức tạp và điều kiện tiến hành khó khăn, khó áp dụng trọn vẹn trong điều kiện tại Việt Nam Do đó, việc khảo sát để chọn các tác nhân cũng như phương pháp, điều kiện loại nước là mục tiêu chính của đề tài

2.2.4 Cơng dụng [16], [50]

Isosorbid là sản phẩm trung gian của quá trình điều chế isosorbid dinitrat nhưng đây cũng là thuốc lợi tiểu được sử dụng từ 1974 Trong nhãn khoa, do tác dụng làm hạ nhãn áp nên isosorbid được dùng trong điều trị glaucoma

2.2.5 Tác dụng phụ – Chống chỉ định [16]

Tác dụng phụ: nhức đầu, chóng mặt, nôn ói

Chống chỉ định: các bệnh nhân vô niệu do bệnh thận nặng và những bệnh nhân không đáp ứng với isosorbid

2.2.6 Liều dùng [16]

1-3 g/kg, 2-3 lần/ngày

2.3 ĐẠI CƯƠNG VỀ ISOSORBID DINITRAT

2.3.1 Tên khoa học và cơng thức cấu tạo [12],[62]

C6H8O8N2 P.t.l: 236,14

Tên khoa học: 1,4:3,6-dianhydro-D-glucitol dinitrat

2.3.2 Tính chất [12],[62]

Bột kết tinh trắng mịn Không mùi hay gần như không mùi

Rất dễ tan trong aceton, dễ tan trong cloroform, ethanol 95o Ít tan trong nước

Nhiệt độ nóng chảy = 69-72 oC

H

ONO2H

H

O2NO

O

OHO

Quá trình nitrat hóa isosorbid là một quá trình tưởng như đơn giản tuy nhiên lại là một quá trình cần nghiên cứu kỹ và thận trọng vì đây là phản ứng ester hóa với một acid vô cơ và khi sử dụng hỗn hợp ester hóa của acid nitric dễ gây nổ vì thế khảo sát điều kiện phản ứng là việc làm hết sức quan trọng Các tài liệu mà chúng tôi tham khảo đều không đề cập đến điều kiện phản ứng này Tuy vậy, trước đây đã có các nghiên cứu về việc nitrat hoá những hợp chất tương tự như glycerol để tạo nitroglycerin hay D-isoidid tạo D-isoidid dinitrat

Š Nitrat hoá glycerol [52]

Tác nhân nitrat hoá là hỗn hợp HNO3 và H2SO4 Phản ứng tạo ra hợp chất nitrat có khả năng gây nổ rất cao do đó nhiệt độ tiến hành không vượt quá 20oC, thường được tiến hành ở khoảng < 15oC Phản ứng được tiến hành chậm nhằm tránh sự tăng nhanh nhiệt độ Sau đó, dùng một lượng có thể tích gấp đôi nước lạnh tách sản phẩm

Š Nitrat hoá D-isoidid (1,4:3,6 dianhydro-D-iditol) [38],[58]

D-isoidid là một đồng phân của isosorbid Để nitrat hoá các nhóm –OH, tác nhân

nitrat hoá được dùng là acid nitric và hỗn hợp anhydrid acetic-acid acetic (2:1) Nhiệt độ < 5oC Phản ứng được tiến hành trong 2h và cũng được dừng lại bằng cách cho vào gấp đôi lượng nước lạnh Ngoài ra, để tinh chế sản phẩm còn dùng đến dung môi là methanol nóng và than hoạt, sau đó để nguội cho D-isoidid kết tinh lại

2.3.4 Hấp thu – Chuyển hố – Đào thải [7],[11],[16], [50]

Š Hấp thu: Isosorbid dinitrat được hấp thu nhanh qua đường tiêu hoá nhưng cũng nhanh chóng bị chuyển hoá, sinh khả dụng (SKD)=22%, có tác dụng sau 15-40 phút Dạng dùng dưới lưỡi SKD=59%, cho nồng độ tối đa trong huyết tương sau 6

H2C

OH OH OH

HNO3

H2SO4

H2C HC

H2C

ONO2ONO2ONO2

phút và giảm nhanh chóng (T1/2 = 45 phút) Dạng tác dụng kéo dài cho SKD có

thể lên đến 75%, có tác dụng sau 30 phút và kéo dài khoảng 12h

Š Chuyển hoá: Chuyển hoá sinh học của các hợp chất nitrat hữu cơ là kết quả của

sự thuỷ phân và khử hóa được xúc tác bởi các enzym của gan

2 R-O-NO2 2[ H-O-N=O ] + 2ROH

2R-SH(glutation reductase ) 2NO + 2H2O + R-S-S-R

Các enzym này sẽ chuyển các ester nitrat hữu cơ dễ tan trong lipid thành chất

chuyển hoá dễ tan trong nước và thành gốc tự do nitooxyd Chính gốc tự do này

có tác dụng giãn mạch Các chất chuyển hoá khác tạo thành cũng có tác động

giãn mạch nhưng yếu hơn

Con đường chuyển hoá chính của isosorbid dinitrat trong cơ thể là denitrat hoá

sau đó liên hợp với acid glucuronic Chất chuyển hoá chính là

isosorbid-2-mononitrat và isosorbid-5-isosorbid-2-mononitrat có thời gian bán thải dài hơn (2-5h)

