BỌ YTE TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN VÂN ANH o> ''''Ồ NGHIÊN CUU ĐIÊU CHÊ TRUNG GIAN METHYL 2 OXOINDOLIN 6 CARBOXYLAT TRONG QUY TRINH TÔNG HỢP NINTEDANIB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ HÀ NỘI 2022 Bộ Y[.]
BỌ YTE TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - 'Ồ o> NGUYỄN VÂN ANH NGHIÊN CUU ĐIÊU CHÊ TRUNG GIAN METHYL 2-OXOINDOLIN-6CARBOXYLAT TRONG QUY TRINH TƠNG HỢP NINTEDANIB KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ HÀ NỘI - 2022 Bộ YTẼ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỀN VÂN ANH MÃ SINH VIÊN: 1701030 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ TRUNG GIAN METHYL 2-OXOINDOLIN-6CARBOXYLAT TRONG QUY TRÌNH TƠNG HỢP NINTEDANIB KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC sĩ Người hướng dân: TS Nguyễn Văn Hải TS Đào Nguyệt Sương Huyền Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp dược Trường Đại học Dược Hà NỘI o HÀ NỘI - 2022 • • • • LỜI CÃM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy TS Nguyễn Văn Hải cô TS Đào Nguyệt Sương Huyền đồng hành tơi vượt qua bao khó khăn, ln quan tâm, động viên, tận tình hướng dẫn tơi, tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành khóa luận Tơi vơ biết ơn xỉn chân thành cảm ơn thầy GS TS Nguyễn Đình Luyện, thầy TS Nguyễn Văn Giang, chị DS Từ Thị Thu Trang quan tâm, động viên, hướng dẫn tôi, cho kinh nghiệm quý báu công việc sống Tôi xỉn trân trọng cảm ơn đơn vị: Bộ mơn Cơng Nghiệp dược, Viện Hóa học - Viện Hàn lãm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Khoa Hóa - Trường Đại học Khoa học tự nhiên nhiệt tình, giúp đỡ tơi trình thực khóa luận Tơi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới anh chị khóa 71, em khóa 73 đặc biệt bạn khóa 72 tỏi thực khóa luận phịng thí nghiệm Tổng họp Hóa Dược Cảm ơn cảc bạn ln bên cạnh, tấu hài, động viên, gỉủp đỡ cho tơi tơi gặp khó khản Cuối cùng, xin dành biết ơn sâu sắc tới gia đình tơi ln u thương, chăm sóc, tạo điều kiện cho tơi thực khoả luận Ngồi ra, tơi xin chân thành cảm ơn chị Bùi Thị Thanh Châm, anh Dương Tiến Anh, anh Nguyễn Hoà Bình, chị Lê Minh Ngọc, bạn Nguyễn Thị Thu Hằng ln nhiệt tình giải đáp thắc măc, cho lời khuyên chân thành gặp vướng măc Mặc dù cố gắng củng tạo điều kiện song thời gian nghiên cứu ngắn, kiến thức thân hạn chế nên chắn khóa luận cịn nhiều thiếu sót Rất mong nhận đóng góp quỷ báu thầy bạn đê khóa luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn Ị Hà Nội, ngày 16 thảng năm 2022 Sinh viên Nguyên Vân Anh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC sơ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỒNG QUAN 1.1 Giói thiệu nintedanib 1.1.1 cấu trúc hoá học 1.1.2 Tính chất lý hoá 1.1.3 Dược lý - dược động học 1.1.4 Dạng bào chế biệt dược 1.1.5 Các phương pháp tổng hợp nintedanib 1.2 Giói thiệu khung 2-ỉndolinon 1.3 Phân tích lựa chọn phương pháp tổng hợp trung gian methyl 2- oxoindolin-6-carboxylat (4) 1.3.1 Phương pháp J Merten cộng 1.3.2 Phương pháp G J Roth cộng 1.3.3 Phương pháp D YanYan 10 1.3.4 Phương pháp T Powers cộng 10 1.3.5 Lựa chọn phương pháp tống hợp trung gian 11 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 12 2.1 Hóa chất thiết bị sử dụng 12 2.