Lương thị khánh ly nghiên cứu cải tiến phương pháp tổng hợp trung gian indolin trong điều chế nintedanib khóa luận tốt nghiệp dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - LƯƠNG THỊ KHÁNH LY NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP TRUNG GIAN INDOLIN TRONG ĐIỀU CHẾ NINTEDANIB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2023 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - LƯƠNG THỊ KHÁNH LY Mã sinh viên: 1801431 NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP TRUNG GIAN INDOLIN TRONG ĐIỀU CHẾ NINTEDANIB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Đào Nguyệt Sương Huyền GS.TS Nguyễn Đình Luyện Nơi thực hiện: Bộ mơn Kỹ thuật hóa dược chiết xuất Khoa Cơng nghệ hóa dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2023 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới cô TS Đào Nguyệt Sương Huyền thầy GS.TS Nguyễn Đình Luyện 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 xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hải, 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 xin trân trọng cảm ơn đơn vị: Bộ mơn Kỹ thuật Hóa Dược Chiết xuất – khoa Cơng nghệ Hóa Dược, Viện Hóa học – Viện Hàn lâm Khoa học Công nghệ Việt Nam, Khoa Hóa – Trường Đại học Khoa học tự nhiên nhiệt tình, giúp đỡ tơi q trình thực khóa luận Tơi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới anh chị khóa 72, em khóa 74 đặc biệt bạn khóa 73 tơi thực khóa luận phịng thí nghiệm Tổng hợp Hóa Dược Cảm ơn bạn ln bên cạnh, tấu hài, động viên, giúp đỡ cho tơi tơi gặp khó khăn Ngồi ra, tơi xin chân thành cảm ơn bạn Đặng Thái Hồng ln nhiệt tình giải đáp mọi thắc mắc, cho lời khuyên chân thành gặp vướng mắc Tôi xin chân thành cảm ơn anh Lương Hồng Sơn ủng hộ nhiều q trình thực khóa luận Cuối cùng, tơi xin dành biết ơn sâu sắc tới gia đình tơi ln u thương, chăm sóc, tạo điều kiện cho tơi thực khố luận Mặc dù cố gắng tạo mọi điều kiện song thời gian nghiên cứu ngắn, kiến thức thân cịn hạn chế nên chắn khóa luận cịn nhiều thiếu sót Rất mong nhận đóng góp q báu thầy bạn để khóa luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 31 tháng 05 năm 2023 Sinh viên Lương Thị Khánh Ly 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 .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu nintedanib 1.1.1 Đặc điểm cấu trúc 1.1.2 Tính chất lý hóa .2 1.1.3 Tác dụng dược lý sử dụng điều trị 1.1.4 Các phương pháp tổng hợp Nintedanib 1.2 Phản ứng acyl hóa indolin-2-on 1.3 Phản ứng N-acyl hóa quy trình tổng hợp nintedanib 11 1.4 Phân tích lựa chọn phương pháp nghiên cứu cho khóa luận 12 1.4.1 Phương pháp tổng hợp trung gian indolin 12 1.4.2 Lựa chọn phương pháp nghiên cứu cho khóa luận .12 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Hóa chất thiết bị 14 2.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu 15 2.2.1 Nội dung nghiên cứu 15 2.2.2 Phương pháp nghiên cứu 16 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 18 3.1 Thực nghiệm, kết 18 3.1.1 Tổng hợp acid 4-cloro-3-nitrobenzoic (1) 18 3.1.2 Tổng hợp methyl 4-cloro-3-nitrobenzoat (2) .19 3.1.3 Tổng hợp dimethyl 2-(4-(methoxycarbonyl)-2-nitrophenyl)malonat (3) 19 3.1.4 Tổng hợp methyl 2-oxoindolin-6-carboxylat (4) 20 3.1.5 Tổng hợp methyl 1-acetyl-2-oxoindolin-6-carboxylat (12) 21 3.1.6 Tổng hợp “one-pot” methyl 1-acetyl-2-oxoindolin-6-carboxylat (12) từ dimethyl 2-(4-(methoxycarbonyl)-2-nitrophenyl)malonat (3) .