Š Đào thải: Thuốc và sản phẩm chuyển hoá được đào thải qua nước tiểu

2.3.5 Tác dụng dược lý [11],[16]

Isosorbid dinitrat có tác dụng giãn cơ trơn bao gồm cơ trên động mạch và tĩnh

mạch mà không ảnh hưởng đến cơ tim và cơ vân Làm giãn rõ rệt các động mạch

và tĩnh mạch lớn nên làm giảm tiền gánh, hậu gánh góp phần làm giảm tiêu thụ

oxygen cho cơ tim

Gây tái phân phối máu và làm tăng tuần hoàn phụ ở vùng cơ tim bị thiếu máu

Sự giảm tiền gánh làm tăng chênh lệch áp suất tưới máu thành tâm thất Điều

này có lợi cho tưới máu nội tâm mạc

2.3.6 Cơ chế tác động [7],[11],[16]

Isosorbid dinitrat giải phóng nitric oxid (NO), hoạt hoá guanylate cyclase kích

thích tổng hợp guanosin-3’,5’-monophosphat vòng (cGMP) dẫn đến sự

dephosphoryl hoá của myosin làm giãn mạch

Sơ đồ 2.3.1 Cơ chế tác động của các thuốc giãn mạch nitrat

c-GMP

GIÃN CƠ TRƠN Myosine-LC

Phù phổi cấp

2.3.8 Độc tính [7],[11],[16]

Nhức đầu (giãn mạch não): thường gặp, biến mất khi ngừng thuốc và giảm liều

Giãn mạch ngoại vi gây chứng đỏ bừng

Cần thận trọng khi có chảy máu não hay chấn thương đầu

Sử dụng liều cao (>120mg/ngày), trong thời gian dài sẽ dẫn đến hiện tượng dung nạp thuốc Nên dùng gián đoạn isosorbid dinitrat trong ngày

2.3.9 Chống chỉ định [7],[11],[16]

Suy tim

2.3.10 Dạng dùng – Liều dùng [11]

Bảo quản: Bảng B ( dạng uống và đặt dưới lưỡi giảm độc B) [1]

Š Dạng dùng: Viên ngậm dưới lưỡi, viên nén, viên tác dụng kéo dài, thuốc tiêm

Š Liều dùng:

Viên ngậm dưới lưỡi 2,5-10 mg mỗi 2-3 h

Viên nhai 5-10 mg mỗi 2-3 h

Viên uống 10-40 mg mỗi 6 h

Viên tác dụng kéo dài 40-80mg mỗi 8-12 h

2.3.11 Một số chế phẩm lưu hành trên thị trường

Bảng 2.3.1 Các chế phẩm chứa isosorbid dinitrat trên thị trường

APO-ISDN Viên ngậm dưới lưỡi Viên nén 5mg 10mg, 30mg

ISO MACK Retard Viên nang 20mg, 40mg

ISOKET 0,1% Dung dịch tiêm truyền 0.1% x 10 ml/ống

ISOMONIT 60 Retard Viên phóng thích kéo dài 60 mg

RISORDAN

5mg/10mg/LP20mg Viên nén Viên tác dụng kéo dài 5 mg, 10 mg 20 mg

DILATRATE Viên tác dụng kéo dài 40 mg

O

OOH

OH

O

OOH

O

OOH

ONO2

2.4.SƠ LƯỢC VỀ ISOSORBID MONONITRAT

2.4.1 Tên khoa học và công thức cấu tạo

C6H9O6N P.t.l: 191,1

Tên khoa học: 1, 4:3,6-dianhydro-D-glucitol -5-nitrat

Biệt dược : Imdur, Ismo, Corangin, Monicor

isosorbid isosorbid -5-initrat

Trên thế giới có nhiều quy trình khác nhau nghiên cứu điều chế nitrat Theo các tài liệu tham khảo, isosorbid-5-nitrat có thể được điều chế từ isomannid hoặc isosorbid

isosorbid-5-2.4.2.1 Điều chế isosorbid -5-nitrat từ isomannid [55]

Sơ đồ 2.4.1 Điều chế isosorbid -5-nitrat từ isomannid

Isosorbid -5-nitrat

Isosorbid-2-benzoat- 5-nitrat

Thực hiện phản ứng ester hoá giữa isomannid và acid p-toluensulfonic trong môi trường xúc tác KOH ở 5oC trong 6h tạo isomannid -2-p-toluensulfonat Đun hồi lưu 2h sản phẩm tạo thành Sản phẩm phản ứng với kali benzoat trong dung môi dimethylformamid tạo isosorbid-2-benzoat Nitrat hoá nhóm OH còn lại của isosorbid-2-benzoat, sau đó thủy phân tách nhóm benzoat thu được isosorbid-5-nitrat

Š Nhận xét: Phương pháp này có ưu điểm phản ứng xảy ra chọn lọc nên chỉ tạo ra isosorbid-5-nitrat Tuy nhiên, phương pháp này cũng gặp nhiều khó khăn như isomannid đắt tiền, không có sẵn trên thị trường, qui trình điều chế chưa được nghiên cứu kỹ Ngoài ra, phương pháp này trải qua nhiều giai đoạn phức tạp, kéo dài, sử dụng hoá chất đắt tiền Do đó, phương pháp này không thích hợp để điều chế isosorbid-5-nitrat ở qui mô lớn

