sử dụng phần mềm MODDE và INForm trong tối ưu hóa và quy hoạch thực nghiệm

báo cáo thực tập lớp cn hóa dược và hc bvtv k49. báo cáo thực tập lớp cn hóa dược và hc bvtv k49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 MỤC LỤC MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT 3 Ứng dụng của thalidomide 13 Tác dụng dược lý của thalidomide [18] 13 Mối quan hệ giữa độc tính gây quái thai và các đồng phân R,S của thalidomide 18 2.GIÁ HOẠT CHẤT VÀ THÀNH PHẨM THALIDOMIDE 21 Giá hoạt chất thalidomide [25] 21 2.1.Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) 23 Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) trên thị trường thế giới 23 2.2.2. Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) có bán trên thị trường Việt Nam 24 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP THALIDOMIDE 25 Tổng hợp racemic thalidomide 25 Phương pháp tổng hợp lập thể S-(-)thalidomide [36] 29 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 30 Tổng hợp racemic 30 Tổng hợp lập thể [36] 35 QUY TRÌNH LỰA CHỌN 37 Sơ đồ phản ứng 38 38 5.2. Tóm tắt quy trình 38 Tính chất các nguyên liệu chủ yếu sử dụng trong quy trình 38 Phương pháp khác điều chế hợp chất trung gian N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride (2) [42] 47 Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 PHẦN 2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 49 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ 49 Nguyên vật liệu 49 Dụng cụ 49 Dung môi chạy sắc ký 50 TỔNG HỢP THALIDOMIDE 50 Điều chế N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride (2) [26] 50 Điều chế thalidomide 53 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 69 VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC 69 Về điều chế N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride (2) 69 Về điều chế thalidomide 1 73 VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP [44], [45], [46], [47], [48] 76 Về phổ hồng ngoại IR [44], [45], [46], [47] 76 Về phổ khối MS [47], [48] 78 Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR [44], [46] 80 Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR và DEPT [44], [46] 81 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 85 Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn, đạt được những mục tiêu đề ra, trong ba tháng vừa qua, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tâm từ các thầy cô, bạn bè trong và ngoài trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Nhân dịp này, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới: GS.TSKH Phan Đình Châu, người thầy đã thường xuyên động viên, tạo mọi điều kiện cho em thực hiện đề tài này. Thầy đã tận tình hướng dẫn em cả về mặt lý thuyết lẫn kỹ thuật thực nghiệm. Các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Hóa Dược & Hóa chất bảo vệ thực vật – Khoa Công nghệ Hóa học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời gian em học tập trong trường. Những kiến thức mà em học được từ các thầy cô là yếu tố quan trọng giúp em thực hiện tốt nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp. Các cán bộ phòng Nghiên cứu cấu trúc – Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ em đo phổ 1 H-NMR, 13 C-NMR, DEPT và MS của các hợp chất điều chế được. ThS.DS. Vũ Bình Dương – GĐTrung tâm Nghiên cứu, sản xuất, ứng dụng thuốc thử nghiệm – Học viện Quân Y và các cán bộ Phòng Dược học và các hợp chất tự nhiên – Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Sinh – Y – Dược học – Học viện Quân Y đã giúp em đo phổ IR của các hợp chất điều chế được. DS. Đào Văn Đôn - Phòng Dược học và các hợp chất tự nhiên – Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Sinh – Y – Dược học – Học viện Quân Y đã tận tình hướng dẫn và hỗ trợ tài liệu cho em tìm hiểu sử dụng phần mềm MODDE và INForm trong tối ưu hóa và quy hoạch thực nghiệm. Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện để em có thể tập trung hoàn thành đồ án đúng hạn, thu được kết quả mong muốn. Hà Nội, tháng 6 năm 2009 Sinh viên Lê Sỹ Tùng Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 ĐẶT VẤN ĐỀ Thalidomide nguyên thể là một thuốc an thần gây ngủ được hãng dược phẩm Chemie Grunenthal của Đức tìm ra, và đưa vào sử dụng trong năm 1957. Trong vòng 4 năm từ 1957 đến 1961 đã tung ra thị trường với gần 70 biệt dược khác nhau trong đó có các biệt dược nổi tiếng như Contergan, Neurosedyn, Pantosediv… Từ năm 1958 đến 1961 thalidomide là một trong những thuốc an thần gây ngủ bán chạy nhất hồi bấy giờ, do thuốc có công hiệu cao lại có độc tính rất thấp so với các thuốc an thần gây ngủ khác lúc đó. Nhưng vào năm 1961 tại Khoa nhi bệnh viện Hamburg, hai nhà dược lý Lenz và Taussig đã phát hiện ra hiện tượng phát triển chân tay không bình thường ở trẻ sơ sinh, mà trong thời kì mang thai các bà mẹ có sử dụng thalidomide. Ngay lập tức sau phát hiện đó, tất cả các biệt dược có chứa thalidomide bị cấm sử dụng ở tất cả các nước. Sau sự cố tai tiếng này, thalidomide tưởng chừng đã bị quên lãng, thế nhưng kể từ đó nhiều công trình nghiên cứu về hoạt chất này vẫn không ngừng được tiếp tục, nhiều tác dụng chữa bệnh mới cũng như nghi vấn về độc tính của thalidomide lần lượt được nghiên cứu và khám phá. Sau gần 30 năm dày công nghiên cứu kể từ khi bị cấm, người ta phát hiện ra nhiều tác dụng chữa bệnh vô cùng quí báu khác của hợp chất đầy tai tiếng này trong việc điều trị một số bệnh hiểm nghèo, và đã đưa thalidomide vào sử dụng lâm sàng. Có thể nói rằng thalidomide là một trong những hợp chất tai tiếng nhất cho ngành hoá dược từ trước đến nay, nhưng cũng là một trong những hợp chất có số công trình nghiên cứu nhiều nhất (theo thống kê năm 2006 thì từ năm 1957 đến 2006 có trên 7000 công trình khoa học công bố liên quan đến hợp chất này, riêng năm 2005 vỡ 2006 mỗi năm công bố trên 700 công trình). Một số các chỉ định sử dụng thalidomide, như việc điều trị các bệnh rối loạn miễn dịch, là tác nhân thích ứng miễn dịch, sử dụng trong các bệnh do nhiễm HIV/AIDS , trong việc điều trị đa khớp dạng cấp, trong điều trị ban nốt đỏ do phong (ENL), hay điều trị rối loạn thần kinh về nhận thức, kiểm soát nồng độ TNF-α không bình thường trong mô người, điều trị các khối u ác tính, ung thư đa tủy xương…Thalidomide đã được Tổ chức quản lí Thuốc và Thực phẩm Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 1 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 Mỹ (FDA) cho phép lưu hành với biệt dược Thalomid (Celgene). Ở nước ta nhu cầu về thuốc thalidomide trong điều trị bệnh là khá lớn, rất nhiều bệnh nhân rất cần thuốc này nhưng Việt Nam chưa sản xuất được nên bệnh nhân có nhu cầu điều trị phải tự gửi mua từ nước ngoài (Mỹ, Canada, Đài Loan) với giá thành khá đắt. Gần đây, công ty dược phẩm Nanopharm tại Hà Nội đã bắt đầu chào bán thalidomide dạng viên nén (nhập khẩu từ Đài Loan) nhưng giá thành vẫn còn khá đắt so với thu nhập của người dân Việt Nam. Chính vì vậy trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em được giao nhiệm vụ “Nghiên cứu quy trình tổng hợp thalidomide”. Đồ án của em gồm 3 phần chính: Phần 1:Tổng quan Thu thập các thông tin về thalidomide, tính chất lý hoá học, tác dụng dược lý của thalidomide, các phương pháp tổng hợp thalidomide đã được công bố và những thông tin khác về thalidomide. Phần 2: Thực nghiệm và kết quả. Tổng hợp N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride làm nguyên liệu điều chế thalidomide. Tổng hợp thalidomide. Tối ưu hóa và quy hoạch thực nghiệm quy trình tổng hợp thalidomide với sự giúp đỡ của các phần mềm MODDE 5.0 và INForm 3.1. Phần 3: Kết quả và bàn luận. Và cuối cùng là kết luận. Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 2 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ac Acetyl BOC Tert-butoxycarbonyl CDI Carbonyl diimidazole DCM Dichloro methane CH 2 Cl 2 4-DMAP 4-dimethylamino pyridine DMF Dimethylformamide EDC 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride ENL Erythema Nodosum Leprosum (ban nốt đỏ do phong Et Ethyl Me Methyl HOBT Hydroxybenzotriazole Ph Pheynyl TFA Acid trifloroacetic THF Tetrahydrofuran TNF-α Tumor necrosis factor-α (nhân tố hoại tử u bướu) TLC Thin layer chromatography (sắc ký lớp mỏng) Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 3 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ THALIDOMIDE 1. TÊN, TÍNH CHẤT LÝ HÓA VÀ TÁC DỤNG DƯỢC LÝ 1.1. Tên, công thức [1] - Tên riêng: thalidomide. - Tên khoa học (theo danh pháp IUPAC): (2,6-Dioxo-3- piperidinyl)-1H-isoindole-1,3(2H)-dione (1). - Tên gọi khác: N-(2,6-dioxo-3-piperidyl)phthalimide; - phthalimidoglutarimide; 3-phthalimidoglutarimide; 2,6-dioxo-3- phthalimidopiperidine; N-phthalylglutamic acid imide; N- phthaloylglutamimide. - Công thức phân tử: C 13 H 10 N 2 O 4. - Khối lượng phân tử: 258.23 g/mol. - Thành phần phần trăm các nguyên tố: C 60.47%, H 3.90%, N 10.85%, O 24.78%. - Công thức cấu tạo: N O O NH O O Thalidomide (1) (-(2,6-Dioxo-3-piperidinyl)-1H-isoindole- 1,3(2H)-dione) - Các biệt dược [2] STT Tên biệt dược Đất nước lưu hành 1 Algosediv Ba Lan, Thụy Sỹ, Tây Đức 2 Asmadion Italy 3 Asmaval Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi 4 Bonbrain Nhật Bản Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 4 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 5 Calmorex Italy 6 Contergan Ba Lan, Tây Đức 7 Contergan Forte Tây Đức 8 Contergan Saft Tây Đức 9 Contergan- Suppositorium Tây Đức 10 Corona-Robetinf Italy 11 Distaval Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Ba Lan, Tây Phi 12 Distaval Forte Anh 13 Ectiluran Brazil 14 Enterosediv Bỉ, Phần Lan, Ireland, Hà Lan, Ba Lan, Thụy Sỹ 15 Gastrinide Italy 16 Glutanon Nhật Bản 17 Grippex Tây Đức 18 Imida-Lab Ba Lan 19 Imidan Tây Ban Nha 20 Imidene Italy 21 Imidene ipnotico Italy 22 Isomin Nhật Bản 23 Kevadon Canada, Ba Lan, Mỹ 24 Lulanin Denmark 25 NeoNibrol (New Nibrol) Nhật Bản 26 Neosedyn Denmark 27 Nerufatin Nhật Bản 28 Neurosedyn Na Uy, Thụy Điển 29 Nevrodyn Na Uy 30 Noctimid Bỉ 31 Noctosediv Phần Lan, Ireland, Hà Lan, Ba Lan, Thụy Sỹ 32 Noxodyn Thụy Điển 33 Noxosedyn Thụy Điển 34 Ondasil Brazil 35 Pantosediv Tây Đức 36 Peracon Phần Lan 37 Peracon-Expectorans Tây Đức 38 Poli-Gripan Hong Kong, Ireland, Malaysia, Pakistan 39 Prednisediv Phần Lan, Ireland, Tây Đức 40 Proban-M Nhật Bản Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 5 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 41 Profarmil Italy 42 Quetimid Italy 43 Quietoplex Italy 44 Sanodormin Nhật Bản 45 Sedalis Brazil 46 Sedi-Lab Ba Lan 47 Sedimide Italy 48 Sedin Brazil 49 Sediserpil Italy 50 Sedoval K-17 Italy 51 Shin-Naito-S Nhật Bản 52 Shin Nibrol Nhật Bản 53 Sleepan Nhật Bản 54 Slip Brazil 55 Softenil Argentina, Peru 56 Softenon Austria, Bỉ, Cyprus, Phần Lan, Ireland, Malta, Hà Lan, Ba Lan, Tây Ban Nha, Thụy Sỹ, Tây Đức 57 Softenon Forte Tây Đức 58 Talargan Mexico 59 Talimol Canada 60 Tensival Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi 61 Thalin Israel 62 Thalinette Israel 63 Theophyl-Choline Italy 64 Ulcerfen Italy 65 Valgis Angola, Úc, Ghana. Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi 66 Valgraine Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi 67 Valip Italy 68 Verdil Brazil 1.2. Tính chất vật lý [1] - Tinh thể hình kim, có màu trắng hay trắng xám, không mùi. - Nhiệt độ nóng chảy: 269-271 0 C. - Hấp thụ UV cực đại tại các bước sóng: 220 nm, 300 nm. - Độ tan: Tan ít trong nước: ~2.10 -4 mol/L; 45-60 mg/L. Tan ít trong methanol, ethanol, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, axit acetic băng. Tan Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 6 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 tốt trong