Trần trà ly nghiên cứu cải tiến phương pháp tổng hợp n,2,3 trimethyl 2h indazol 6 amin làm chất trung gian trong điều chế pazopanib khóa luận tốt nghiệp dược sĩ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI –––––––––– TRẦN TRÀ LY NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP N,2,3-TRIMETHYL-2HINDAZOL-6-AMIN LÀM CHẤT TRUNG GIAN TRONG ĐIỀU CHẾ PAZOPANIB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI ̶ 2023 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI –––––––––– TRẦN TRÀ LY MÃ SINH VIÊN: 1801435 NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP N,2,3-TRIMETHYL-2HINDAZOL-6-AMIN LÀM CHẤT TRUNG GIAN TRONG ĐIỀU CHẾ PAZOPANIB KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Hải NCS Bùi Thị Thanh Châm Nơi thực hiện: Bộ môn 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, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hải chị NCS Bùi Thị Thanh Châm hướng dẫn, dìu dắt 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 vô biết ơn xin chân thành cảm ơn thầy GS.TS Nguyễn Đình Luyện, thầy TS Nguyễn Văn Giang, cô TS Đào Nguyệt Sương Huyền, 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, Viện Hóa học – Viện Hàn lâm khoa học Cơng nghệ Việt Nam, Khoa Hóa học – Trường Đại học Khoa học Tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội tạo điều kiện cho q trình thực khóa luận Tơi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới bạn khóa K73 tơi thực khóa luận phịng thí nghiệm mơn Kỹ thuật Hóa Dược – Chiết Xuất Cảm ơn bạn ln bên cạnh động viên, giúp đỡ tơi gặp khó khăn Đặc biệt, xin dành biết ơn sâu sắc tới gia đình tơi ln u thương, chăm sóc, tạo điều kiện cho tơi thực khố luận Ngồi ra, tơi xin chân thành cảm ơn bạn Ngô Đức Huy bên đồng hành, sát cảnh đường học hỏi nghiên cứu đề tài Tôi xin cảm ơn bạn Nguyễn Thị Tuyết Mai, em Nguyễn Thị Minh Ngân giúp đỡ, hỗ trợ động viên tôi gặp khó khăn Ngồi ra, tơi xin gửi lời cảm ơn tới bạn Vũ Anh Minh ln nhiệt tình giải đáp thắc mắc, cho lời khuyên gặp vướng mắc Mặc dù cố gắng tạo điều kiện, song thời gian nghiên cứu chưa nhiều, 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 tháng năm 2023 Sinh viên Trần Trà Ly MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ .1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu pazopanib hydroclorid 1.1.1 Đặc điểm cấu trúc, danh pháp .2 1.1.2 Tính chất lý hóa .2 1.1.3 Chỉ định 1.2 Các phương pháp tổng hợp pazopanib có sử dụng chất trung gian N,2,3trimethyl-2H-indazol-6-amin 1.2.1 Phương pháp tổng hợp pazopanib theo Y C Mei cộng 1.2.2 Phương pháp tổng hợp pazopanib theo Liu H D cộng 1.2.3 Phương pháp tổng hợp pazopanib theo Reddy B P cộng 1.2.4 Phương pháp tổng hợp pazopanib theo Haas P D cộng .6 1.3 Các quy trình tổng hợp chất trung gian N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin 1.3.1 Quy trình Y C Mei cộng 1.3.2 Quy trình Reddy B P cộng 1.3.3 Quy trình Liu H D cộng 1.3.4 Quy trình Yang X T cộng 1.3.5 Quy trình khóa luận dược sĩ Nguyễn Tấn Thành 10 1.3.6 Quy trình Li H P cộng .10 1.4 Phân tích lựa chọn quy trình tổng hợp chất trung gian .11 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 13 2.1 Hóa chất thiết bị sử dụng .13 2.2 Nội dung phương pháp nghiên cứu .15 2.2.1 Tổng hợp hóa học 15 2.2.2 Xác định cấu trúc chất tổng hợp 16 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 17 3.1 Thực nghiệm, kết 17 3.1.1 Cải tiến quy trình tổng hợp 2,3-dimethyl-6-nitro-2H-indazol 17 3.1.2 Tổng hợp muối monohydroclorid 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin 22 3.1.3 Tổng hợp N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin 23 3.1.4 Tóm tắt giai đoạn tổng hợp N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin 24 3.2 Xác định cấu trúc chất phương pháp phổ 25 3.2.