2.4 2.2 Điều chế isosorbid-5-nitrat từ isosorbid [23],[29],[30], [45] ,[54]

Sau đây là một số phương pháp điều chế isosrbid-5-nitrat từ isosorbid đã được nghiên cứu và điều chế

Š Phương pháp 1 [29]

Nitrat hoá trục tiếp isosorbid bằng HNO3 đđ hoặc hỗn hợp nitrat gồm HNO3, anhydrid acetic, acid acetic ở nhiệt độ 10-15oC trong 2h tạo ra hỗn hợp gồm isosorbid-5-nitrat, isosorbid-2-nitrat, isosorbid dinitrat và isosorbid Sau đó, tinh chế bằng sắc ký cột

Sơ đồ 2.4.2 Điều chế isosorbid -5-nitrat bằng phương pháp nitrat hoá trực tiếp

ŠNhận xét: Phương pháp này không khả thi vì phản ứng nitrat hoá không chọn

lọc, tinh chế bằng sắc ký cột tốn nhiếu thời gian, chi phí mà hiệu suất không cao

Š Phương pháp 2 [23],[30],[54]

Nitrat hoá hoàn toàn isosorbid tạo isosorbid dinitrat Sau đó thực hiện phản ứng khử hóa isosorbid dinitrat bằng hydrazin hydrat trong hỗn hợp dung môi tetrahydrofurfural (THF) và methanol ở nhiệt độ sôi trong 2h tạo thành hỗn hợp

Tinh chế bằng sắc ký cột

Isosorbid

Hỗn hợp nitrat

Hỗn hợp HNO 3 ,

Sơ đồ 2.4.3 Điều chế isosorbid -5-nitrat với tác nhân khử là hydrazin hydrat

ŠNhận xét: Tương tự phương pháp trên, phương pháp này khử hoá isosorbid

dinitrat không chọn lọc tạo ra hỗn hợp nitrat Sản phẩm được tách ra bằng phương pháp sắc ký cột tốn nhiều thời gian và chi phí Ngoài ra, các tác nhân khử hoá đắt tiền, khó kiếm

Š Phương pháp 3 [45]

Acyl hóa chọn lọc nhóm OH-C2 của isosorbid tạo isosorbid-2-acylat, sau đó nitrat hoá nhóm OH-C5, cuối cùng thủy phân giải phóng OH-C2 Có nhiều phương pháp acyl hoá nhóm OH-C2 tuỳ theo tác nhân acyl hoá sử dụng

Š Dùng tác nhân acyl hoá là anhydrid acetic trong dung môi với xúc tác base [45]

Thực hiện tác nhân acyl hoá isosorbid trong methylen clorid với xúc tác pyridin ở nhiệt độ phòng trong 48h Chưng cất isosorbid-2-acetat tạo thành ở 70oC Nitrat hoá sản phẩm chưng cất ở 4 oC trong 1h Sau đó, thủy phân tạo isosorbid -5- nitrat

Sơ đồ 2.4.4 Điều chế isosorbid-5-nitrat với anhydrid acetic và xúc tác pyridin

- Tác nhân acyl hoá là acid carboxylic với xúc tác acid [45],[57],[60],[61]

Thực hiện tác nhân acyl hoá isosrbid bằng acid acetic, xúc tác acid

p-toluensulfonic trong dung môi ethylen clorid Chiết hỗn hợp sau phản ứng với methyl ethyl keton Nitrat hoá dịch chiết sau đó thủy phân và tinh chế thu được isosorbid -5-nitrat tinh khiết

Nhận xét: Tương tự như trên, phương pháp này không chọn lọc tạo ra hỗn hợp

acetat phải tinh chế phức tạp và sử dụng hỗn hợp nitrat hoá dễ gây nổ

Sơ đồ 2.4.5 Điều chế isosorbid-5-nitrat từ isosorbid với tác nhân acyl hóa là acid

acetic, xúc tác acid p-toluensulfonic

Isosorbid

1 Pyridin, methylenchlorid

2 Anhydrid acetic

Hỗn hợp sau phản ứng

Isosorbid-2-acetat- 5-nitrat

HNO 3 , anhydrid acetic,

Š Phương pháp 4 [55],[24]

Thực hiện phản ứng acyl hóa giữa isosorbid và anhydrid acetic với xúc tác natri acetat ở 100 oC trong 30 phút tạo hỗn hợp isosorbid, isosorbid-2-acetat, isosorbid-5-acetat, isosorbid-2,5-diacetat với tỷ lệ bằng nhau Sau đó, thực hiện phản ứng chuyển hỗn hợp này thành isosorbid-2-acetat nhờ natri methylat Isosorbid-2-acetat được tách khỏi hỗn hợp bằng phương pháp chưng cất dưới áp suất giảm ở 0,1 mbar, 98-100oC Nitrat hóa isosorbid-2-acetat sau đó thuỷ phân giải phóng nhóm OH-C2 thu được isosorbid-5-nitrat

