Chuyên đề hóa dược 1 temocapril

PHẦN MỞ ĐẦU [8] Từ đầu những năm 1980 khi vai trò của hệ Renin-Angiotensin-Aldosterone RAA trong cơ chế bệnh sinh của một số bệnh lý tim mạch được làm sáng tỏ, những loại thuốc tác động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC CẦN THƠ KHOA DƯỢC

BỘ MÔN HÓA DƯỢC



CHUYÊN ĐỀ HÓA DƯỢC 1

Giảng viên: TS Phạm Thị Tố Liên Thực hiện: Nhóm 10 – Dược K45

Cần Thơ - 04/ 2022

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y DƯỢC CẦN THƠ

MỤC LỤC

I PHẦN MỞ ĐẦU 1

II NỘI DUNG 1

1.Tên thuốc, công thức, tên hóa học của thuốc 1

2 Cấu trúc thuốc và liên quan cấu trúc tác dụng 2

2.1 Cấu trúc thuốc, tính chất lý hóa và liên quan cấu trúc tác dụng 2

2.2 Đề xuất hướng khắc phục trong cấu trúc thuốc 3

2.3 Những thay đổi trong hoạt tính của thuốc khi thay đổi cấu trúc 6

3 Cơ chế tác động của thuốc 7

3.1 Thụ thể của Temocapril 7

3.2 Ái lực của thuốc lên thụ thể khi thay đổi cấu hình hoặc hóa học lập thể 8

4 Các tiêu chí kiểm nghiệm 8

4.1 Tiêu chí kiểm nghiệm theo dược điển Nhật 9

4.2 Tiêu chuẩn kiểm nghiệm đề xuất 10

5 Tổng hợp thuốc 12

5.1 Qui trình tổng hợp Temocapril thường quy 12

5.2 Phân tích quy trình tổng hợp Temocapril thường quy 12

5.3 Đề xuất quy trình tổng hợp mới 14

5.4 Đề xuất quy trình tổng hợp tiền dược mới 15

I PHẦN MỞ ĐẦU [8]

Từ đầu những năm 1980 khi vai trò của hệ Renin-Angiotensin-Aldosterone (RAA) trong cơ chế bệnh sinh của một số bệnh lý tim mạch được làm sáng tỏ, những loại thuốc tác động lên hệ RAA đã ra đời và đến nay đã trở thành những thuốc nền tảng trong điều trị suy tim, tăng huyết áp và có vai trò quan trọng trong dự phòng tiên phát và thứ phát nhiều bệnh lý tim mạch

Thuốc ức chế men chuyển dạng Angiotensin (Angiotensin-Converting Enzyme (ACE) Inhibitors), gọi tắt là thuốc ức chế men chuyển, tác dụng trực tiếp lên hệ RAA, là nhóm thuốc hết sức quan trọng mà các bác sĩ lâm sàng cần nắm rõ trong thực hành điều trị bệnh tim mạch

Temocapril là một chất ức chế men chuyển (ACE) tác dụng kéo dài, được sử dụng để điều trị tăng huyết áp Nó là một tiền chất có vòng Thiazepine, với Temocaprilate là dạng hoạt động của nó Temocapril được cấp bằng sáng chế năm 1984 và được chấp thuận sử dụng trong y tế bào năm 1994 Sự ra đời của thuốc chuyển đổi Angiotensin hoạt tính ức chế men chuyển (ACE) bằng đường uống là một bước tiến lớn trong điều trị tăng huyết áp Nhiều nghiên cứu đã chứng minh hiệu quả khi điều trị cho bệnh nhân tăng huyết áp nhẹ đến trung bình Temocapril đã được phát hiện có thể cải thiện tình trạng kháng Insulin một phần bằng cách tăng mức Adiponectin và cả quá trình tái tạo tim mạch trên cơ thể con người Nó cải thiện chức năng thận và giảm bài tiết Albumin trong nước tiểu ở bệnh nhân tiểu đường cũng như bệnh nhân cao huyết áp Loại thuốc này có tác dụng an toàn và hiệu quả khi sử dụng lâu dài

Temocapril không được phép sử dụng ở Hoa Kỳ, nhưng được chấp thuận ở Nhật Bản và Hàn Quốc Nếu xem xét các tác dụng có lợi và dược động học độc đáo của nó, Temocapril có thể sẽ được sử dụng ở nhiều quốc gia khác

II NỘI DUNG

1 Tên thuốc, công thức, tên hóa học của thuốc [12]

Công thức cấu tạo của Temocapril

- Tên thuốc: Temocapril - Công thức: C23H28N2O5S2

- Danh pháp IUPAC:

2-[(2S,6R)-6-[[(2S)-1-ethoxy-1-oxo-4-phenylbutan-2-yl]amino]-5-oxo-2- thiophene-2-yl-1,4-thiazepan-4-yl]acetic acid

2 Cấu trúc thuốc và liên quan cấu trúc tác dụng

2.1 Cấu trúc thuốc, tính chất lý hóa và liên quan cấu trúc tác dụng

+ Nối với gốc Phenylbutan thông qua gốc Amino ở vị trí C6 (gốc Amino gắn vào C2 của gốc Phenylbutan)

- Gốc Phenylbutan còn gắn thêm gốc Oxo và gốc Etoxy ở vị trí C1

- Có đồng phân quang học ở C2 của gốc Phenylbutan (2S) và C2, C6 của vòng 1,4-thiazepan (2S, 6R)

2.1.2 Tính chất lý hóa

 Tính chất vật lý:

- Tinh thể không màu Dạng bột màu trắng hoặc gần như trắng - Khối lượng phân tử: 476.6 g/mol

- Nhiệt độ nóng chảy: 187°C.

- Độ tan: Ít tan trong nước (chỉ tan khoảng 0.00342 mg/mL).

 Tính chất hóa học:

- Temocapril thuộc về lớp hợp chất hữu cơ được gọi là dipeptide.

- Là những hợp chất hữu cơ chứa một chuỗi chính xác hai alpha amino acid được nối với nhau bằng một liên kết peptide

- Có tính acid do có gốc -COOH

- Có thể tham gia các phản ứng đặc trưng của gốc ester -COOC2H5

2.1.3 Tương quan cấu trúc tác dụng

- Vòng Thiophene sau khi vào cơ thể sẽ được chuyển hóa tạo nhóm Thiol tự do, tham gia vào liên kết Disulfide với dư lượng Cysteine ngoại bào và bất hoạt thụ thể P2Y12 của ADP gây nên hoạt động chống kết tập tiểu cầu

- Bên cạnh đó, sự chuyển hóa Thiophene có thể dẫn đến hình thành các chất chuyển hóa có hoạt tính, là nguyên nhân chính gây ra độc tính với gan và thiếu máu bất sản (tác dụng phụ nghiêm trọng nhất)

- Gốc ester sau khi vào cơ thể sẽ chuyển hóa thành acid, Temocapril sẽ chuyển hóa thành chất có hoạt tính là Temocaprilate (là một diacid) có chứa một vòng Thiazepine

- Temocapril có hoạt tính chống xơ vữa động mạch Nó có thể ngăn ngừa sự tái tạo mạch vành (sự dày lên ở trung gian và xơ hóa quanh mạch) do ức chế lâu dài tổng hợp Nitric Oxide (NO) bởi Nω-Nitro-L-Arginine Methyl ester (L-NAME) Cơ chế của hoạt động này có thể bao gồm ức chế ACE tại chỗ và tăng stress oxy hóa bởi L-NAME

- Nhóm Acetyl làm cho tác dụng của thuốc mạnh hơn và tăng hiệu quả của một liều nhất định

2.2 Đề xuất hướng khắc phục trong cấu trúc thuốc [2],[7] 2.2.1 Những vấn đề trên cấu trúc:

- Độ hòa tan trong nước thấp (STemocapril=0.00342 g/L), qua đó ảnh hưởng đến sự hấp thu của thuốc, đặc biệt là qua đường uống như hỗn dịch và viên nén, làm cho sinh khả dụng của Temocapril không đạt được hiệu quả cao (chỉ

khoảng 65%)

- Dị vòng Thiophene: Sự chuyển hóa thuốc của chất nền có chứa Thiophene bởi Cytochrome P450s (CYP450) dẫn đến các tác dụng phụ độc hại, ví dụ: độc tính trên thận (Suprofen, Ticlopidine), độc với gan (Acid Tienilic), ban xuất huyết giảm tiểu cầu huyết khối (Clopidogrel), và thiếu máu bất sản (Ticlopidine) Nguồn gốc của độc tính trong những trường hợp này là do hai phản ứng chuyển hóa qua trung gian CYP450 khác nhau giữa oxy hóa S và oxy hóa epoxide

- Có gốc –COOH: Tác động acid yếu trong môi trường acid dạ dày giữ cho thuốc ở dạng không ion hóa nên dễ hấp thu, có thể kích ứng niêm mạc dạ dày - Vòng thơm: Đầu thân dầu giúp cho thuốc dễ gắn kết vào mô hơn, tuy nhiên nó cũng cản trở tác dụng của thuốc