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) .25 3.2.2 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 25 3.2.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 26 3.3 Bàn luận 28 3.3.1 Bàn luận đường tổng hợp .28 3.3.2 Bàn luận phản ứng tổng hợp hóa học .29 3.3.3 Bàn luận kết phân tích phổ 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .38 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Carbon 13 (Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonance) H-NMR AUC c-kit Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic Resonance) Diện tích đường cong Thụ thể cytokin biểu bề mặt tế bào gốc tạo máu COSY Phổ hai chiều đồng hạt nhân 1H - 1H CTPT DCM (Correlation Spectroscopy) Công thức phân tử Dicloromethan DĐVN V DMAP DMC DMF DMS đvC EtOH FDA Dược điển Việt Nam V 4-Dimethylaminopyridin Dimethyl carbonat N,N-dimethylformamid Dimethyl sulfat Đơn vị Carbon Ethanol Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ FGFR HMBC HSQC IPA IR J m/z MeOH MS (U.S Food and Drug Administration) Thụ thể yếu tố tăng trưởng nguyên bào sợi (Fibroblast growth factor receptor) Phổ biểu diễn tương tác xa phân tử (Heteronuclear Multiple Bond Connectivity) Phổ hai chiều dị hạt nhân 1H - 13C (Heteronuclear Single Quantum Correlation) Isopropanol Phổ hồng ngoại (Infrared) Hằng số tương tác Tỷ số khối lượng điện tích ion Methanol Phổ khối lượng (Mass Spectrometry) NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân NOESY (Nuclear Magnetic Resonance) Phổ tương tác xa không gian proton (Nuclear Overhauser Effect Spectroscopy) RCC Ung thư biểu mô tế bào thận tiến triển (Renal Cell Carcinoma) Rf Hệ số lưu giữ (Retention Factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng STS Sarcoma mô mềm tiến triển STT T1/2 (Soft Tissue Sarcoma) Số thứ tự Thời gian bán thải TBAB THF TMOF t°nc δ Tetra-n-butylammonium bromid Tetrahydrofuran Trimethyl orthoformat Nhiệt độ nóng chảy Độ dịch chuyển hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Phần trăm khối lượng nguyên tố pazopanib hydroclorid Bảng 2.1 Danh mục hóa chất, dung môi 13 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị .14 Bảng 3.1 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác đến phản ứng với tác nhân DMS 18 Bảng 3.2 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác đến phản ứng với tác nhân CH3I .19 Bảng 3.3 Khảo sát ảnh hưởng xúc tác với tác nhân TMOF 20 Bảng 3.4 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol xúc tác chất đến phản ứng 20 Bảng 3.5 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến trình phản ứng 21 Bảng 3.6 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol TMOF chất đến phản ứng 21 Bảng 3.7 Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol thiếc(II) clorid 4a đến phản ứng 23 Bảng 3.8 Kết phổ IR chất 25 Bảng 3.9 Kết phổ MS chất 25 Bảng 3.10 Kết phổ 1H-NMR chất 26 Bảng 3.11 Kết phổ 13C-NMR chất 27 Bảng 3.12 Kết phổ hai chiều HMBC HSQC 27 Bảng 3.13 Kết phổ COSY NOESY 28 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Công thức cấu tạo pazopanib hydroclorid .2 Hình 3.1 Công thức cấu tạo paraformaldehyd 33 Hình 3.2 Phổ HMBC chất 37 Hình 3.3 Phổ NOESY chất 37 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Các phương pháp tổng hợp pazopanib Sơ đồ 1.2 Phương pháp tổng hợp pazopanib theo Y C Mei cộng Sơ đồ 1.3 Phương pháp tổng hợp pazopanib theo Liu H D cộng .5 Sơ đồ 1.4 Phương pháp tổng hợp pazopanib theo Reddy B P cộng Sơ đồ 1.5 Phương pháp tổng hợp pazopanib theo Haas P D cộng .6 Sơ đồ 1.6 Các đường tổng hợp chất trung gian Sơ đồ 1.7 Tổng hợp chất trung gian theo Y C Mei cộng Sơ đồ 1.8 Tổng hợp chất trung gian theo Reddy