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 13 2.2.1 Tống họphoáhọc 13 2.2.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp 14 2.2.3 Xác định cấu trúc chất tống họp 14 CHƯƠNG THỤC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 16 3.1 Thực nghiệm, kết 16 3.1.1 Tổng hợp acid 4-cloro-3-nitrobenzoic (1) 16 3.1.2 Tổng hợp methyl 4-cloro-3-nitrobenzoat (2) 17 3.1.3 Tổng hợp dimethyl 2-(4-(methoxycarbonyl)-2-nitrophenyl)malonat (3) 18 3.1.4 Tổng hợp methyl 2-oxoindolin-6-carboxylat (4) 20 3.1.5 Tóm tắt giai đoạn tổng hợp trung gian 22 3.2 Xác định cấu trúc chất phương pháp phổ 22 3.2.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) 22 3.2.2 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 23 3.2.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 24 3.3 Bàn luận 25 3.3.1 Bàn luận đường tổng họp 25 3.3.2 Bàn luận phản ứng tổng họp hoá học 26 3.3.3 Bàn luận kết phân tích phổ 33 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIÉT TẲT 13C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 (Carbon 13 nuclear magnetic resonance) ’H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) AR Analytical reagent ATP Adenosin triphosphat DCM Dicloromethan DĐVN V Dược điển Việt Nam V DMF Dimethylformamid DMM Dimethyl malonat DMSO Dimethyl sulfoxid EtOAc FGFR Ethyl acetat Thụ the yeu to tăng trưởng nguyên bào sợi (Fibroblast Growth Factor Receptor) Gam g H Hiệu suất IR Phổ hồng ngoại (Infrared) J Hằng số tương tác M Khối lượng phân tử m/z Tỷ số khối lượng điện tích ion MeOH Methanol MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NMP A-Methyl-2-pyrrolidon NSCLC Ưng thư phổi không tế bào nhỏ (Non-Small Cell Lung Cancer) PDGFR Thụ thể yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (Platelet- Derived Growth Factor Receptor) R/ SKLM Hệ so lưu giữ (Retention factor) STT Số thứ tự TLTK Tài liệu tham khảo TMS Tetramethylsilan VND Đồng Việt Nam Ô Độ chuyển dịch hóa học Sac ký lớp mỏng DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục dung môi, hoá chất 12 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị 12 Bảng 3.1.Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol HNO3: 39 đến hiệu suất phản ứng .16 Bảng 3.2 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol SOCh : đến hiệu suất phản ứng 18 Bảng 3.3 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol DMM : đến hiệu suất phản ứng 19 Bảng 3.4 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng 19 Bảng 3.5 Khảo sát tác nhân khử 20 Bảng 3.6 Khảo sát ảnh hưởng khí trơ tới phản ứng 21 Bảng 3.7 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol sắt: tớihiệu suất phản ứng 21 Bảng 3.8 Kết phổ IR chất 23 Bảng 3.9 Kết phổ MS chất 23 Bảng 3.10 Kết phổ 'H-NMR chất .24 Bảng 3.11 Kết phổ 13C-NMR chất 25 