Sơ đồ 2.4.6 Điều chế isosorbid -5-nitrat từ isosorbid với xúc tác natri methylat

ŠNhận xét: Phương pháp này cần cất dưới áp suất giảm, nhiệt độ cao đòi hỏi trang thiết bị phức tạp và phải kiểm soát chặt chẽ nên khó áp dụng trên quy mô lớn

Isosorbid-2-acetat

1 Nitrat hóa

2 Thuỷ phân Isosorbid -5- nitrat

Sơ đồ 2.4.7 Acyl hoá bằng vinyl acetat, xúc tác là enzym esterase từ gan heo

Thực hiện phản ứng acyl hoá chọn lọc OH-C2 của isosorbid bằng ester vinyl acetat, xúc tác là enzym esterase từ gan heo trong dung môi methylen clorid ở nhiệt độ phòng trong 9 ngày Tách riêng isosorbid-2-acetat bằng sắc ký cột Nitrat hoá isosorbid-2-acetat sau đó thủy phân giải phóng nhóm OH-C2 thu được isosorbid -5-nitrat

Nhận xét: Phương pháp này sử dụng enzym làm xúc tác phản ứng acyl chọn lọc

nhóm OH-C2 của isosorbid nên thời gian phản ứng kéo dài Hỗn hợp sau phản ứng được tách ra bằng sắc ký cột hiệu quả kinh tế không cao

Š Phương pháp 6 [42]

Sơ đồ 2.4.8 Điều chế isosorbid -5-nitrat trong dung môi benzen, xúc tác anhydrid

acetic, acid acetic

Hòa tan isosorbid trong hỗn hợp dung môi benzen, anhydrid acetic, acid acetic ở 50-55 oC trong 20 phút Làm nguội hỗn hợp này về khoảng 30 oC, nitrat hóa hỗn hợp bằng HNO3 bốc khói ở nhiệt độ 30-35 oC trong 2h thu được isosorbid-5-nitrat thô Tinh chế sản phẩm qua chất trung gian natri isosorbid-5-nitrat, cuối cùng tái kết tinh trong cloroform thu được isosorbid -5-nitrat tinh khiết

ŠNhận xét: Phương pháp này có nhiều ưu điểm hơn các phương pháp kể trên như

qui trình đơn giản, thời gian không quá dài, không đòi hỏi trang thiết bị phức tạp, sử dụng hoá chất rẻ tiền, dễ kiếm, có thể áp dụng được trên qui mô lớn Chính vì vậy, chúng tôi chọn phương pháp này để khảo sát và chọn ra các thông số tối ưu để điều chế isosorbid-5-nitrat trong điều kiện Việt Nam

2.4.3 Tính chất

Bột kết tinh trắng , không mùi hay gần như không mùi

Rất dễ tan trong nước, aceton, ethanol 950, dicloromethan, ít tan trong cloroform Nhiệt độ nóng chảy 89-910C

Isosorbid -5-nitrat

Isosorbid-5-nitrat thô

Tái kết tinh trong chloroform

HNO 3 bốc khói to = 30-35 oC

2.4.4 Tác dụng dược lực [11]

Isosorbid-5-nitrat là chất chuyển hóa tác dụng kéo dài của isosorbid dinitrat, Isosorbid-5-nitrat không chuyển hóa ở giai đoạn đầu ở gan nhờ vậy sinh khả dụng và thời gian bán hủy cao hơn isosorbid dinitrat Isosorbid mononitrat (Ismo) được FDA cho phép sử dụng 1991 Monoket®, một biệt dược tác dụng nhanh của isosorbid-5-nitrat và (Imdur) dạng tác dụng chậm được FDA cho phép 1993

Š Hấp thu - Chuyển hoá – Thải trừ

Isosorbid-5-nitrat hấp thu nhanh chóng và hoàn toàn qua đường tiêu hóa và không chuyển hóa ở gan vì thế sinh khả dụng qua đường uống là gần 100% Nồng độ tối đa đạt được trong huyết tương sau 30- 60 phút Hiệu quả tối đa chống đau thắt ngực là 1-4 gìờ Dưới 4% liều uống gắn protein huyết tương Thuốc chuyển hóa theo con đường liên hợp glucuronic thành mononitrat glucuronid và một số chuyển hóa khác không có hoạt tính 99% thuốc thải trừ qua nước tiểu Thời gian bán hủy của thuốc trong huyết tương khoảng 5 giờ

không bị ảnh hưởng bởi tuổi hay trạng thái chức năng gan, thận

Š Cơ chế tác dụng: Tương tự các nitrat hữu cơ isosorbid-5-nitrat chuyển thành gốc tự do NO và gốc tự do này gây giãn mạch Tác dụng giãn cơ trơn của isosorbid-5-nitrat bao gồm cơ trên động mạch và tĩnh mạch mà không ảnh hưởng đến cơ tim và cơ vân Làm giãn rõ rệt các động mạch và tĩnh mạch lớn nên làm giảm tiền gánh, hậu gánh góp phần làm giảm tiêu thụ oxygen cho cơ tim