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 hóa học 26 3.3.2 Bàn luận kết phân tích phổ 31 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .38 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC C-NMR DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT 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 13 resonance) Ac2O AcOH Akt AR Anhydrid acetic Acid acetic Protein kinase B Analytical reagent ATP DCM Adenosin triphosphat Dicloromethan DĐVN V DMSO Dược điển Việt Nam V Dimethyl sulfoxid DMF EtOAc FGFR Dimethyl formanid Ethyl acetat Thụ thể yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (Fibroblast Growth g H Factor Receptor) Gam Hiệu suất IPA IR J M m/z MeOH MS NMP Isopropanol Phổ hồng ngoại (Infrared) Hằng số tương tác Khối lượng phân tử Tỷ số khối lượng điện tích ion Methanol Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) N-Methyl-2-pyrrolidon NSCLC PDGFR Ung thư phổi không tế bào nhỏ (Non-Small Cell Lung Cancer) Thụ thể yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (PlateletDerived Growth Factor Receptor) Hệ số lưu giữ (Retention factor) Sắc ký lớp mỏng Số thứ tự Tài liệu tham khảo Tetramethylsilan Độ chuyển dịch hóa học Rf SKLM STT TLTK TMS δ DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất 14 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị 14 Bảng 3.1 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol NaNO3 : chất 26 đến hiệu suất phản ứng 18 Bảng 3.2 Khảo sát ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất phản ứng 21 Bảng 3.3 Khảo sát quy trình xử lý phản ứng .21 Bảng 3.4 Kết phổ IR chất 23 Bảng 3.5 Kết phổ MS chất .24 Bảng 3.6 Kết phổ 1H-NMR chất 24 Bảng 3.7 Kết phổ 13C-NMR chất .25 Bảng 3.8 Khảo sát ảnh hưởng base đến phản ứng tổng hợp 30 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo nintedanib Hình 3.1 Tạp polynitro xuất q trình nitro hóa 27 Hình 3.2 Sản phẩm phụ q trình acetyl hóa .30 Hình 3.3 Hiện tượng tautomer hóa indolin-2-on 30 Hình 3.4 Phổ IR chất 32 Hình 3.5 Phổ 1H-NMR giãn rộng chất .33 Hình 3.6 Phổ IR chất 34 Hình 3.7 Phổ 1H-NMR giãn rộng chất .35 Hình 3.8 Phổ IR chất 12 36 Hình 3.9 So sánh phổ đồ 1H-NMR hợp chất hợp chất 12 .37 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Tổng hợp nintedanib theo phương pháp J Merten cộng .4 Sơ đồ 1.2 Tổng hợp nintedanib theo phương pháp G J Roth cộng Sơ đồ 1.3 Tổng hợp nintedanib theo phương pháp L Zeng cộng Sơ đồ 1.4 Tổng hợp nintedanib theo phương pháp V.Arava cộng Sơ đồ 1.5 Tổng hợp nintedanib theo phương pháp Xu Xuenong Sơ đồ 1.6 Phân tích ngược cấu trúc nintedanib .8 Sơ đồ 1.7 Một số phương pháp tổng hợp nintedanib qua trung gian indolin Sơ đồ 1.8 Phản ứng acyl hóa K.Lackey cộng 10 Sơ đồ 1.9 Phản ứng acetyl hóa M.Jha B.Blunt 10 Sơ đồ 1.10 Phản ứng N-acetyl hóa W.G.Rajeswaran cộng 10 Sơ đồ 1.11 Phản ứng acyl hóa indolin-2-on