2.2.2 Đề xuất hướng khắc phục như sau:

- Thay đổi đặc điểm của Temocapril bằng cách chuyển nó sang dạng muối dược phẩm, Temocapril Hydrochloride Temocapril sẽ được bào chế với Hydrochloride (HCl) để cải thiện khả năng hòa tan trong nước, thúc đẩy sự hấp thu của thuốc vào máu và tăng sinh khả dụng Điều này cho phép thuốc được hấp thu chủ yếu ở phần trên của đường tiêu hóa và nó được phân phối nhanh chóng sau khi hấp thu Ngoài ra, gốc HCl còn làm tăng tính acid, qua đó giúp thuốc dễ hấp thu hơn trong môi trường acid (dạ dày) Bằng cách cải thiện sự hòa tan và hấp thụ, Temocapril HCl sẽ có hiệu quả điều trị tốt hơn

Công thức cấu tạo của Temocapril HCl

- Chúng ta có thể gắn thêm nhóm thế trên vòng Thiophene để làm tăng tác dụng chính và giảm tác dụng phụ

Ví dụ: Nhóm –OCOCH3 trên vòng Thiophene

- Nhóm -COOH có thể gây kích ứng niêm mạc dạ dày => Thay bằng nhóm chức Amid –CONH hoặc –COOR

- Sử dụng viên thuốc không tan trong dạ dày mà tan trong đường tiêu hóa, do đó sẽ làm giảm đi sự tổn thương dạ dày Hoặc trước khi dùng các thuốc có nguy cơ làm hại dạ dày nên uống một loại thuốc tráng niêm mạc dạ dày (Gastrophulgite, Pepsane ) trước khi ăn 15-30 phút hoặc sau khi ăn no mới sử dụng thuốc

- Cyclodextrin và phương pháp tạo phức hợp:

+ Cyclodextrin là các oligosaccharide dạng vòng gồm nhiều đơn vị đường α-D-glucopyranose liên kết với nhau tại liên kết α (1-4) Cyclodextrin được sử dụng thường là loại α, β, γ và có số lượng Carbon tăng dần cùng khoang rỗng tăng dần trong từng loại Cyclodextrin Gần đây người ta hay sử dụng Cyclodextrin và các dẫn chất tạo phức hợp với các dược chất, ta kết nối nhiều phân tử Cyclodextrin lại tạo một khoang và bao hoạt chất bên trong và làm tăng độ tan của nó Phương pháp này làm tăng độ ổn định, tăng độ tan, tăng sinh khả dụng

+ Phương pháp tạo phức hợp:  Điều chế trong môi trường rắn:

 Trộn dược chất và Cyclodextrin, nghiền mịn trộn đều để tạo phức hợp

 Đơn giản, kinh tế nhưng hiệu suất thấp  Điều chế trong môi trường bán rắn:

 Trước hết trộn Cyclodextrin và nước, sau đó hòa dược chất vào từ từ rồi sấy khô

 Đơn giản, nhanh nhưng hiệu suất cũng thấp thường tạo hỗn hợp phức hợp và hoạt chất

 Điều chế trong môi trường nước:

 Thực hiện trong môi trường nước Hòa Cyclodextrin vào nước Thêm hoạt chất vào, gia nhiệt hoặc khuấy trộn nhằm làm cho hoạt chất tan được Sau đó đông khô hoặc làm bay hơi nhanh nước sau khi làm lạnh

 Đơn giản, hiệu suất cao, thời gian lâu và sản phẩm thường có dạng vô định hình

 Điều chế trong môi trường dung môi hữu cơ và nước:

 Hòa Cyclodextrin vào nước, hòa dược chất vào dung môi hữu cơ Hòa hai dung dịch này lại, từ từ Có thể đông khô, phun sấy, làm bay hơi nhanh nước sau khi làm lạnh

- Solid Lipad Nanoparticles:

Các hạt Nano Lipid rắn (SLN) đại diện cho một hệ thống phân tử thay thế cho các chất keo truyền thống (nhũ tương, Liposome và các vi hạt Nano-Polymer) để tăng cường sinh khả dụng đường uống của các thuốc hòa tan kém Các hệ thống hạt này chứa chất Lipid rắn như là vật liệu cốt có tính chất kết dính làm cho chúng dính vào thành ruột và giải phóng thuốc chính xác ở nơi nó cần được hấp thu Ngoài ra, chất Lipid được biết là có các chất dẫn truyền giúp hấp thu qua đường uống các thuốc thân dầu và các thuốc khác nói chung Do đó, SLN có thể cải thiện sinh khả dụng của các thuốc kém hòa tan