B P cộng Sơ đồ 1.9 Tổng hợp chất trung gian theo Liu H D cộng Sơ đồ 1.10 Tổng hợp chất trung gian theo Yang X T cộng .9 Sơ đồ 1.11 Tổng hợp chất trung gian theo khóa luận dược sĩ Nguyễn Tấn Thành 10 Sơ đồ 1.12 Tổng hợp chất trung gian theo Li H P cộng 11 Sơ đồ 1.13 Các giai đoạn tổng hợp chất trung gian dự kiến .12 Sơ đồ 2.1 Quy trình tổng hợp chất trung gian dự kiến 15 Sơ đồ 3.1 Phản ứng methyl hóa chất 17 Sơ đồ 3.2 Tổng hợp chất 4a từ chất 17 Sơ đồ 3.3 Tổng hợp chất 5.HCl từ chất 4a 22 Sơ đồ 3.4 Tổng hợp chất từ chất 5.HCl 23 Sơ đồ 3.5 Tóm tắt giai đoạn tổng hợp chất trung gian 24 Sơ đồ 3.6.Cơ chế phản ứng tạo chất 4a tác nhân TMOF 29 Sơ đồ 3.7.Sản phẩm N-methyl hóa chất .29 Sơ đồ 3.8.Cơ chế phản ứng khử nhóm nitro 31 Sơ đồ 3.9 Cơ chế tạo imin khử imin 33 ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư biểu mô tế bào thận (RCC) phổ biến thứ ba bệnh ung thư đường tiết niệu, chiếm 3% tổng số ca ung thư phụ nữ 5% tổng số ca ung thư nam giới với tỷ lệ mắc khoảng 400.000 trường hợp toàn giới [8], [13] Hầu hết trường hợp mắc RCC phát tình cờ tỷ lệ sống sót phụ thuộc nhiều vào giai đoạn chẩn đốn, với bệnh di có tỷ lệ sống sót sau năm 12 % Các yếu tố nguy RCC bao gồm hút thuốc lá, uống rượu, béo phì, tăng huyết áp kiểm soát kém, chế độ ăn uống phơi nhiễm nghề nghiệp [14] Các chất ức chế đa tyrosin kinase (TKIs) thụ thể yếu tổ tăng trưởng nội mơ mạch máu (VEGF) có vai trò quan trọng điều trị RCC [19] Pazopanib hydroclorid chất ức chế đa tyrosin kinase Cục Quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ phê duyệt vào tháng 10 năm 2009 Cơ quan Dược phẩm Châu Âu phê duyệt vào tháng năm 2010 để điều trị RCC di [15] Theo dự kiến, sáng chế pazopanib Châu Âu hết hạn vào tháng năm 2025 Hoa Kỳ hết hạn vào tháng 10 năm 2023 [21] Tại Việt Nam, giá thuốc đắt với bệnh nhân (206.667 nghìn/viên hàm lượng 400 mg) [29] Ngồi ra, phương pháp tổng hợp pazopanib hydroclorid cơng bố cịn nhiều nhược điểm tính chọn lọc dẫn tới nhiều sản phẩm phụ quy trình Chính vậy, cần nghiên cứu cải tiến phương pháp tổng hợp pazopanib hydroclorid để đưa thuốc thị trường hết hạn độc quyền N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin chất trung gian quan trọng, với hai hợp phần pyrimidin benzensulfonamid cấu tạo nên pazopanib Tuy nhiên, quy trình tổng hợp chất trung gian cịn nhiều hạn chế Quy trình Yang X T sử dụng tác nhân methyl hóa dimethyl sulfat có độc tính khả gây ung thư cao [26] Quy trình Y C Mei Yang X T sử dụng tác nhân khử nhóm nitro khí hydro xúc tác Pd/C đắt tiền [12], [26] Tác giả Li H P sử dụng nguyên liệu 4-bromo-1ethyl-2-nitrobenzen khó kiếm có giá thành cao [25] Quy trình dược sĩ Nguyễn Tấn Thành, phản ứng “one-pot” hiệu suất thấp khó kiểm sốt qua giai đoạn với chất trung gian (imin amin thơm bậc 1) [3] Do đó, chúng tơi thực đề tài “Nghiên cứu cải tiến phương pháp tổng hợp N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin làm chất trung gian điều chế pazopanib” Với mục tiêu: - Khảo sát tác nhân điều kiện phản ứng để cải tiến quy trình tổng hợp chất trung gian N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin qua giai đoạn (N-methyl hóa, khử hóa, ngưng tụ tạo imin khử imin) từ nguyên liệu 3-methyl-6-nitro-1H-indazol Phụ lục Phổ MS-ESI- chất 5.HCl Phụ lục Phổ MS-ESI+ chất Phụ lục 10 Phổ MS-ESI+ chất Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR chất 4a Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR chất 5.HCl Phụ lục 13 Phổ 1H-NMR chất Phụ lục 14 Phổ 1H-NMR chất Phụ lục 15 Phổ 13C-NMR chất 4a Phụ lục 16 Phổ 13C-NMR chất 5.HCl Phụ lục 17 Phổ 13C-NMR chất Phụ lục 18 Phổ 13C-NMR chất Phụ lục 19 Phổ HSQC chất Phụ lục 20 Phổ HMBC chất Phụ lục 21 Phổ COSY chất Phụ lục 22 Phổ NOESY chất