Lương thu hằng nghiên cứu điều chế n (3 cloro 4 fluorophenyl) 7 methoxy 6 nitroquinazolin 4 amin làm chất trung gian trong quy trình tổng hợp dacomitinib khóa luận tốt nghiệp dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - LƯƠNG THU HẰNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ N-(3-CLORO-4-FLUOROPHENYL)7-METHOXY-6-NITROQUINAZOLIN4-AMIN LÀM CHẤT TRUNG GIAN TRONG QUY TRÌNH TỔNG HỢP DACOMITINIB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2023 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - LƯƠNG THU HẰNG MÃ SINH VIÊN: 1801183 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ N-(3-CLORO-4-FLUOROPHENYL)7-METHOXY-6-NITROQUINAZOLIN4-AMIN LÀM CHẤT TRUNG GIAN TRONG QUY TRÌNH TỔNG HỢP DACOMITINIB KHĨA 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 thầy TS Đào Nguyệt Sương Huyền 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, chị NCS Bùi Thị Châm quan tâm, động viên, hướng dẫn tôi, cho kinh nghiệm quý báu công việc sống Tôi xin trân trọng cảm ơn đơn vị: Bộ môn Kỹ thuật Hóa dược Chiết xuất, 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, em đặc biệt bạn khóa 73 tơi thực khóa luận phịng thí nghiệm Tổng hợp Hóa Dược Cảm ơn bạn ln bên cạnh, chia sẻ tạo niềm vui, động lực tơi hồn thành khóa luận Cuối cùng, xin dành lời cảm ơn sâu sắc tới bố mẹ tất người thân gia đình ln u thương, ủng hộ, chỗ dựa tinh thần vững để tơi có ngày hôm Mặc dù cố gắng tạo mọi 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 quý báu thầy bạn để khóa luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 31 tháng năm 2023 Sinh viên Lương Thu Hằng 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 dacomitinib monohydrat: 1.1.1 Cấu trúc hoá học 1.1.2 Tính chất lý hố .2 1.1.3 Dược lý – dược động học 1.1.4 Dạng bào chế biệt dược 1.1.5 Một số phương pháp tổng hợp dacomitinib công bố 1.2 Một số phương pháp tổng hợp trung gian N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-7methoxy-6-nitroquinazolin-4-amin 1.2.1 Phương pháp nhóm tác giả Fakhoury (1996) 1.2.2 Phương pháp W Wang cộng (2014) .9 1.2.3 Phương pháp A Slassi cộng (2017) 10 1.2.4 Phương pháp C Qian cộng (2007) 11 1.3 Lựa chọn phương pháp tổng hợp trung gian N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-7methoxy-6-nitroquinazolin-4-amin 12 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 14 2.1 Hóa chất thiết bị sử dụng 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 7-cloroquinazolin-4-(3H)-on (DACT-01) 18 3.1.2 Tổng hợp 7-cloro-6-nitroquinazolin-4-(3H)-on (DACT-02a) 18 3.1.3 Tổng hợp 7-methoxy-6-nitroquinazolin4-(3H)-on (DACT-03) 20 3.1.4 Tổng hợp N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-7-methoxy-6-nitroquinazolin-4-amin (DACT-04) 22 3.2 Xác định cấu trúc hóa học .24 3.2.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) .24 3.2.2 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 26 3.2.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 26 3.3 Bàn luận .28 3.3.1 Bàn luận phản ứng tổng hợp hoá học .28 3.3.2 Bàn luận quy trình tổng hợp 35 3.3.3 Bàn luận kết phân tích phổ 38 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 42 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 (Carbon 13 nuclear H-NMR magnetic resonance) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic 13 AcOH resonance) Acid acetic AR DCM DĐVN V Analytical reagent Dicloromethan Dược điển Việt Nam V DMA DMF Dimethylamin Dimethylformamid DMSO đvC EGFR EtOAc H Dimethyl Sulfoxid Đơn vị carbon Epidermal growth factor receptor - thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì Ethyl acetat Hiệu suất IPA IR Isopropanol Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) J M m/z MeCN MeOH Me-THF MS Hằng số tương tác Khối lượng phân tử Tỷ số khối lượng điện tích ion Acetonitril Methanol Methyl tetrahydrofuran Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) MTBE NSCLC Rf SKLM STT T3P TEA THF δ Methyl tert-butyl ether Ung thư phổi không tế bào nhỏ (Non-Small Cell Lung Cancer) Hệ số lưu giữ (Retention factor) Sắc ký lớp mỏng Số thứ tự Anhydrid acid propanephosphonic Triethylamin Tetrahydrofuran Độ chuyển dịch hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục dung môi, hoá chất 14 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị .14 Bảng 3.1 Ảnh hưởng tỷ lệ mol DACT-01 : NaNO3 đến hiệu suất phản ứng 19 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ đến thời gian, hiệu suất phản ứng 20 Bảng 3.3 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) 24 Bảng 3.4 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) .26 Bảng 3.5 Kết phân tích phổ 1H-NMR 26 Bảng 3.6 Kết phân tích phổ 13C-NMR 27 Bảng 3.7 So sánh hai cách tổng hợp DACT-03 36 Bảng 3.8 So sánh hai cách tổng hợp DACT-04 37 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo dacomitinib monohydrat Hình 3.1 Cơ chế phản ứng ngưng tụ tạo DACT-01 29 Hình 3.2 Cơ chế phản ứng nitro hóa tạo DACT-02a 30 Hình 3.3 Cơ chế phản ứng sulfon hóa tạo DACT-02b 31 Hình 3.4 Cơ chế chung phản ứng methoxy hóa tạo DACT-03 33 Hình 3.5 Cơ chế phản ứng methoxy hóa tạo DACT-04 theo cách 33 Hình 3.6 Cơ chế chung phản ứng cloro hóa .34 Hình 3.7 Các chiều hướng xảy phản ứng amin hóa 38 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Phân tích ngược cấu trúc dacomitinib .4 Sơ đồ 1.2 Tổng hợp dacomitinib theo phương pháp nhóm Fakhoury .5 Sơ đồ 1.3 Tổng hợp dacomitinib theo phương pháp L K Chao cộng Sơ đồ 1.4 Tổng hợp dacomitinib theo phương pháp Z F Min cộng Sơ đồ 1.5 Tổng hợp dacomitinib theo quy trình thương mại Pfizer Sơ đồ 1.6 Tổng hợp DACT-04 theo phương pháp nhóm tác giả Fakhoury .9 Sơ đồ 1.7 Tổng hợp DACT-04 theo phương pháp W B Wang cộng 10 Sơ đồ 1.8 Tổng hợp DACT-04 theo phương pháp A Slassi cộng 11 Sơ đồ 1.9 Tổng hợp DACT-04 theo phương pháp C Qian cộng .12 Sơ đồ 1.10 Các giai đoạn tổng hợp trung gian DACT-04 dự kiến .13 Sơ đồ 2.1 Quy trình tổng hợp trung gian DACT-04 dự kiến .16 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ tổng hợp DACT-01 .18 Sơ đồ 3.2 Sơ đồ tổng hợp DACT-02a .18 Sơ đồ 3.3 Sơ đồ tổng hợp DACT-03 theo cách 20 Sơ đồ 3.4 Sơ đồ tổng hợp DACT-03 theo cách 21 Sơ đồ 3.5 Sơ đồ tổng hợp DACT-04 theo cách 22 Sơ đồ 3.6 Sơ đồ tổng hợp DACT-04 theo cách 23 ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư phổi bệnh ung thư thường gặp có tỷ lệ tử vong cao thứ hai sau ung thư gan [1] Theo thống kê, năm giới có khoảng 2,09 triệu người mắc 1,76 triệu người tử vong ung thư phổi Năm 2018, Việt Nam có thêm 23.000 người mắc bệnh Trong đó, ung thư phổi không tế bào nhỏ (non small cell lung cancer - NSCLC) chiếm khoảng 85 % trường hợp ung thư phổi có tới 50 % trường hợp NSCLC chẩn đoán giai đoạn di Liệu pháp điều trị đích, với nghiên cứu chứng minh có hiệu cao tác dụng phụ liệu pháp hóa trị thường dùng trước đây, áp dụng phổ biến điều trị NSCLC giai đoạn di căn, giúp giảm nhẹ triệu chứng, nâng cao chất lượng sống kéo dài thời gian sống cho bệnh nhân [21] Đối với ung thư phổi, đột biến gen EGFR (Epidermal growth factor receptor - thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì) đích điều trị chấp thuận tiếp tục nghiên cứu ngày Các thuốc ức chế