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo nintedanib Hình 1.2 Cơng thức cấu tạo oxindol Hình 3.1 Phổ 'H-NMR giãn chất 36 DANH MỤC CÁC sơ ĐỊ Sơ đồ 1.1 Phân tích ngược cấu trúc nintedanib Sơ đồ 1.2 Tổng hợp nintedanib theo phương pháp J Merten cộng Sơ đồ 1.3 Tổng họp nintedanib theo phương pháp L Zeng cộng Sơ đồ 1.4 Tổng họp nintedanib theo phương pháp G J Roth cộng Sơ đồ 1.5 Các phương pháp tổng họp oxindol Sơ đồ 1.6 Tổng họp chất theo phương pháp J Merten cộng Sơ đồ 1.7 Tổng họp chất từ dẫn chất acid acetic Sơ đồ 1.8 Tổng họp chất từ dẫn chất methyl benzoat 10 Sơ đồ 1.9 Tổng hợp chất theo phương pháp D YanYan 10 Sơ đồ 1.10 Tồng hợp chất từ methyl 4-(bromomethyl)benzoat 11 Sơ đồ 1.11 Các giai đoạn tổng hợp trung gian dự kiến 11 Sơ đồ 2.1 Quy trình tổng hợp trung gian dự kiến 13 Sơ đồ 3.1 Phản ứng nitro hoá tạo 16 Sơ đồ 3.2 Phản ứng ester hoá tạo bang acid sulfuric 17 Sơ đồ 3.3 Phản ứng ester hoá tạo thionyl clorid 17 Sơ đồ 3.4 Phản ứng alkyl hoá tạo 18 Sơ đồ 3.5 Phản ứng tổng hợp từ 20 Sơ đồ 3.6 Tóm tẳt giai đoạn tổng họp trung gian 22 Sơ đồ 3.7 Cơ chế phản ứng tạo 26 Sơ đồ 3.8 Cơ chế phản ứng tạo sử dụng xúc tác acid sulfuric 27 Sơ đồ 3.9 Cơ chế phản ứng tạo sử dụng tác nhân thionylclorid 28 Sơ đồ 3.10 Cơ chế tạo sản phầm phụ CH3CI 28 Sơ đồ 3.11 Cơ chế phản ứng tạo 29 Sơ đồ 3.12 Phản ứng tạo sản phẩm phụ di ester 30 Sơ đồ 3.13 Cơ chế phản ứng tạo 31 Sơ đồ 3.14 Các chất trung gian sản phẩm phụ phản ứng khử 31 ĐẶT VẤN ĐỀ Theo thống kê Tổ chức Y tế giới (WHO), ung thư phổi ba ung thư thường gặp nguyên nhân gây tử vong hàng đầu ung thư giới [54] Theo thống kê GLOBOCAN 2020, Việt Nam, ung thư phổi xếp thứ hai số ca mắc hai giới, sau ung thư gan nam giới ung thư vú nữ giới Năm 2020, số ca mắc 26.200 ca, số ca tử vong gần 23.800 ca [39] Trong đó, ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC) chiếm tỉ lệ khoảng 85% [1] phần lớn bệnh nhân phát giai đoạn cuối phẫu thuật Phương pháp sử dụng thuốc điều trị đích chứng minh có hiệu cao tác dụng phụ so với phương pháp hoá trị thường dùng trước [46] Trong đó, nghiên cứu dẫn xuất 2-indolinon đem lại kết đáng kì vọng điều trị NSCLC [26], [38] Nintedanib thuốc ức chế tyrosin kinase, cấp phép định điều trị NSCLC với tên biệt dược Vargatef [16], nintedanib sử dụng điều trị xơ phổi vô với tên biệt dược Ofev [15] Nhờ có cấu trúc 2-indolinon, thuốc gắn vào vị trí adenosin triphosphat thụ thể liên quan đến hình thành mạch, ức chế đường truyền tín hiệu xuống Sự kết hợp nintedanib docetaxel cho thấy cải thiện đáng kể tỷ lệ sống sót điều trị NSCLC di nước châu Âu công nhận liệu pháp thay sau thất bại điều trị với hoá trị liệu [12] Tuy nhiên Việt Nam, giá thuốc lại đắt với bệnh nhân (1.027.689 VND/viên 100 mg 150 mg) [57], nintedanib thời gian bảo hộ độc quyền, phương pháp tổng hợp nintedanib cơng bố cịn hạn chế Vì vậy, dựa số đường tống hợp nintedanib, đề tài “Nghiên cứu điều chế trung gian methyl 2oxoindolin-6-carboxylat quy trình tống họp nintedanib” thực với mục tiêu: Điều chế trung gian methyl 