Trần phương linh nghiên cứu điều chế acid (e) 4 (piperidin 1 yl)but 2 enoic hydroclorid làm chất trung gian trong quy trình tổng hợp dacomitinib

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - TRẦN PHƯƠNG LINH NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ACID (E)-4-(PIPERIDIN-1-YL)BUT-2-ENOIC HYDROCLORID LÀM CHẤT TRUNG GIAN TRONG QUY TRÌNH TỔNG HỢP DACOMITINIB KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2023 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - TRẦN PHƯƠNG LINH MÃ SINH VIÊN: 1801409 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ ACID (E)-4-(PIPERIDIN-1-YL)BUT-2-ENOIC HYDROCLORID LÀM CHẤT TRUNG GIAN TRONG QUY TRÌNH TỔNG HỢP DACOMITINIB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: GS.TS Nguyễn Đình Luyện TS Đào Nguyệt Sương Huyền 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 GS.TS Nguyễn Đình Luyện, PGS.TS Nguyễn Văn Hải TS Đào Nguyệt Sương Huyền – người thầy 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 Tôi vô biết ơn xin chân thành cảm ơn thầy TS Nguyễn Văn Giang, chị NCS Bùi Thị Thanh Châm, chị DS Từ Thị Thu Trang anh Th.S Nguyễn Hịa Bình ln quan tâm, động viên, hướng dẫn, 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 cơng nghệ, Khoa Hóa – Trường đại học Khoa học tự nhiên nhiệt tình, giúp đỡ tơi q trình thực khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn anh chị, bạn em tơi thực khóa luận phịng thí nghiệm Kỹ thuật Hóa dược Chiết xuất, Khoa Cơng nghệ Hóa Dược Cuối cùng, tơi xin dành biết ơn sâu sắc tới bố mẹ gia đình tơi Cảm ơn gia đình ln yêu thương, ủng hộ, chỗ dựa tinh thần vững để tơi có ngày hơm nay! 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 q báu thầy bạn để khóa luận hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 29 tháng năm 2023 Sinh viên Trần Phương Linh MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG I TỔNG QUAN 1.1 Vài nét ung thư phổi không tế bào nhỏ phương pháp điều trị đích 1.2 Tổng quan dacomitinib monohydrat 1.2.1 Cấu trúc hóa học 1.2.2 Tính chất đặc trưng 1.3 Các phương pháp tổng hợp dacomitinib 1.3.1 Phương pháp Smaill J B cộng 1.3.2 Phương pháp Shu Y 1.3.3 Phương pháp Liu C cộng 1.4 Các phương pháp tổng hợp chất trung gian acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2enoic hydroclorid (9) 1.5 Phân tích lựa chọn phương pháp tổng hợp hướng nghiên cứu đề tài 10 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 2.1 Hóa chất thiết bị sử dụng 11 2.2 Nội dung nghiên cứu 12 2.3 Phương pháp nghiên cứu 13 2.3.1 Tổng hợp hóa học 13 2.3.2 Xác định cấu trúc chất tổng hợp 13 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 15 3.1 Thực nghiệm, kết 15 3.1.1 Tổng hợp acid (E)-4-bromobut-2-enoic (PL-01) 15 3.1.2 Tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic (PL-02) 17 3.1.3 Tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid (PL-03) 19 3.1.4 Tóm tắt giai đoạn tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid 20 3.2 Xác định cấu trúc chất phương pháp phổ 21 3.2.1 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 21 3.2.2 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) 21 3.2.