tyrosine kinase EGFR (EGFRTKI) tác động lên thụ thể EGFR để tín hiệu khơng thể truyền xuống làm chậm phát triển tế bào ung thư [21] Hiện có ba nhóm hệ EGFR-TKI sử dụng Trong đó, Dacomitinib EGFR-TKI hệ thứ hai mạnh, khơng thuận nghịch có tính chọn lọc cao [14] Hoạt chất chấp thuận Hoa Kỳ vào năm 2018, Nhật Bản vào năm 2019 Liên minh Châu Âu (EU) Cơ quan Dược phẩm Châu Âu (EMA) ủy quyền vào năm 2019 để điều trị ung thư phổi tế bào nhỏ với đột biến gen [10] Hiện nay, giới có nhiều báo cáo quy trình tổng hợp dacomitinib cơng bố [11], [12], [13], [21] Trong đó, phần lớn phương pháp thiết kế theo hướng giữ cấu trúc quinazolin khung, tiếp gắn nhóm lên khung tạo chất trung gian, cuối hoàn thiện phân tử dacomitinib N(3-cloro-4-fluorophenyl)-7-methoxy-6-nitroquinazolin-4-amin số chất trung gian Tại Việt Nam, nguyên liệu dacomitinib để sản xuất thuốc thành phẩm chưa tổng hợp được, bên cạnh đó, nghiên cứu tổng hợp dacomitinib chất trung gian cơng bố cịn hạn chế Do vậy, để góp phần nghiên cứu quy trình tổng hợp dacomitinib Việt Nam, tiến hành nghiên cứu tổng hợp chất trung gian dacomitinib với đề tài: “Nghiên cứu điều chế N-(3cloro-4-fluorophenyl)-7-methoxy-6-nitroquinazolin-4-amin làm chất trung gian quy trình tổng hợp dacomitinib” Với mục tiêu sau: Tổng hợp N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-7-methoxy-6-nitroquinazolin-4amin quy mơ phịng thí nghiệm CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu dacomitinib monohydrat: 1.1.1 Cấu trúc hố học - Cơng thức hố học (hình 1.1): Hình 1.1 Công thức cấu tạo dacomitinib monohydrat - Tên khoa học: (E)-N-[4-(3-chloro-4-fluoroanilino)-7-methoxyquinazolin-6-yl]4-piperidin-1-ylbut-2-enamid monohydrat - Công thức phân tử: C24H25ClFN5O2.H2O - Khối lượng phân tử: 488.0 đvC 1.1.2 Tính chất lý hố - Cảm quan: bột khơng hút ẩm, màu trắng đến vàng nhạt [1], [7] - Nhiệt độ nóng chảy dạng phân tử không ngậm nước: 184,0-187,0oC [23] - Độ tan [7]: • Thực tế khơng tan nước, tan aceton acetonitril, tan acid acetic, tan DMSO • Độ tan dacomitinib phụ thuộc vào pH, tan tốt môi trường có pH thấp - pK a : pK a1 = 5,0 (quinazolin) , pK a2 = 8,5 (piperidin) [15] 1.1.3 Dược lý – dược động học 1.1.3.1 Cơ chế tác dụng Dacomitinib chất ức chế không thuận nghịch hoạt động tyrosine kinase họ EGFR người (bao gồm EGFR/HER1, HER2 HER4) số đột biến kích hoạt EGFR (xóa exon 19 đột biến thay L858R exon 21) [1] Họ EGFR đóng vai trò quan trọng phát triển khối u, di kháng thuốc cách kích hoạt đường dẫn truyền tín hiệu xi dịng Ras-Raf-MAPK, PLCgamma-PKCNFkB PI3K/AKT thông qua tyrosine kinase – thúc đẩy trình phosphoryl hóa đầu carboxyl Dacomitinib đạt ức chế dựa vào liên kết cộng hóa trị với gốc cystein miền xúc tác thụ thể HER [22] Cơ chế tác dụng chọn lọc đảo ngược dẫn đến ức chế kéo dài hoạt động EGFR kinase Phụ lục 15 Phổ 1H-NMR chất DACT-03 tổng hợp theo cách Phụ lục 16 Phổ 1H-NMR xử lý phần mềm ACD/Labs chất DACT-05 Phụ lục 17 Phổ 1H-NMR xử lý phần mềm ACD/Labs giãn rộng chất DACT-05 Phụ lục 18 Phổ 1H-NMR chất DACT-04 Phụ lục 19 Phổ 13C-NMR chất DACT-02a Phụ lục 20 Phổ 13C-NMR chất DACT-02b Phụ lục 21 Phổ 13C-NMR giãn rộng chất DACT-02b Phụ lục 22 Phổ 13C-NMR chất DACT-03 Phụ lục 23 Phổ 13C-NMR xử lý phần mềm ACD/Labs chất DACT-05 Phụ lục 24 Phổ 13C-NMR xử lý phần mềm ACD/Labs giãn rộng chất DACT-05 Phụ lục 25 Phổ 13C-NMR chất DACT-04 Phụ lục 26 Phổ 13C-NMR giãn rộng chất DACT-04 Phụ lục 27 Phổ 13C-NMR xử lý phần mềm ACD/Labs chất DACT-04 Phụ lục 28 Phổ 13C-NMR xử lý phần mềm ACD/Labs giãn rộng chất DACT-04 Pfizer "Vizimpro Prescribing information"