Gây tái phân phối máu và làm tăng tuần hoàn phụ ở vùng cơ tim bị thiếu máu Sự giảm tiền gánh làm tăng sự chênh lệch áp suất để tưới máu thành tâm thất, điều đó có lợi cho tưới máu nội tâm mạc

Š Tác dụng phụ

Nhức đầu ( do giãn mạch não): thường gặp nhất, biến mất khi ngừng thuốc hay giảm liều

Giãn mạch ngoại vi gây chứng đỏ bừng

Giãn các mạch não có thể tăng áp lực nội sọ Cần thận trọng khi có chảy máu não hay chấn thương đầu

2.4.5 Chỉ định

Phòng và điều trị cơn đau thắt ngực ở mọi thể, cắt cơn đau thắt ngực ở mọi thể Làm giảm cơn đau do co thắt mạch vành

Phù phổi cấp

Suy tim trái nặng

Sử dụng liều cao(>120mg/ngày) và trong thời gian dài sẽ dẫn đến hiện tượng dung nạp thuốc

2.4.6 Chống chỉ định Suy tim

2.4.7 Dạng dùng

Viên nén, viên tác dụng kéo dài

2.4.8 Liều dùng

Viên nén: 2mg x 2 lần / ngày ( cách nhau 7 giờ ) Liều tối đa 40mg

Viên tác dụng kéo dài 30mg -60mg x 1 lần /ngày Liều tối đa 120mg

2.4.9 Biệt dược ( xem bảng 2.4.1 )

Bảng 2.4.1 Một số dạng chế phẩm đang lưu hành trên thị trường

Tên Dạng dùng Hàm lượng Isosorbid-5-nitrat Imdur viên tác dụng kéo dài 30mg, 60mg, 120mg

Vasotrate OD viên tác dụng kéo dài 30mg, 60mg

Isotrate ER viên tác dụng kéo dài

viên nén 60mg 20mg

Isosorbid mononitrat viên tác dụng kéo dài viên nén 30mg, 60mg, 120mg 10mg, 20mg

Monit SR viên tác dụng kéo dài viên nén 40mg 10mg

2.5 SƠ LƯỢC VỀ CÁC NGUYÊN LIỆU ĐIỀU CHẾ ISOSORBID

DINITRAT VÀ ISOSORBID-5-NITRAT

2.5.1 Sorbitol [62]

2.5.1.1 Tên khoa học – công thức cấu tạo

C6H14O6 P.t.l:182,27 Tên khoa học: D-glucitol

OH

OH OH

OH HO

OH HO

OH

2.5.1.2 Tính chất

Bột kết tinh trắng, không mùi, có vị ngọt

Tan nhiều trong nước (tạo dung dịch 83%, dung dịch tạo thành có độ nhớt tương tự dung dịch glycerol) Tan hoàn toàn trong ethanol nóng, tan ít trong ethanol lạnh Tan trong methanol, isopropanol, buthanol, aceton, acid acetic, DMF, pyridin, acetamid và hầu như không tan trong các dung môi hữu cơ khác

2.5.1.4 Công dụng

Sorbitol được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác nhau:

Nguyên liệu sản xuất sorbose, acid ascorbic, propylenglycol, resin…

Dùng trong công nghiệp thực phẩm, bánh kẹo

Trong ngành dược, sorbitol được dùng làm tá dược tạo vị ngọt, gia tăng sự hấp thu vitamin và các thuốc khác

2.5.2 Các nguyên liệu khác

2.5.2.1 Nguyên liệu tổng hợp

Acid sulfuric, acid nitric, acid acetic, toluen, NaOH, isopropanol, methyl ethyl keton: sử dụng nguyên liệu Trung Quốc

Ethanol 96o, HCl, sử dụng nguyên liệu Việt Nam

Lactose: dạng dược dụng (Pháp)

2.5.2.2 Nguyên liệu kiểm nghiệm và thử độ ổn định

Bản sắc ký GF 254 ( Merck )

- Methanol dùng cho sắc ký (Merck)

- Acetonitril dùng cho HPLC

- HNO3, NaOH, HCl, tinh khiết hóa học

- KMnO4, Na2SO4 tinh khiết hóa học

- Thioacetamid, chì nitrat, amoni acetat, methylen clorid, cloroform1,4 – dioxan, tricloroethylen , NaHSO3 , H2O2 tinh khiết phân tích

- Cồn tuyệt đối

- Glycerin

- Các chất đối chiếu : isosorbid, isosorbid dinitrat và isosorbid -5-nitrat của hãng Acros

2.6 Các chỉ tiêu kiểm nghiệm isosorbid dinitrat

theo một số dược điển

Như đã đề cập ở trên, isosorbid dinitrat đã được sử dụng rất phổ biến và được

đưa vào Dược điển nhiều nước trên thế giới

2.6.1 Dược điển Anh 2003 –Dược điển Châu Âu 1997, 2000

[22],[31],[32]

Trong BP 2003, EP 1997 không có dạng isosorbid dinitrat tinh khiết mà chỉ có dạng pha loãng 25% trong manitol hay lactose vì thế cũng không có các tiêu chuẩn hay phương pháp kiểm nghiệm nguyên liệu isosorbid dinitrat

Bảng 2.6.1 Kiểm nghiệm isosorbid dinitrat (theo tiêu chuẩn BP 2003, EP 1997)