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 22 3.3 Bàn luận 24 3.3.1 Bàn luận phản ứng tổng hợp hóa học 24 3.3.2 Bàn luận đường tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid 27 3.3.3 Bàn luận kết phân tích phổ 28 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT δ 13 Độ chuyển dịch hóa học C-NMR H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 nuclear magnetic resonance) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear 2-MeTHF magnetic resonance) 2-Methyltetrahydrofuran AcOH AIBN Acid acetic Azobisisobutyronitril AR Thuốc thử phân tích (Analytical reagent) CTCT Cơng thức cấu tạo CTPT DCM DDVN V Công thức phân tử Dicloromethan Dược điển Việt Nam V DEPT DMAc DME DMF DMSO Tăng cường không biến dạng cách chuyển phân cực (Distortionless enhancement by polarization transfer) Dimethylacetamid Dimethyl ether N,N-Dimethylformamid Dimethyl sulfoxid đvC EMA Đơn vị Carbon Cơ quan Dược phẩm châu Âu (European Medicines EGFR FDA h HMBC HSQC IPA IR KLPT Agency) Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (Epidermal growth factor receptor) Cục quản lí Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (Food and Drug Administration) Giờ Tương quan đa liên kết hạt nhân (Heteronuclear Multiple Bond Correlation) Liên kết lượng tử đơn hạt nhân (Heteronuclear single Quantum Coherence) Isopropanol Phổ hồng ngoại (Infrared) Khối lượng phân tử LCMC Hiệp hội đột biến ung thư phổi (Lung Cancer Mutation Consortium) m/z MeCN Tỷ số khối lượng điện tích ion Acetonitril MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NSCLC NBS Ung thư phổi không tế bào nhỏ (non-small cell lung cancer) N-Bromsuccinimid OS PFS Sống thêm tồn (Overall survival) Sống thêm khơng tiến triển (Progression-free survival) Rf SKLM Hệ số lưu giữ (Retention factor) Sắc ký lớp mỏng SLCL Stt T1/2 Ung thư phổi tế bào nhỏ (small cell lung cancer) Số thứ tự Thời gian bán thải TEA TLTK THF TKI Tmax TMS Triethylamin Tài liệu tham khảo Tetrahydrofuran Chất ức chế tyrosin-kinase (tyrosine-kinase inhibitor) Thời gian thuốc đạt nồng độ tối đa huyết tương Trimethylsilyl to tonc Nhiệt độ Nhiệt độ nóng chảy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phần trăm khối lượng nguyên tố dacomitinib monohydrat Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất 11 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị 12 Bảng 3.1 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol NBS : acid crotonic 16 Bảng 3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất phản ứng 16 Bảng 3.3 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác peroxid đến thời gian hiệu suất phản ứng 17 Bảng 3.4 Khảo sát tỷ lệ mol piperidin : PL-02 đến hiệu suất phản ứng 18 Bảng 3.5 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác base đến hiệu suất phản ứng 19 Bảng 3.6 Khảo sát ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất phản ứng 19 Bảng 3.7 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ thể tích dung mơi diethyl ether : IPA đến hiệu suất phản ứng 20 Bảng 3.8 Kết phổ MS chất 21 Bảng 3.9 Kết phổ IR chất 22 Bảng 3.10 Kết phổ 1H-NMR chất 22 Bảng 3.11 Kết phổ 13C-NMR chất 23 Bảng 3.12 Kết phổ hai chiều HSQC HMBC PL-03 24 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo dacomitinib monohydrat Hình 3.1 Phổ IR chất PL-01 28 Hình 3.2 Phổ 13C-NMR chất PL-01 29 Hình 3.3 Phổ DEPT chất PL-03 32 Hình 3.5 Phổ HSBC chất PL-03 33 Hình 3.4 Phổ HMQC chất PL-03 33 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ phân tích tổng hợp ngược phân tử dacomitinib Sơ đồ 1.2 Tổng hợp dacomitinib từ acid 2-amino-4-fluorobenzoic (1) Smaill J B cộng Sơ đồ 1.3 Tổng hợp dacomitinib từ (E)-N'-(2-cyano-5-methoxy-4-nitrophenyl)-N,Ndimethylformimidamid (11) Pfizer Sơ đồ 1.4 Tổng hợp dacomitinib từ 2-bromo-4-methoxy-5-nitrobenzonitril (14) Liu C cộng Sơ đồ 1.5 Tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid theo Hong J cộng Sơ đồ 