dioxane, DMF, pyridine. Không tan trong ether, chloroform, benzene. - Nhiệt độ nóng chảy: 269-271°C. 1.3. Các dữ liệu phổ [3] Phổ IR (KBr): 3194 (N – H); 1778, 1707 (C = O imide) cm -1 . Phổ 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 11,00 (s, 1H, NH); 8,03- 7,78 (br s, 4H, Ar, 2H); 5,15 (dd, J= 12,8; 5,4 Hz, 1H, CHCO); 2,89-2,72 (m, 1H A , CH 2 CO), 2,69-2,47 (m, 2H, CH 2 CH 2 ), 2,13-2,01 (m, 1H B , CH 2 CO). Phổ 13 C NMR (DMSO-d 6 ): 4 nguyên tử carbon của 4 nhóm carbonyl tại các vị trí có δ =173,2; 170,2; 167,6; sáu nguyên tử carbon của vòng benzene có δ = 135,3; 131,7; 123,8; ba nguyên tử carbon còn lại của vòng piperidinedione cộng hưởng tại 49,5 (C-1); 31,4 (C-5); và 22,5 (C-6). Phổ khối (MS): m/z 259 (M + +1, 50), 154 (100), 136 (75), 120 (16), vμ 107 (27). 1.4. Các phổ đồ thalidomide - Phổ khối MS [4]: ( m a i n l i b ) T h a l i d o m i d e 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 02 0 02 1 02 2 02 3 02 4 02 5 02 6 02 7 0 0 5 0 1 0 0 1 4 2 8 3 9 5 0 6 3 6 6 7 0 7 6 8 3 9 0 1 0 4 1 1 1 1 1 7 1 3 0 1 4 8 1 6 0 1 6 9 1 7 3 1 8 6 2 0 2 2 1 3 2 3 0 2 5 8 N O O NH O O - Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H-NMR [5] Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 7 . chromatography (sắc ký lớp mỏng) Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 3 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ THALIDOMIDE 1. TÊN, TÍNH CHẤT LÝ HÓA VÀ TÁC DỤNG DƯỢC LÝ 1.1 được Tổ chức quản lí Thuốc và Thực phẩm Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 1 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 Mỹ (FDA) cho phép lưu hành với biệt dược Thalomid (Celgene) anhydride (2) [42] 47 Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 PHẦN 2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 49 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ 49 Nguyên vật liệu 49 Dụng — Xem thêm

Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 MỤC LỤC MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT 3 Ứng dụng của thalidomide 13 Tác dụng dược lý của thalidomide [18] 13 Mối quan hệ giữa độc tính gây quái thai và các đồng phân R,S của thalidomide 18 2.GIÁ HOẠT CHẤT VÀ THÀNH PHẨM THALIDOMIDE 21 Giá hoạt chất thalidomide [25] 21 2.1.Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) 23 Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) trên thị trường thế giới 23 2.2.2. Giá thành phẩm thalidomide (viên nang) có bán trên thị trường Việt Nam 24 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP THALIDOMIDE 25 Tổng hợp racemic thalidomide 25 Phương pháp tổng hợp lập thể S-(-)thalidomide [36] 29 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ 30 Tổng hợp racemic 30 Tổng hợp lập thể [36] 35 QUY TRÌNH LỰA CHỌN 37 Sơ đồ phản ứng 38 38 5.2. Tóm tắt quy trình 38 Tính chất các nguyên liệu chủ yếu sử dụng trong quy trình 38 Phương pháp khác điều chế hợp chất trung gian N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride (2) [42] 47 Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 PHẦN 2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 49 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ 49 Nguyên vật liệu 49 Dụng cụ 49 Dung môi chạy sắc ký 50 TỔNG HỢP THALIDOMIDE 50 Điều chế N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride (2) [26] 50 Điều chế thalidomide 53 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 69 VỀ TỔNG HỢP HÓA HỌC 69 Về điều chế N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride (2) 69 Về điều chế thalidomide 1 73 VỀ XÁC ĐỊNH CẤU TRÚC CỦA CÁC CHẤT TỔNG HỢP [44], [45], [46], [47], [48] 76 Về phổ hồng ngoại IR [44], [45], [46], [47] 76 Về phổ khối MS [47], [48] 78 Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR [44], [46] 80 Về phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C-NMR và DEPT [44], [46] 81 KẾT LUẬN 83 TÀI LIỆU THAM KHẢO 84 PHỤ LỤC 85 Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành đồ án tốt nghiệp đúng thời hạn, đạt được những mục tiêu đề ra, trong ba tháng vừa qua, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tâm từ các thầy cô, bạn bè trong và ngoài trường Đại học Bách Khoa Hà Nội. Nhân dịp này, em xin bày tỏ lòng biết ơn tới: GS.TSKH Phan Đình Châu, người thầy đã thường xuyên động viên, tạo mọi điều kiện cho em thực hiện đề tài này. Thầy đã tận tình hướng dẫn em cả về mặt lý thuyết lẫn kỹ thuật thực nghiệm. Các thầy cô giáo trong Bộ môn Công nghệ Hóa Dược & Hóa chất bảo vệ thực vật – Khoa Công nghệ Hóa học – Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã truyền đạt kiến thức quý báu trong suốt thời gian em học tập trong trường. Những kiến thức mà em học được từ các thầy cô là yếu tố quan trọng giúp em thực hiện tốt nhiệm vụ của đồ án tốt nghiệp. Các cán bộ phòng Nghiên cứu cấu trúc – Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp đỡ em đo phổ 1 H-NMR, 13 C-NMR, DEPT và MS của các hợp chất điều chế được. ThS.DS. Vũ Bình Dương – GĐTrung tâm Nghiên cứu, sản xuất, ứng dụng thuốc thử nghiệm – Học viện Quân Y và các cán bộ Phòng Dược học và các hợp chất tự nhiên – Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Sinh – Y – Dược học – Học viện Quân Y đã giúp em đo phổ IR của các hợp chất điều chế được. DS. Đào Văn Đôn - Phòng Dược học và các hợp chất tự nhiên – Trung tâm nghiên cứu ứng dụng Sinh – Y – Dược học – Học viện Quân Y đã tận tình hướng dẫn và hỗ trợ tài liệu cho em tìm hiểu sử dụng phần mềm MODDE và INForm trong tối ưu hóa và quy hoạch thực nghiệm. Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện để em có thể tập trung hoàn thành đồ án đúng hạn, thu được kết quả mong muốn. Hà Nội, tháng 6 năm 2009 Sinh viên Lê Sỹ Tùng Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 ĐẶT VẤN ĐỀ Thalidomide nguyên thể là một thuốc an thần gây ngủ được hãng dược phẩm Chemie Grunenthal của Đức tìm ra, và đưa vào sử dụng trong năm 1957. Trong vòng 4 năm từ 1957 đến 1961 đã tung ra thị trường với gần 70 biệt dược khác nhau trong đó có các biệt dược nổi tiếng như Contergan, Neurosedyn, Pantosediv… Từ năm 1958 đến 1961 thalidomide là một trong những thuốc an thần gây ngủ bán chạy nhất hồi bấy giờ, do thuốc có công hiệu cao lại có độc tính rất thấp so với các thuốc an thần gây ngủ khác lúc đó. Nhưng vào năm 1961 tại Khoa nhi bệnh viện Hamburg, hai nhà dược lý Lenz và Taussig đã phát hiện ra hiện tượng phát triển chân tay không bình thường ở trẻ sơ sinh, mà trong thời kì mang thai các bà mẹ có sử dụng thalidomide. Ngay lập tức sau phát hiện đó, tất cả các biệt dược có chứa thalidomide bị cấm sử dụng ở tất cả các nước. Sau sự cố tai tiếng này, thalidomide tưởng chừng đã bị quên lãng, thế nhưng kể từ đó nhiều công trình nghiên cứu về hoạt chất này vẫn không ngừng được tiếp tục, nhiều tác dụng chữa bệnh mới cũng như nghi vấn về độc tính của thalidomide lần lượt được nghiên cứu và khám phá. Sau gần 30 năm dày công nghiên cứu kể từ khi bị cấm, người ta phát hiện ra nhiều tác dụng chữa bệnh vô cùng quí báu khác của hợp chất đầy tai tiếng này trong việc điều trị một số bệnh hiểm nghèo, và đã đưa thalidomide vào sử dụng lâm sàng. Có thể nói rằng thalidomide là một trong những hợp chất tai tiếng nhất cho ngành hoá dược từ trước đến nay, nhưng cũng là một trong những hợp chất có số công trình nghiên cứu nhiều nhất (theo thống kê năm 2006 thì từ năm 1957 đến 2006 có trên 7000 công trình khoa học công bố liên quan đến hợp chất này, riêng năm 2005 vỡ 2006 mỗi năm công bố trên 700 công trình). Một số các chỉ định sử dụng thalidomide, như việc điều trị các bệnh rối loạn miễn dịch, là tác nhân thích ứng miễn dịch, sử dụng trong các bệnh do nhiễm HIV/AIDS , trong việc điều trị đa khớp dạng cấp, trong điều trị ban nốt đỏ do phong (ENL), hay điều trị rối loạn thần kinh về nhận thức, kiểm soát nồng độ TNF-α không bình thường trong mô