BỘ YTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYÊN THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU MỘT SÕ PHẢN ÚNG TÔNG HỢP CHOLIN ALFOSCERAT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ HÀ NỘI 2022 BỘYTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÃ NỘI NGUYÊN THỊ HẠNH MÃ SIN[.]
BỘ YTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYÊN THỊ HẠNH NGHIÊN CỨU MỘT SÕ PHẢN ÚNG TÔNG HỢP CHOLIN ALFOSCERAT KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ HÀ NỘI - 2022 BỘYTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÃ NỘI NGUYÊN 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 Cơng nghiệp dược Trườngơ Đại • học • Dược • Hà Nội • HÀ NỘI - 2022 LỜI CẢM ƠN Z07 đầu tiên, tỏi xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu sắc đến TS Đào Nguyệt Sương Huyền, ThS Phạm Thị Hiền PGS.TS Nguyễn Vản Hải - người định hướng, đồng hành tôi, tận tình giúp đỡ cho tơi nhận xét quỷ 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 quỷ báu st q trình tơi thực khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn đến tồn thể thầy cô giảo 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 môn Công nghiệp dược, Viện Hóa Học - Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ, Khoa Hóa - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội hồ trợ, giúp đỡ tơi hồn thành khóa luận Đặc biệt, gửi lời cảm ơn sâu săc tới bạn K72 em K73 thực nghiên cứu phịng thỉ nghiêm Tống hợp hóa dược kề vai sát cảnh, hỗ trợ giúp đỡ hêt mình, ủng hộ động viên vượt qua khó khẫn Và cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình, bạn bè người thân yêu bên cạnh cô vủ, động viên chỗ dựa vững cho sống Để hồn thành khóa luận này, tơi trải qua khoảng thời gian chẫm nồ lực hết mình, ln ln kiên trì cố gang 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 quỷ báu từ thầy cô bạn để khóa luận tỏi hồn thiện Tôỉ xỉn 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 TẲT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ, sơ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐÈ CHƯƠNG TỐNG QUAN 1.1 Tổng quan cholin alfoscerat 1.1.1 Cấu trúc hóa học 1.1.2 Tính chất lý hóa 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 họp cholin alfoscerat 1.2.1 Bán tống họp từ acyl phospholipid tự nhiên 1.2.2 Các phương pháp tổng họp hóa học 1.3 Lựa chọn hướng nghiên cứu 12 CHƯƠNG ĐỔI TƯỌNG, NỘI DƯNG 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 họp hóa học 14 2.2.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng họp 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 họp 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 THỤC 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 alíồscerat thơ) 17 3.1.2 Tinh chế sản phẩm 22 3.2 Xác định cấu trúc chất phương pháp phổ 23 3.2.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) 23 3.2.2 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 24 3.2.3 Kết 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 alíồscerat 32 3.3.3 Bàn luận kết phân tích phổ 34 KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 13C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 nuclear magnetic resonance) ^-NMR Phố cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) Bn Benzyl c Nồng độ dung dịch DCM Dicloromethan dd Dung dịch dmhc Dung môi hữu co DPPC1 Diphenylphosphoryl clorid dvC Don vi Carbon ESI Phương pháp ion hóa phun bụi điện tử (Electrospray ionization) GPC-HC1 Glycerophosphorylcholin clorid GPC-KC1 Kali glycerophosphorylcholin clorid GPC-NaCl Natri glycerophosphorylcholin clorid IPA Isopropanol IR Phổ hồng ngoại (Infrared) J Hằng số tương tác M Khối lượng phân tử (Molecular weight) m/z Tỷ số khối lượng điện tích ion MeOH Methanol MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear magnetic resonance) PC-Ca Calci phosphorylcholin clorid PC-H Phosphorylcholin clorid PC-K Kali phosphorylcholin clorid PC-Na Natri phosphorylcholin clorid PPA Acid polyphosphoric pyr Pyridin R/ SKLM Hệ số lưu giữ (Retention factor) STT Số thứ tự a-GPC Cholin alfoscerat (a-Glycerophosphorylcholin) Ỗ Độ dịch chuyển hóa học Sắc ký lớp mỏng DANH MỤC CÁC BẢNG Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo cholin alfoscerat Hình 1.2 Sơ đồ tổng hợp GPC từ hồn hợp phospholipid .4 Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp GPC từ lecithin Hình 1.4 Sơ đồ phân tích cấu trúc ct-GPC Hình 1.5 Sơ đồ tổng hợp a-GPC theo hướng II Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp ct-GPC theo hướng II với (S)-l,2-isopropyliden glycerol Hình 1.7 Sơ đồ tổng họp a-GPC theo hướng II với (R)-glycidol Hình 1.8 Sơ đồ tổng họp a-GPC theo hướng II với (S)-glycidol Hình 1.9 Sơ đồ tổng họp a-GPC theo hướng III với epiclorohydrin Hình 1.10 Sơ đồ tổng họp a-GPC theo hướng III với (R)-glycidol 10 Hình 1.11 Sơ đồ tổng họp a-GPC theo hướng III với 3-MCPD 11 Hình 3.1 Sơ đồ phản ứng tổng họp PC-Na 17 Hình 3.2 Sơ đồ phản ứng tổng họp 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 họp sản phẩm thô GPC-KC1 19 Hình 3.5 Sơ đồ phản ứng tổng họp PC-H 19 Hình 3.6 Sơ đồ phản ứng tổng họp GPC-NaCl từ PC-H .20 Hình 3.7 Sơ đồ phản ứng tổng hợp GPC-KC1 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-MC1 27 Hình 3.11 Sự giải tởa điện tích o phân tử tác nhân Nui .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 Nui 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 'H-NMR cholin alfoscerat thơ GPC-NaCl lẫn tạp (phổ giãn) .31 Hình 3.19 Sơ đồ đường tổng họp PC-Ca 33 DANH MỤC HÌNH VẼ, sơ ĐỊ 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 Ket xử lý hỗn hợp phản ứng thu cholin alfoscerat thô 22 Bảng 3.4 Kết phố IR chất 23 Bảng 3.5 Kết phố MS chất 24 Bảng 3.6 Kết phổ ’H-NMR chất 24 Bảng 3.7 Kết phố 13C-NMR chất 25 Bảng 3.8 Thời gian hiệu suât tông hợp cholin alfoscerat thô theo đường 32 ĐẶT VẤN ĐÈ Sự lào hóa hệ thần kinh theo thời gian sè dẫn đến biến đổi rối loạn chức thể Một nhừng 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 khoe cộng đồng, làm tăng chi phí y tế cho cá nhân xã hội Chi phí trọn đời để chăm sóc cho bệnh nhân bị sa sút trí tuệ cao gần 200.000 đô 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 cặn điều trị không cho kết cải thiện rõ rệt [28] Cholin alfoscerat xếp vào nhóm có mặt thị trường dược phấm từ năm 1987, nhiên quan tâm giới khoa học họp chất giảm sút kể từ có mặt nhóm thuốc ức chế cholinesterase (donepezil, galantamin, rivastigmin tacrin) với tác dụng rõ rệt Ke từ năm 2010, họp chất ý trở lại 23 thử nghiệm lâm sàng tiến hành, tất cho kết 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, Gĩiatilin [28], [32] Cholin alfoscerat nghiên cứu tông 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, chúng tơi thực đề tài: "Nghiên cứu số phản ứng tổng hựp 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 TỐNG QUAN 1.1 Tông quan vê 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: HO H o H(X ^(R) % ó''° CH Cholin alfoscerat (a-GPC) Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo cholin alfoscerat • Công thức phân tử: CxIƯoNOôP • Tên khoa học: [(2Ẫ)-2,3-dihydroxypropyl] 2-(trimethylazaniumyl)ethyl phosphat • Tên khác: L-ư-glycerophosphorylcholin, L-ư-glycerylphosphorylcholin, sn- glycero-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 p %m 31,36 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 °C [32] • Tính tan: tan tốt nước [32] • Góc quay cực riêng: [ư]o5 = -2,7° (H2O, c = 2,7 %, pH 2,5); [cí]d5 = -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 co thể [15] Nghiên cứu chuột cho thấy cholin alfoscerat đạt nồng độ đỉnh máu sau 2-4 với đường tiêm sau 24 với đường uống [2] • Phân bố: cholin alfoscerat phân bố rộng khắp mô co thể, ruột, gan, thận, phổi lách [2] Đặc biệt, dễ dàng qua hàng rào máu não [2], [15] • Chuyển hóa: sản phấm 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 PCK-DMSO-1H RUKER CO t-i co O] co co co o 00 o ko oo 'T 'T o mm (N o kD in co co V co co co I Fv pF Current Data Parameters NAME HANH—PCK EXPNO PROCNO C'l C'l V F2 - Acquisition Parameters Date20220328 Time 17.45 INSTRUM spect mm PABBO BB/ PROBHD zg30 PULPROG TD 65536 SOLVENT DMSO 16 NS DS SWH 10000.000 Hz 0.152588 Hz FIDRES 3.2767999 sec AQ RG 34.13 50.000 usee DW DE 6.50 usee TE 300.0 K DI 1.00000000 sec TDO H3%ch3 A' ======== CHANNEL fl ======== SFOl 500.2420892 MHz 1H NUC1 Pl 10.20 usee 22.00000000 w PLW1 F2 - Processing parameters SI 65536 SF 500.2390063 MHz WDW EM SSB LB 0.30 Hz GB 1.00 PC JUUUL I I 10 oi ppm CN _ rt £ Phụ lục 7a Phô ^-NMR muôi kali phosphorylcholin clorid (PC-K) PCK-DMSO-1H r~i CO o ơ> o cn ©e KO Cl VX) LO co on co OK P\ o 4.15 4.10 4.05 4.00 ' o c? CH3 ■ I ' ' ' I ' ' ■ I ' ' ' I ■ ■ ■ ' I '' ' ' I ■ ' ■ ■ I ' 1 ' I ■ ' ■ I ■ r 3.95 3.50 3.85 3.90 3.80 3.75 3.70 3.65 3.60 3.55 3.45 3.40 Ọ oi Ọ oi •> • I -w-r-x Phụ lục 7b Phô giãn H-NMR muôi kali phosphorylcholin clorid (PC-K) 3.35 3.30 ppm PCK-DMSO-C13CPD n > r- co r- m CM o t-h ơw kũ > o o