Chỉ tiêu kiểm nghiệm Tiêu chuẩn

trong nước, tan nhiều trong aceton, cồn

Định tính

A Phổ hấp thu hồng ngoại

B Sắc ký lớp mỏng

C Nhiệt độ nóng chảy

Có các đỉnh hấp thu phù hợp với phổ hấp thu của isosorbid dinitrat chuẩn Phủ hợp với vết chuẩn

69 – 72 oC

Thữ tinh khiết

Isosorbid -5-nitrat, isosorbid -2-nitrat < 00,5 %

2.6.2 Dược điển Mỹ 29 (USP29) [63]

Tương tự như ở Dược điển Anh, ở Dược điển Mỹ không có dạng tinh khiết mà chỉ có dạng pha loãng trong manitol hay trong lactose

Bảng 2.6.2 Kiểm nghiệm isosorbid dinitrat (theo tiêu chuẩn USP 29)

Chỉ tiêu kiểm nghiệm Tiêu chuẩn

Cảm quan Bột kết tinh trắng, mịn, rất ít tan trong

nước, tan nhiều trong aceton, cồn

Định tính

Phổ hấp thu hồng ngoại Có các đỉnh hấp thu phù hợp với phổ hấp thu của isosorbid dinitrat chuẩn

Thử tinh khiết

Mất khối lượng do làm khô ≤ 1,0%

Định lượng ( HPLC) 95,0 – 105,0% hàm lượng trên bao bì

2.7 CÁC CHỈ TIÊU KIỂM NGHIỆM ISOSORBID

mononitrat theo một số dược điển

Tương tự isosorbid dinitrat, isosorbid mononitrat (hay isosorbid-5-nitrat) cũng

được sử dụng phổ biến và được đưa vào Dược điển nhiều nước trên thế giới

Trong BP 2003 và USP 30 cũng không có dạng isosorbid mononitrat tinh khiết mà chỉ có dạng pha loãng 25% trong manitol hay lactose vì thế cũng không có các tiêu chuẩn hay phương pháp kiểm nghiệm nguyên liệu isosorbid mononitrat dạng tinh khiết Dạng dược dụng của isosorbid mononitrat là dạng pha loãng 25% trong manitol hay lactose vì thế trong phần định tính tùy thuộc vào nguyên liệu pha loãng mà có định tính bằng SKLM riêng

Bảng 2.7.1 Kiểm nghiệm isosorbid-5- nitrat (BP 2003)

Chỉ tiêu kiểm nghiệm Tiêu chuẩn

nước, tan nhiều trong aceton, cồn

Định tính

Phổ hấp thu hồng ngoại Có các đỉnh hấp thu phù hợp với phổ hấp thu của isosorbid mononitrat chuẩn Sắc ký lớp mỏng Cho vết tương ứng với vết chuẩn

Thử tinh khiết

Isosorbid dinitrat and isosorbid-2-nitrat ≤ 0,5 %

Định lượng ( HPLC) 95,0 – 105,0% hàm lượng trên bao bì

Bảng 2.7.2 Kiểm nghiệm isosorbid -5-nitrat (USP 30)

Chỉ tiêu kiểm nghiệm Tiêu chuẩn

nước, tan nhiều trong aceton, cồn

Định tính

Phổ hấp thu hồng ngoại Có các đỉnh hấp thu phù hợp với phổ hấp thu của isosorbid mononitrat chuẩn Sắc ký lớp mỏng Cho vết tương ứng với vết chuẩn

Thử tinh khiết

Tạp chất hữu cơ bay hơi (GC)

Kim loại nặng < 10 phần triệu

Tạp chất liên quan:

Isosorbid (Sắc ký lớp mỏng) < 0,5%

Isosorbid dinitrat and isosorbid-2-nitrat

Định lượng ( HPLC) 95,0 – 105,0% hàm lượng trên bao bì

vi sinh, sinh dược học… trong những giới hạn nhất định

Độ ổn định của thuốc phụ thuộc vào nhiều yếu tố, cĩ thể phân chia các yếu tố này làm hai nhĩm:

Các yếu tố liên quan đến mơi trường như: nhiệt độ, độ ẩm, độ chiếu sáng, hàm lượng

oxy cùng các yếu tố bên ngồi khác tác dụng lên thuốc

Các yếu tố khác liên quan đến thuốc như:

- Tính chất lý hĩa của hoạt chất và tá dược được dùng để bào chế thuốc

- Dạng bào chế của thuốc

- Quy trình sản xuất thuốc

- Nguyên liệu cho bao bì đĩng gĩi

Như vậy độ ổn định của thuốc phụ thuộc chủ yếu vào đặc điểm của nguyên liệu, quy trình sản xuất và điều kiện mơi trường Việc đưa vào cơng thức bào chế các chất làm tăng độ ổn định của thuốc chỉ được chấp nhận trong một vài trường hợp

và phải được chứng minh về mặt khoa học và thực tế

2.8.2 Mục đích nghiên cứu độ ổn định của thuốc [5], [17],[44]

Nghiên cứu độ ổn định của thuốc để tránh:

- Hàm lượng của thuốc trong quá trình sản xuất, tồn trữ bị giảm xuống dưới mức quy định so với hàm lượng ghi trên nhãn, dẫn đến sự giảm tác dụng trị liệu

- Sự xuất hiện của các độc chất do thuốc bị phân hủy trong quá trình bảo quản, vận chuyển

2.8.3 Các phương pháp xác định độ ổn định [5],[10],[14]

2.8.3.1 Phương pháp thử dài hạn

Theo hướng dẫn của WHO thì điều kiện thực nghiệm trong phương pháp thử dài hạn phải gần với điều kiện bảo quản thực tế của thuốc, tức là vùng khí hậu mà thuốc dự kiến được lưu hành

Nghiên cứu độ ổn định dài hạn cần được tiến hành trong suốt thời hạn bảo quản thuốc

Thời gian kiểm tra hàm lượng trong mẫu

Năm đầu ở 3 thời điểm 0; 6 và 12 tháng

Từ năm thứ hai: một lần cho mỗi năm

- Với công thức rất ổn định chỉ cần kiểm tra 2 lần: lần đầu sau 1 năm, lần thứ hai

ở cuối hạn dùng

- Với chế phẩm kém ổn định, số lần kiểm tra nhiều hơn:

Năm thứ nhất: 3 tháng/ lần

Năm thứ hai: 6 tháng/ lần

Năm thứ ba: 12 tháng/ lần

Đối với chế phẩm có yêu cầu bảo quản đặc biệt như vacin, hormon, thuốc có hoạt chất rất không ổn định,… thì cần chọn điều kiện thích hợp

Từ kết quả thực nghiệm, sản phẩm được chấp nhận là ổn định nếu:

- Không có sự thay đổi các tính chất vật lý, hoá học, sinh học

- Chế phẩm vẫn đáp ứng đúng các yêu cầu của tiêu chuẩn

Phương pháp thử dài hạn mất nhiều thời gian nhưng cho kết quả tin cậy Phép thử này giúp người nghiên cứu khẳng định tuổi thọ đã dự báo theo phép thử cấp tốc

2.8.3.2 Phương pháp thử cấp tốc

Nếu theo dõi sự giảm hàm lượng theo thời gian ở nhiệt độ thường thì cần phải theo dõi một khoảng thời gian khá lâu mất vài năm, tối thiểu là 12 tháng, điều này không đáp ứng được về mặt thời gian để đưa vào sản xuất Do vậy cần dùng phép thử cấp tốc nhằm tăng tốc độ phân hủy để rút ra kết luận một cách nhanh chóng về tuổi thọ của thuốc

Điều kiện thử theo bảng 2.8.1

Bảng 2.8.1 Tóm tắt điều kiện thử cấp tốc cho vùng IV (vùng khí hậu Việt Nam)

Vùng Nhiệt độ (0C) Độ ẩm (%) Thời gian thử (tháng)

- Giảm hàm lượng hoạt chất từ 5% trở lên so với trị số ban đầu

- Có sản phẩm phân huỷ với lượng cao hơn trị số cho phép

- pH nằm ngoài giới hạn quy định

- Tốc độ hoà tan của 12 viên nén hoặc viên nang thấp hơn giá trị của tiêu chuẩn

- Thay đổi đặc tính vật lý của thuốc như: biến màu, tách pha, khó rã,…

Việc thử cấp tốc thường được tiến hành trong một buồng vi khí hậu có thể kiểm soát được nhiệt độ ( +2 0C) và độ ẩm ( +5%)

Một số chế phẩm không thích hợp với thử nghiệm cấp tốc như: chế phẩm sinh học, thuốc đạn, thuốc trứng…

2.8.4 Mối liên quan giữa quá trình phân huỷ cấp tốc và việc xác định độ ổn định của thuốc [25], [26], [27], [42]

Những thử nghiệm “cưỡng bách” (stressed testing) được dùng để thúc đẩy quá trình phân hủy, tạo ra các sản phẩm phân hủy của hoạt chất chính

Theo hướng dẫn về nghiên cứu độ ổn định của FDA vào năm 1987 thì các điều kiện tạo sản phẩm phân huỷ gồm môi trường acid, base và sự oxy hoá, sự khử, các yếu tố khác là nhiệt độ và ánh sáng

Các điều kiện phân huỷ được sử dụng nhằm phân huỷ 20-30% hoạt chất, tạo ra các sản phẩm phân hủy

Không phải tất cả điều kiện phân hủy đều tạo ra được sản phẩm phân hủy, do đó sau khi đã thử nghiệm các điều kiện (thay đổi nồng độ, thời gian) để tạo ra các sản phẩm phân hủy nhưng không thành công thì có thể sử dụng các điều kiện khác

Tuy nhiên, dưới điều kiện thử nghiệm cưỡng bách có thể tạo thành những sản phẩm phân hủy khác với sản phẩm phân hủy được tạo ra trong thử nghiệm dài hạn, hoặc đạt đến sự phân hủy hoàn toàn và tạo ra sản phẩm phân hủy thứ cấp, tức tạo ra sản phẩm phân hủy của sản phẩm phân hủy

Như vậy, sự phân hủy cấp tốc không phản ánh chính xác như ở điều kiện thường nhưng trong một chừng mực nào đó người ta chấp nhận phương pháp này