người, điều trị các khối u ác tính, ung thư đa tủy xương…Thalidomide đã được Tổ chức quản lí Thuốc và Thực phẩm Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 1 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 Mỹ (FDA) cho phép lưu hành với biệt dược Thalomid (Celgene). Ở nước ta nhu cầu về thuốc thalidomide trong điều trị bệnh là khá lớn, rất nhiều bệnh nhân rất cần thuốc này nhưng Việt Nam chưa sản xuất được nên bệnh nhân có nhu cầu điều trị phải tự gửi mua từ nước ngoài (Mỹ, Canada, Đài Loan) với giá thành khá đắt. Gần đây, công ty dược phẩm Nanopharm tại Hà Nội đã bắt đầu chào bán thalidomide dạng viên nén (nhập khẩu từ Đài Loan) nhưng giá thành vẫn còn khá đắt so với thu nhập của người dân Việt Nam. Chính vì vậy trong phạm vi đồ án tốt nghiệp em được giao nhiệm vụ “Nghiên cứu quy trình tổng hợp thalidomide”. Đồ án của em gồm 3 phần chính: Phần 1:Tổng quan Thu thập các thông tin về thalidomide, tính chất lý hoá học, tác dụng dược lý của thalidomide, các phương pháp tổng hợp thalidomide đã được công bố và những thông tin khác về thalidomide. Phần 2: Thực nghiệm và kết quả. Tổng hợp N-phthaloyl-DL-glutamic anhydride làm nguyên liệu điều chế thalidomide. Tổng hợp thalidomide. Tối ưu hóa và quy hoạch thực nghiệm quy trình tổng hợp thalidomide với sự giúp đỡ của các phần mềm MODDE 5.0 và INForm 3.1. Phần 3: Kết quả và bàn luận. Và cuối cùng là kết luận. Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 2 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 MỘT SỐ KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ac Acetyl BOC Tert-butoxycarbonyl CDI Carbonyl diimidazole DCM Dichloro methane CH 2 Cl 2 4-DMAP 4-dimethylamino pyridine DMF Dimethylformamide EDC 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride ENL Erythema Nodosum Leprosum (ban nốt đỏ do phong Et Ethyl Me Methyl HOBT Hydroxybenzotriazole Ph Pheynyl TFA Acid trifloroacetic THF Tetrahydrofuran TNF-α Tumor necrosis factor-α (nhân tố hoại tử u bướu) TLC Thin layer chromatography (sắc ký lớp mỏng) Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 3 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ THALIDOMIDE 1. TÊN, TÍNH CHẤT LÝ HÓA VÀ TÁC DỤNG DƯỢC LÝ 1.1. Tên, công thức [1] - Tên riêng: thalidomide. - Tên khoa học (theo danh pháp IUPAC): (2,6-Dioxo-3- piperidinyl)-1H-isoindole-1,3(2H)-dione (1). - Tên gọi khác: N-(2,6-dioxo-3-piperidyl)phthalimide; - phthalimidoglutarimide; 3-phthalimidoglutarimide; 2,6-dioxo-3- phthalimidopiperidine; N-phthalylglutamic acid imide; N- phthaloylglutamimide. - Công thức phân tử: C 13 H 10 N 2 O 4. - Khối lượng phân tử: 258.23 g/mol. - Thành phần phần trăm các nguyên tố: C 60.47%, H 3.90%, N 10.85%, O 24.78%. - Công thức cấu tạo: N O O NH O O Thalidomide (1) (-(2,6-Dioxo-3-piperidinyl)-1H-isoindole- 1,3(2H)-dione) - Các biệt dược [2] STT Tên biệt dược Đất nước lưu hành 1 Algosediv Ba Lan, Thụy Sỹ, Tây Đức 2 Asmadion Italy 3 Asmaval Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi 4 Bonbrain Nhật Bản Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 4 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 5 Calmorex Italy 6 Contergan Ba Lan, Tây Đức 7 Contergan Forte Tây Đức 8 Contergan Saft Tây Đức 9 Contergan- Suppositorium Tây Đức 10 Corona-Robetinf Italy 11 Distaval Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Ba Lan, Tây Phi 12 Distaval Forte Anh 13 Ectiluran Brazil 14 Enterosediv Bỉ, Phần Lan, Ireland, Hà Lan, Ba Lan, Thụy Sỹ 15 Gastrinide Italy 16 Glutanon Nhật Bản 17 Grippex Tây Đức 18 Imida-Lab Ba Lan 19 Imidan Tây Ban Nha 20 Imidene Italy 21 Imidene ipnotico Italy 22 Isomin Nhật Bản 23 Kevadon Canada, Ba Lan, Mỹ 24 Lulanin Denmark 25 NeoNibrol (New Nibrol) Nhật Bản 26 Neosedyn Denmark 27 Nerufatin Nhật Bản 28 Neurosedyn Na Uy, Thụy Điển 29 Nevrodyn Na Uy 30 Noctimid Bỉ 31 Noctosediv Phần Lan, Ireland, Hà Lan, Ba Lan, Thụy Sỹ 32 Noxodyn Thụy