W.G.Rajeswaran cộng 10 Sơ đồ 1.12 Phản ứng acyl hóa 3-methylindolin-2-on W.G.Rajeswaran cộng .11 Sơ đồ 1.13 Phản ứng acyl hóa J.Merten 11 Sơ đồ 1.14 Phản ứng acyl hóa G.J.Roth 11 Sơ đồ 1.15 Phản ứng acyl hóa L.Meca 11 Sơ đồ 1.16 Phương pháp tổng hợp trung gian indolin cuả Nguyễn Vân Anh .12 Sơ đồ 1.17 Lựa chọn phương pháp tổng hợp trung gian indolin từ acid 4-clorobenzoic .13 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ tổng hợp methyl 1-acetyl-2-oxoindolin-6-carboxylat từ acid 4clorobenzoic 16 Sơ đồ 3.1 Phản ứng nitro hóa tạo 18 Sơ đồ 3.2 Phản ứng ester hóa tạo 19 Sơ đồ 3.3 Phản ứng alkyl hóa tạo 19 Sơ đồ 3.4 Phản ứng tổng hợp 20 Sơ đồ 3.5 Phản ứng acetyl hóa tạo 12 22 Sơ đồ 3.6 Phản ứng “one-pot” tạo 12 22 Sơ đồ 3.7 Cơ chế phản ứng nitro hóa 26 Sơ đồ 3.8 Cơ chế phản ứng tạo trung gian 2-indolin 28 Sơ đồ 3.9 Cơ chế phản ứng acetyl hóa 29 Sơ đồ 3.10 Acid acetic tham gia vào chế acetyl hóa .31 ĐẶT VẤN ĐỀ Nintedanib (biệt dược: VARGATEF, hãng dược phẩm Boehringer Ingelheim) thuốc điều trị đích, EMA chấp thuận năm 2014 với định kết hợp với docetaxel để điều trị cho bệnh nhân ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC) [12], [35] Ngồi có biệt dược OFEV, định cho bệnh xơ phổi vô [11], [37] Nintedanib chất ức chế tyrosin kinase, gắn kết cạnh tranh vào ổ gắn kết adenosin triphosphat (ATP) 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 [10] Tại Việt Nam, 100.000 người có 159 người chẩn đốn mắc ung thư 106 người tử vong ung thư [36] Trong đó, ung thư phổi loại ung thư phổ biến nguy hiểm Theo số liệu năm 2020, Việt Nam, tính chung giới, tỉ lệ mắc tử vong ung thư phổi 14,4 % 19,4 % [28] Mà nintedanib thời gian bảo hộ độc quyển, công bố phương pháp tổng hợp nintedanib hạn chế Một số phương pháp cơng bố [7], [19], [24] Trong quy trình số phương pháp công bố qua trung gian indolin, tổng hợp trung gian indolin bước quan trọng quy trình tổng hợp nintedanib Tại Việt Nam, có nghiên cứu tác giả Nguyễn Vân Anh tiến hành tổng hợp trung gian indolin quy trình điều chế nintedanib quy mơ phịng thí nghiệm với hiệu suất tồn quy trình đạt 36,62 % [3] Tuy nhiên gặp số hạn chế là: tác nhân nitro hóa HNO3 địi hỏi độ tinh khiết cao, hiệu suất trình khử hóa cịn chưa cao 58,62 % Để hướng tới tối ưu hóa q trình tổng hợp nintedanib, chúng tơi thực đề tài “Nghiên cứu cải tiến phương pháp tổng hợp trung gian indolin điều chế nintedanib” với mục tiêu: tổng hợp tối ưu hóa quy trình tổng hợp trung gian methyl 1-acetyl-2-oxoindolin-6-carboxylat từ acid 4-cloro-3-benzoic Phụ lục 10a Phổ 1H-NMR chất (phổ giãn) Phụ lục 10b Phổ 1H-NMR chất (phổ giãn) Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR chất Phụ lục 11a Phổ 1H-NMR chất (phổ giãn) Phụ lục 11b Phổ 1H-NMR chất (phổ giãn) Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR chất 12 Phụ lục 12a Phổ 1H-NMR chất 12 (phổ giãn) Phụ lục 13 Phổ 13C-NMR chất Phụ lục 13a Phổ 13C-NMR chất (phổ giãn) Phụ lục 14 Phổ 13C-NMR chất Phụ lục 14a Phổ 13C-NMR chất (phổ giãn) Phụ lục 15 Phổ 13C-NMR chất Phụ lục 15a Phổ 13C-NMR chất (phổ giãn) Phụ lục 16 Phổ 13C-NMR chất 12 Phụ lục 16a Phổ 13C-NMR chất 12 (phổ giãn)