Các sản phẩm phân hủy tạo thành được dùng để nghiên cứu và đánh giá quy trình phân tích độ ổn định của các hoạt chất và các chế phẩm, thúc đẩy hoàn thiện các phương pháp phân tích.[36]

Một số tác nhân và điều kiện phân hủy được gợi ý như bảng 2.8.2 để nghiên cứu độ ổn định của các hoạt chất và chế phẩm

Bảng 2.8.2 Các tác nhân và điều kiện phân hủy khác nhau

Tác nhân Thuốc thử Điều kiện

ml Natri bisulfit 10%, 10 ml

Đun hồi lưu 30 phút, trung tính hoá với kiềm

Đun hồi lưu 30 phút, trung tính hoá với acid

Đun hồi lưu 30 phút Đun hồi lưu 30 phút Buồng chiếu sáng, 1 lumen (92,9 lux =1000 ft - candles), 7 ngày

80 oC, 7 ngày

3 ĐỐI TƯỢNG, NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.1 Đối tượng

Isosorbid thu được bằng cách tổng hợp từ sorbitol

Isosorbid dinitrat thu được bằng cách nitrat hoá isosorbid

Isosorbid mononitrat thu được bằng cách nitrat hoá chọn lọc isosorbid

Bảng 3.2.1 Xuất xứ, giá thành các nguyên liệu sử dụng trong quá trình tổng hợp

H2SO4 đậm đặc Trung Quốc 500ml 13000

HNO3 đậm đặc Trung Quốc 500ml 14000

Anhydrid acetic Trung Quốc 500ml 50000

Acid acetic Trung Quốc 500ml 30000

Methyl ethyl keton Trung Quốc 1000ml 26000

Isopropanol Trung Quốc 500ml 24000

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

3.3.1 Cơ sở khoa học lựa chọn phương pháp tổng hợp

Chúng tôi chọn phương pháp tổng hợp isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat từ sorbitol vì:

- Sorbitol là nguyên liệu rẻ tiền, có thể mua được dễ dàng tại Việt Nam

- Các nghiên cứu từ trước cho đến nay đều chủ yếu đi từ sorbitol để điều chế isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat [59]

- Điều kiện phản ứng, trang thiết bị không quá phức tạp Ít phản ứng phụ, sản phẩm của giai đoạn trung gian có thể tách ra tương đối tinh khiết

Tuy nhiên, bên cạnh đó vẫn có một số khó khăn :

- Giai đoạn điều chế sản phẩm trung gian isosorbid: để tách được sản phẩm tương đối tinh khiết cần tiến hành chưng cất ở nhiệt độ cao, áp suất thấp do đó cần phải có máy hút chân không mạnh mới có thể tiến hành

- Giai đoạn nitrat hoá tạo thành sản phẩm cần tiến hành nhiệt độ thấp, vì hỗn hợp phản ứng và cả sản phẩm khi tạo thành có thể gây nổ

Quá trình điều chế isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat theo phương pháp này gồm 2 giai đoạn cơ bản như sau:

- Điều chế isosorbid từ sorbitol

- Nitrat hoá isosorbid tạo thành isosorbid dinitrat và isosorbid mononitrat

3.3.2 Nguyên tắc tiến hành chung

Chọn những thông số mà đa số các tài liệu sử dụng Ở mỗi khảo sát thay đổi thông số cần tìm trong khi giữ nguyên giá trị các thông số khác

Mỗi khảo sát tiến hành 3 lần, lấy giá trị trung bình

Chọn giá trị tối ưu nhất

Kiểm tra quá trình phản ứng bằng sắc ký lớp mỏng

3.3.3 Khảo sát giai đoạn điều chế isosorbid từ sorbitol

3.3.3.1 Cơ chế phản ứng [9],[ 21]

Phản ứng xảy ra theo cơ chế thế ái nhân (SN1) qua hai giai đoạn

Š Giai đoạn chậm (giai đoạn quyết định tốc độ phản ứng)

Đây là giai đoạn tạo thành carbocation R+

Ở giai đoạn này H+ có thể tấn công vào vị trí 3, 4 vì tại các vị trí này carbocation tạo thành là bền nhất, đồng thời các carbocation này có thể kết hợp với nhóm-

OH ở vị trí 6, 1 để cho ra vòng 5 cạnh bền, còn tại vị trí C5 tuy việc tạo carbocation cũng bền vững nhưng ở vị trí này khi kết hợp với các nhóm –OH lại không tạo được vòng bền

Š Giai đoạn nhanh: Sự kết hợp của carbocation và tác nhân ái nhân

3.3.3.2 Các điều kiện ảnh hưởng đến phản ứng

Như đã trình bày ở phần trên, quá trình tạo isosorbid là quá trình tách nước chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố như dung môi, nhiệt độ, áp suất, thời gian tiến hành… Nhằm mục đích tìm ra các điều kiện đơn giản phù hợp với điều kiện Việt Nam, chúng tôi tiến hành khảo sát các yếu tố sau:

Š Khảo sát và chọn dung môi cho phản ứng

1 2 3

5 6

OH

1 2

3

4 5

1 2 3 4 5 6

1 2 3

5 6

O

OH

OH HO