Điển 33 Noxosedyn Thụy Điển 34 Ondasil Brazil 35 Pantosediv Tây Đức 36 Peracon Phần Lan 37 Peracon-Expectorans Tây Đức 38 Poli-Gripan Hong Kong, Ireland, Malaysia, Pakistan 39 Prednisediv Phần Lan, Ireland, Tây Đức 40 Proban-M Nhật Bản Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 5 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 41 Profarmil Italy 42 Quetimid Italy 43 Quietoplex Italy 44 Sanodormin Nhật Bản 45 Sedalis Brazil 46 Sedi-Lab Ba Lan 47 Sedimide Italy 48 Sedin Brazil 49 Sediserpil Italy 50 Sedoval K-17 Italy 51 Shin-Naito-S Nhật Bản 52 Shin Nibrol Nhật Bản 53 Sleepan Nhật Bản 54 Slip Brazil 55 Softenil Argentina, Peru 56 Softenon Austria, Bỉ, Cyprus, Phần Lan, Ireland, Malta, Hà Lan, Ba Lan, Tây Ban Nha, Thụy Sỹ, Tây Đức 57 Softenon Forte Tây Đức 58 Talargan Mexico 59 Talimol Canada 60 Tensival Angola, Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi 61 Thalin Israel 62 Thalinette Israel 63 Theophyl-Choline Italy 64 Ulcerfen Italy 65 Valgis Angola, Úc, Ghana. Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi 66 Valgraine Úc, Ghana, Anh, Guinea, New Zealand, Tây Phi 67 Valip Italy 68 Verdil Brazil 1.2. Tính chất vật lý [1] - Tinh thể hình kim, có màu trắng hay trắng xám, không mùi. - Nhiệt độ nóng chảy: 269-271 0 C. - Hấp thụ UV cực đại tại các bước sóng: 220 nm, 300 nm. - Độ tan: Tan ít trong nước: ~2.10 -4 mol/L; 45-60 mg/L. Tan ít trong methanol, ethanol, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, axit acetic băng. Tan Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 6 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 tốt trong dioxane, DMF, pyridine. Không tan trong ether, chloroform, benzene. - Nhiệt độ nóng chảy: 269-271°C. 1.3. Các dữ liệu phổ [3] Phổ IR (KBr): 3194 (N – H); 1778, 1707 (C = O imide) cm -1 . Phổ 1 H NMR (300 MHz, DMSO-d 6 ): δ = 11,00 (s, 1H, NH); 8,03- 7,78 (br s, 4H, Ar, 2H); 5,15 (dd, J= 12,8; 5,4 Hz, 1H, CHCO); 2,89-2,72 (m, 1H A , CH 2 CO), 2,69-2,47 (m, 2H, CH 2 CH 2 ), 2,13-2,01 (m, 1H B , CH 2 CO). Phổ 13 C NMR (DMSO-d 6 ): 4 nguyên tử carbon của 4 nhóm carbonyl tại các vị trí có δ =173,2; 170,2; 167,6; sáu nguyên tử carbon của vòng benzene có δ = 135,3; 131,7; 123,8; ba nguyên tử carbon còn lại của vòng piperidinedione cộng hưởng tại 49,5 (C-1); 31,4 (C-5); và 22,5 (C-6). Phổ khối (MS): m/z 259 (M + +1, 50), 154 (100), 136 (75), 120 (16), vμ 107 (27). 1.4. Các phổ đồ thalidomide - Phổ khối MS [4]: ( m a i n l i b ) T h a l i d o m i d e 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 1 0 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 01 6 01 7 01 8 01 9 02 0 02 1 02 2 02 3 02 4 02 5 02 6 02 7 0 0 5 0 1 0 0 1 4 2 8 3 9 5 0 6 3 6 6 7 0 7 6 8 3 9 0 1 0 4 1 1 1 1 1 7 1 3 0 1 4 8 1 6 0 1 6 9 1 7 3 1 8 6 2 0 2 2 1 3 2 3 0 2 5 8 N O O NH O O - Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1 H-NMR [5] Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 7 [...]... trước lúc đi ngủ hoặc 1 giờ sau khi ăn tối Liều Dexamethasone là 40 mg/ngày được uống vào các ngày 1-4, 9-12, 17-20 trong mỗi chu kỳ 28 ngày Đối với bệnh nhân xuất hiện tác dụng phụ như táo bón, bệnh thần kinh ngoại biên thì cần ngưng sử dụng ngay, hoặc sử dụng với liều thấp Khi các tác dụng phụ giảm đi, thì có thể bắt đàu dùng lại ở liều thấp hay ở liều trước đó, tùy vào đánh giá lâm sàng  Dạng thuốc... giữa độc tính gây quái thai và các đồng phân R,S của thalidomide Việc sử dụng lại thalidomide thời gian gần đây trong điều trị lâm sang đã kích thích một cuộc nghiên cứu về cơ chế tác dụng phân tử gây ra độc tính quái thai của thalidomide Thalidomide được sử dụng ở dạng hỗn hợp racemic, nên người ta cho rằng chỉ có một đồng phân tác dụng an thần và đồng phân còn lại gây ra tác dụng quái thai Hai mươi năm... lưu N-(tert-butoxycarbonyl)-L-glutamine (10) với CDI và 4DMAP trong THF sau 24 giờ thu được vòng N-BOC glutarimide (11) Cho 11 tác