2-oxoindoỉin-6-carboxyỉat làm nguyên liệu đê tông hợp nỉntedanỉb quy mơ phịng thí nghiệm CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giói thiệu nintedanib 1.1.1 cấu trúc hố học - Cơng thức hố học (hình 1.1): h3cooc^^H =0 NH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo nintedanỉb - Tên khoa học: methyl (Z)-3-[[[4-[A-mcthyl-2-(4-mcthylpipcrazin-l- yl)acetamido]phenyl]amino]phenylmethylen]-2-oxoindolin-6-carboxylat - Công thức phân tử: C31H33N5O4 - Khối lượng phân tử: 539,62 g/mol (dạng base tự do); 649,76 g/mol (dạng muối dược dụng ethansulfonat) 1.1.2 Tỉnh chất lý hoả - Cảm quan: bột kết tinh màu vàng [16] - Nhiệt độ nóng chảy: dạng muối ethansulíồnat: 305 ± °C [7] - Độ tan: • Dạng base: tan tốt mơi trường acid (> mg/mL), tan nước (< 0,001 mg/mL pH > 7) [7] • Dạng muối ethansulfonat: tan tốt nước (> 20 mg/mL) [30] - pKa: pKai = 7,9 ± 0,2, pKa2 = 2,1 ± 0,2 [7] - log D = 3,0 (pH 7,4) [7] 1.1.3 Dược lý - dược động học 1.1.3.1 Cơ chế tác dụng Nintedanib chất ức chế tyrosin kinase phân tử nhỏ bao gồm ức chế thụ thể yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (PDGFR) a B, thụ thể yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (FGFR) 1-3 thụ thể yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGFR 1-3) Nintedanib gắn kết cạnh tranh vào ổ gắn kết adenosin triphosphat (ATP) thụ thể ngăn chặn việc truyền tín hiệu nội bào, q trình định đến phát triển, di biến đối nguyên bào sợi đại diện cho chế chủ yếu bệnh xơ phối vô [15], [16] Bên cạnh đó, nintedanib ức chế đường truyền tín hiệu protein kinase Akt kích hoạt phân bào loại tế bào góp phần 1/10/2022 1:12:10 PM Instrument: FTIR Affinity - s Department of Inorganic Chemistry, HUS-VNU Comment: File name: D:\1R 2020\DH DuocMuvynva 0969287048\Ester-l.ispd No of Scans: 20 Intensity Mode: %Transmittance Min: 400 cm-1 Max: 4000 cm-1 Resolution: [cm-1] Atmosphere Correction: OFF Phu luc Phổ IR chất © SHIMADZU 1/20/2022 2:26:35 PM Instrument: FTIR Affinity - s Department of Inorganic Chemistry, HUS-VNU Comment: File name: D:\IR 2020\DH DuocMuvynva 0969287048\alkyl01.ispd No of Scans: 20 Intensity Mode: %Transmittance Min:400cm-l Max: 4000 cm-1 Resolution: [cm-1] Atmosphere Correction: OFF Phu luc Phổ IR chất © SHIMADZU 100-1 1503.77cm-1 98 866.68 978.26cm-1 1388.19cm-1 96 94 2780.80 92 521.50cm-1 3320.06cm-1 2953.74cm-1 903042.67 564.29 2844.16 2890.50 88 1591.36CIĨ1-1 1456.33cm- 1627.09cm-1 86 547.39cm-1 882.64ctn-1 692.71 cm-1 08cm-1 1437.23cm-1 757.50cm-1 930.02cm 804.05cm-1 841261.23cm-1 82 SO1707 34cm-1 78 76-4—4000 3500 3000 2500 2000 1750 1500 cm-1 , ’ _— lĩ Phu luc Phô 1R chât 1250 1000 750 500 400 Display Report - Selected Window Selected Analysis Analysis Name: Method: Sample Name: Nitro-1.d Quang_2020.m Nitro-1 Instrument: Operator: Print Date: 1/11/2022 3:07:45 PM LC-MSD-Trap-SL 2195410AE0000514 Acq Date: 1/11/2022 3:04:21 PM Analysis Info: Intens x106 +MS, 0.7min #38 148.8 3.0 2.5 2.0 108.9 1.5 1.0 106.8 140.8 110.9 127.8 121.0 0.5 158.6 130.7 