1.6 Tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid từ theo Lin K cộng Sơ đồ 1.7 Tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid theo Q Zhang cộng Sơ đồ 1.8 Tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid theo Ding K công Sơ đồ 1.9 Các phương pháp tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid 10 Sơ đồ 1.10 Tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid theo đường 10 Sơ đồ 2.1 Sơ đồ tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid 13 Sơ đồ 3.1 Phản ứng brom hóa tạo PL-01 15 Sơ đồ 3.2 Phản ứng alkyl hóa tạo PL-02 17 Sơ đồ 3.3 Phản ứng tạo muối PL-03 20 Sơ đồ 3.4 Tóm tắt giai đoạn tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid 21 Sơ đồ 3.5 Cơ chế phản ứng acid crotinoic với NBS 25 Sơ đồ 3.6 Cơ chế phản ứng tạo PL-02 26 Sơ đồ 3.7 Phản ứng tạo muối PL-03 27 ĐẶT VẤN ĐỀ Dacomitinib (biệt dược: VIZIMPRO, Công ty Dược phẩm Pfizer) thuốc nhóm thuốc có tác dụng đích Cục Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê duyệt vào tháng năm 2018 Cơ quan Dược phẩm châu Âu (EMA) phê duyệt vào tháng năm 2019 để điều trị bước đầu cho bệnh nhân trưởng thành mắc ung thư phổi dạng không tế bào nhỏ (NSCLC) di tiến triển chỗ với đột biến kích hoạt thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (EGFR) [30], [31] Thuốc ức chế không hồi phục hoạt động tyrosin kinase họ EGFR, cụ thể với số đột biến hay gặp EGFR (đột biến đoạn exon 19 thay L858R exon 21) [19] Dacomitinib với mức liều 45mg/ngày chứng minh nghiên cứu lâm sàng có tác dụng kéo dài thời gian sống khơng tiến triển ung thư (PFS) tăng tỷ lệ sống trung bình tồn (OS) vượt trội so sánh với chất ức chế EGFR khác (Gefitinib, 250mg/ngày) [17], [25] Nhu cầu sử dụng thuốc nước ta giới lớn, ung thư phổi bệnh lý ác tính có tỉ lệ gia tăng hàng năm cao – 2,2 triệu ca mắc vào năm 2020, chiếm 11,4% [9] Trên giới có nhiều cơng bố quy trình tổng hợp dacomitinib [15], [21], [23], [27], Việt Nam, công bố nghiên cứu tổng hợp dược chất hạn chế Dacomitinib có cấu tạo gồm khung quinazolin nhóm amid, amin thơm ether Trong đó, nhóm amid chứa trans anken gắn vào vị trí số khung qua chất trung gian acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid [15], [21], [23], [27] Chính vì vậy, việc nghiên cứu phản ứng tạo hợp chất trung gian acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid quy trình tổng hợp dacomitinib cần thiết Hiện nay, chất trung gian điều chế từ nguyên liệu ban đầu dẫn chất acid crotonic (chủ yếu dẫn chất ester) Nguyên liệu không phổ biến có giá thành cao [33] Với ưu điểm có sẵn thị trường giá thành thấp, lựa chọn acid crotonic nguyên liệu ban đầu tổng hợp acid (E)-4(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid với đề tài: “Nghiên cứu điều chế acid (E)-4(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid làm chất trung gian quy trình tổng hợp dacomitinib” Với mục tiêu sau: Tổng hợp acid (E)-4-(piperidin-1-yl)but-2-enoic hydroclorid phương pháp từ acid crotonic Phụ lục Phổ 1H-NMR chất PL-01 Phụ lục Phổ 13C-NMR chất PL-01 Phụ lục Phổ MS-ESI+ chất PL-02 Phụ lục Phổ IR chất PL-02 Phụ lục Phổ 1H-NMR chất PL-02 Phụ lục Phổ 13C-NMR chất PL-02 Phụ lục Phổ MS-ESI+ PL-03 Phụ lục 10 Phổ IR chất PL-03 Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR chất PL-03 Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR chất PL-03 (phổ giãn) Phụ lục 13 Phổ 13C-NMR chất PL-03 Phụ lục 14 Phổ 13C-NMR chất PL-03 (Phổ giãn) Phụ lục 15 Phổ DEPT chất PL-03 Phụ lục 16 Phổ HMBC chất PL-03 Phụ lục 17 Phổ HSQC chất PL-03