2.3 Những thay đổi trong hoạt tính của thuốc khi thay đổi cấu trúc [8]

Hiện nay trên thị trường Temocapril vẫn chưa được sử dụng rộng rãi ngoài Nhật Bản Các nước như Hoa Kỳ và Châu Âu vẫn còn sử dụng Enalapril và Captopril để làm thuốc ức chế men chuyển Angiotensin Qua đó, có thể thấy sự khác biệt cấu trúc giữa Temocapril so với Enalapril và Captopril đã ảnh hưởng rất lớn tới những thay đổi về hoạt tính của nhóm thuốc này

Liều(mg) Cmax(mg/L) Tmax(h) AUC(mg/h/L) CLCr(L/h) CL(L/h)

- Thêm vòng Thiazepine (-C5H5NS) giúp tăng hoạt tính của Temocapril so với Enalapril Qua nghiên cứu cho thấy, hiệu lực ức chế của Temocaprilate trên động mạch chủ gấp 3 lần Enalaprilate

- Khác với Enalapril và các nhóm thuốc ức chế men chuyển Angiotensin khác đa phần được đào thải qua thận Temocapril được đào thải qua cả gan và thận nên sẽ giảm tác dụng phụ và thời gian tiềm phục đối với những bệnh nhân bị suy thận

- Ngoài việc không có vòng Thiazepine (-C5H5NS) như Enalapril, Captorpril còn thay nhóm Dicarboxyl bằng nhóm Sulfhydryl, qua đó làm cho Captorpril không phải là một tiền dược mà là một chất có hoạt tính Việc không có tiền dược làm cho Captorpril có sinh khả dụng đường uống rất thấp, thấp nhất trong các thuốc ACEI

- Việc thay nhóm Phenylbutan bằng Methyl và không có nhóm Acetyl cũng góp phần hạn chế hiệu quả của Captorpril so với các thuốc ACEI khác

- Temocapril là tiền chất của Temocaprilate, một chất chuyển hóa có hoạt tính

(ở dạng diacid) Temocaprilate có chứa một vòng Thiazepine, hoạt động bằng cách ức chế cơ chế mà cơ thể thường sử dụng để duy trì huyết áp

- Angiotensin I là một enzyme có trong dòng máu trong cơ thể Angiotensin-Converting Enzyme hay còn gọi là ACE chuyển đổi Angiotensin I thành

Angiotensin II, có tác dụng làm hẹp mạch máu và tiết ra hormones có tác dụng làm tăng huyết áp Temocaprilate có tác dụng ức chế ACE (ACE inhibitors) ngăn không cho ACE gây ra sự chuyển đổi này, làm giảm nồng độ enzyme Angiotensin II có trong cơ thể Mà Angiotensin II liên kết với các thụ thể AT1, AT2, AT3 và AT4 và gây ra đáp ứng Ba thụ thể sau chưa được nghiên cứu nhiều Thụ thể đầu AT1 đóng vai trò quan trọng nhất trong tác động trên huyết áp và là đích tác dụng chính của Angiotensin II, qua đó làm giãn mạch máu, giảm huyết áp về mức bình thường Ngoài ra giảm nồng độ enzyme Angiotensin II còn giúp làm tăng lượng muối và nước được lọc qua thận và thải ra ngoài qua nước tiểu, qua đó làm giảm lượng dung dịch trong cơ thể Góp phần làm giảm lượng máu mà tim cần bơm, qua đó làm giảm huyết áp - Bên cạnh đó Temocaprilate cũng điều chỉnh hoạt động của hệ thần kinh giao cảm và tăng tổng hợp Prostaglandin, giúp giảm huyết áp

Cơ chế hoạt động của Temocaprilate

3.2 Ái lực của thuốc lên thụ thể khi thay đổi cấu hình hoặc hóa học lập thể

Hiện nay, chưa có tài liệu nghiên cứu chuyên sâu về ảnh hưởng của sự thay đổi cấu trúc lên ái lực của Temocaprilate với receptor nên nhóm em sẽ không đề cập

4 Các tiêu chí kiểm nghiệm

4.1 Tiêu chí kiểm nghiệm theo dược điển Nhật [6] 4.1.1 Tính chất

Bột kết tinh màu trắng, hòa tan tự do trong etanol, tan ít trong nước

4.1.2 Định tính

A Độ tinh khiết với kim loại nặng

Tiến hành với 1,0 g Temocapril Hydrochloride theo phương pháp (*), và hoàn thành phép thử Chuẩn bị dung dịch đối chứng với 2,0 mL dung dịch chì tiêu chuẩn (không quá 20 ppm)