137.7 124.5 MSD Trap Report V (A4-Opt2) 200.9 170.0 179.0 1827185 6188.6 143.9 • 161.0 156.7 116.8 O.OA100 173.2176.3 164.9 191.1 152.0 118.8 104.8 134.9 120 I ■ 130 140 150 I 160 170 180 190 Page of 200 m/z ££ Agilent Technologies Display Report - Selected Window Selected Analysis Analysis Name: Method: Sample Name: Nitro-1.d Quang_2020.m Nitro-1 Instrument: Operator: LC-MSD-Trap-SL 2195410AE0000514 Print Date: 1/11/2022 3:08:02 PM Acq Date: 1/11/2022 3:04:21 PM Analysis Info: MSD Trap Report V (A4-Opt2) Page of Phu luc Phơ MS chât •Ợ; Agilent Technologies Display Report - Selected Window Selected Analysis Analysis Name: Ester-l.d Method: Quang_2020.m Sample Name: Ester-1 Analysis Info: MSD Trap Report V (A4-Opt2) Instrument: Operator: LC-MSD-Trap-SL 2195410AE0000514 Print Date: 1/11/2022 2:56:52 PM Acq Date: Page of 1/11/2022 2:50:36 PM Agilent Technologies ' Phụ lục Phô MS chât Display Report - Selected Window Selected Analysis Analysis Name: Alkyl-Ol.d Method: Quang_2020.m Sample Name: Alkyl-01 Analysis Info: Instrument: Operator: LC-MSD-Trap-SL 2195410AE0000514 1:27:20 PM 1/19/2022 1:25:26 PM Print Date: 1/19/2022 Acq Date: Intens x107 -MS, 0.2min#13 309.9 KLPT: 311,0 g/mol 219.8 100 248.9 X 125 MSD Trap Report V (A4-Opt2) 150 175 200 225 Page of _ , I , Phụ lục Phô MS chât 250 275 300 m/z Agilent Technologies Display Report - Selected Window Selected Analysis Analysis Name: Amin-1.d Method: Quang_2020.m Sample Name: Amin-1 Analysis Info: MSD Trap Report V (A4-Opt2) Instrument: Operator: LC-MSD-Trap-SL 2195410AE0000514 Page of Phụ lục Phổ MS chất (thô) Print Date: 6/7/2022 1:12:17 PM Acq Date: 6/7/2022 1:09:34 PM Agilent Technologies NITR01-CDC13-1H RUKER 0>0> COCOCŨCOCOCX)>>> ro , Current Data Parameters NAME VANANH—ESTER1 EXPNO 10 PROCNO I I F2 - Acquisition Parameters Date20220106 Time 9.30 h INSTRUM AvanceNEO—6 0MH z PROBHD Z814601—0129 ( PULPROG zg30 TD 65536 SOLVENT CDC13 NS 16 DS 11904.762 Hz SWH FIDRES 0.363304 Hz 2.7525120 sec AQ RG 101 DW 42.000 usee DE 9.08 usee TE 298.3 K DI 1.00000000 sec TDO SFO1 600.3637072 MHz NUC1 1H 2.77 usee P0 Pl 8.30 usee PLW1 13.36600018 w 2’ Cl F2 - Processing parameters SI 65536 SF 600 3600048 MH WDW EM SSB LB 0.30 Hz GB 1.00 PC 15 14 13 12 11 10 in co Phu luc 10 Phổ ‘H-NMR chất 2 ppm Alkyl01-CDC13-lH ơ> co m co r—< ơ> CO in ro co ơ^coơ>ơ>cor-ro(N COCữCOCOCOOD>> RUKER o o o Current Data Parameters NAME VANANH—AlkylO1 EXPNO 10 PROCNO 1 F2 - Acquisition Parameters Date20220117 Time 15.58 h INSTRUM AvanceNE0_6 OMH z PROBHD Z814601—0129 ( PULPROG zg30 TD 65536 SOLVENT CDC13 NS 16 DS 11904.762 Hz SWH FIDRES 0.363304 Hz 2.7525120 sec AQ 32 RG DW 42.000 usee DE 9.08 usee TE 297.2 K DI 1.00000000 sec TDO SFO1 600.3637072 MHz NUC1 1H 2.77 usee P0 Pl 8.30 usee PLW1 13.36600018 w F2 - Processing parameters SI 65536 SF 600 3599951 MH WDW EM SSB LB 0.30 Hz GB 1.00 PC 13 12 11 10 ) co co V TCÕ co Phu luc IL Phổ ÍH-NMR chất ppm TG-DMS0-1H RUKER ưì CN m CO LT) LT) CN «-H o CO r- r- ko o co CO CO