dụng với acid trifloro acetic (TFA) trong dichlormethane (DCM) ở 220C Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 27 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 trong 1 giờ thu được muối TFA của vòng glutarimide (12) Cho muối này tác dụng với phthalic anhydride (5) trong. .. mức và lắc đều Hệ sắc ký (xem Chromatography ): Sắc ký lỏng thực hiện trên cột kích thước 3.9 mm x 15 cm, sử dụng loại hạt L1 kích thước 4 µm, detector 218 nm Tốc độ pha động là 2 ml/phút Thực hiện sắc ký như sau: Chạy sắc ký đối với dung dịch chuẩn và ghi lại các peak theo trình tự: thời gian lưu tương đối là 0.35 đối với phthalic acid và khoảng 1.0 đối với thalidomide; thời gian không lưu (tailing... 100 0 Đẳng thành phần Trình tự: Lần lượt chạy hệ sắc kí với một lượng không đổi dung dịch chuẩn và dung dịch thử (khoảng 200 µl), ghi lại sắc kí đồ và đo diện tích các peak Tính phần trăm của tạp chất trong thalidomide theo công thức: 50 000(Cp/W) (ri/rp) Trong đó, Cp là nồng độ (mg/ml) của của phthalic acid trong dung dịch chuẩn; W là lượng thalidomide trong dung dịch thử; ri là phần peak tương ứng... người ta vẫn chưa biết rõ ràng cơ chế tác dụng của thalidomide khi sử dụng các đồng phân tinh khiết Bởi vì đã thấy có một sự chuyển hóa lẫn nhau giữa các đồng phân sau khi vào cơ thể, các đồng phân này trong môi trường nước dưới tác dụng của abumin huyết thanh sẽ chuyển hóa qua lại lẫn nhau Nguyên tử H có tính acid mạnh tại trung tâm bất đối của thalidomide epime hóa nhanh chóng dưới điều kiện sinh lý... thành phần của thuốc  Tác dụng không mong muốn: Nếu sử dụng thalidomide trong thời kỳ mang thai, có thể gây ra hiện tượng quái thai hoặc làm chết non thai nhi Khi sử dụng thalidomide thường đi kèm với các triệu chứng: ngủ gà, ngủ gật, phát ban, bệnh thần kinh ngoại biên (phá hủy các tế bào thần kinh ngoại biên), chóng mặt do giảm huyết áp, giảm bạch cầu trung tính Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC... 1000C(Ru/Rs) Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 12 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 Trong đó, C là nồng độ (mg/ml) của USP thalidomide RS trong dung dịch chuẩn; Ru và Rs là tỉ lệ diện tích các peak thu được tương ứng với dung dịch chuẩn bị thí nghiệm và dung dịch chuẩn Ứng dụng của thalidomide Là nguyên liệu làm thuốc an thần gây ngủ và để điều trị các bệnh như ban nốt đỏ do... (S)-thalidomide được chứng minh là các tác dụng gây quái thai đối với chuột [21], người ta đi đến kết luận, thảm họa đã không xảy ra nếu chỉ dung dồng phần (R)-thalidomide Tuy nhiên, qua thực nghiệm cho thấy cả 2 đồng Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 18 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 phân và cả hỗn hợp racemic của thalidomide đều gây ra tác dụng quái thai đối với các con thỏ New... năng gây ngủ gật khi uống rượu Do tác dụng hiệp đồng, những thuốc liên quan đến thần kinh ngoại biên cần được sử dụng cẩn thận cho bệnh nhân dùng thalidomide  Cách dùng và liều dùng: Cách dùng: Nếu sử dụng một liều hàng ngày, nhà sản xuất khuyến cáo bệnh nhân uống với nước trước lúc đi ngủ (để hạn chế tác dụng gây ngủ của thuốc), hoặc ít nhất 1 giờ sau khi ăn tối Nếu chia thành liều cao (khoảng 400 . chromatography (sắc ký lớp mỏng) Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 3 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ THALIDOMIDE 1. TÊN, TÍNH CHẤT LÝ HÓA VÀ TÁC DỤNG DƯỢC LÝ 1.1 được Tổ chức quản lí Thuốc và Thực phẩm Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 1 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 Mỹ (FDA) cho phép lưu hành với biệt dược Thalomid (Celgene) anhydride (2) [42] 47 Lê Sỹ Tùng – Lớp CN Hóa Dược và HC BVTV K49 Đại học Bách Khoa Hà Nội Đồ án tốt nghiệp 2009 PHẦN 2. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 49 NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ 49 Nguyên vật liệu 49 Dụng