 Phương pháp (*):

- Tiến hành với 1,0 g Temocapril Hydrochloride vào chén sứ, trộn với 10 mL dung dịch Magie Nitrat Hexahydrat trong Etanol Đốt cháy Etanol và Carbon hóa bằng cách đun nóng từ từ

- Để nguội, thêm 1 mL Acid Sulfuric, đun nóng cẩn thận và đốt bằng cách nung trong khoảng từ 500oC đến 600oC (Nếu một chất bị Carbon hóa vẫn còn, hãy làm ẩm bằng một lượng nhỏ lượng Acid Sulfuric và đun nóng)

- Để nguội hòa tan cặn trong 3 mL Acid Clohydride, bay hơi trên cách thủy đến khô, làm ướt cặn bằng 3 giọt Acid Clohydride, thêm 10 mL nước và hòa tan

- Thêm 1 giọt Phenolphtalein và Amoniac từng giọt cho đến khi có màu đỏ nhạt, sau đó thêm 2 mL Acid Acetic loãng, lọc hỗn hợp trên sau đó rửa bằng 10 mL nước, chuyển dịch lọc và dịch rửa vào ống Nessler, thêm nước để tạo thành 50 mL và sử dụng dung dịch này làm thử nghiệm giải pháp

 Dung dịch đối chứng được chuẩn bị như sau:

- Đun nóng 10 mL dung dịch Magie Nitrat Hexahydrat trong Ethanol Để nguội sau đó thêm 1 mL Acid Sulfuric, đun nóng cẩn thận ở nhiệt độ từ 500oC đến 600oC Để nguội và thêm 3 mL Acid Clohydric

- Hãy tiến hành theo chỉ dẫn trong dung dịch thử nghiệm, sau đó thêm 2,0 mL dung dịch chì tiêu chuẩn (không quá 20 ppm) và nước để tạo thành 50 mL

B Thử tạp chất liên quan khác

Hòa tan 50 mg Temocapril Hydrochloride trong 100 mL Acetonitril pha loãng (pha loãng 2 lần) và sử dụng dung dịch này làm dung dịch mẫu Lấy 1 mL dung dịch mẫu, thêm Acetonitril (pha loãng 2 lần) đã pha loãng để tạo thành 100 mL và sử dụng dung dịch này làm dung dịch chuẩn thực hiện phép thử với chính

xác 10 µL mỗi dung dịch mẫu và dung dịch chuẩn theo Sắc ký lỏng với các

điều kiện sau:

- Xác định từng khu vực đỉnh bằng phương pháp tích hợp tự động: Diện tích

của đỉnh khác với Temocapril thu được từ dung dịch mẫu không lớn hơn 1/5 lần diện tích pic của Temocapril thu được từ dung dịch tiêu chuẩn và tổng diện tích của các pic không phải Temocapril từ dung dịch mẫu không lớn hơn 1/2

lần diện tích pic của Temocapril từ dung dịch tiêu chuẩn

- Điều kiện hoạt động:

+ Detector: Một quang kế hấp thụ tia cực tím (bước sóng: 234 nm)

+ Cột: Một cột thép không gỉ có đường kính bên trong 6,0 mm và chiều dài 15 cm, được nhồi Silicagel octadecylsilanized dùng cho sắc ký lỏng (đường kính hạt 5 µm)

+ Nhiệt độ cột: Nhiệt độ không đổi khoảng 40oC

+ Pha động: Hỗn hợp Acid Phosphoric loãng (pha loãng 500 lần) và Acetonitril (63:37)

+ Tốc độ dòng chảy: Điều chỉnh sao cho thời gian lưu của Temocapril là khoảng 11 phút

+ Khoảng thời gian đo lường: Dài hơn khoảng 4 lần thời gian lưu của Temocapril, bắt đầu sau pic của dung môi

- Tính phù hợp của hệ thống

+ Kiểm tra khả năng phát hiện cần thiết: Lấy 1 mL chất chuẩn dung dịch và thêm Acetonitril đã pha loãng (pha loãng 2 lần) để tạo chính xác 10 mL

Xác nhận rằng diện tích đỉnh của Temocapril thu được với 10 µL dung dịch này tương đương với 7 đến 13% của dung dịch đó thu được 10 µL

dung dịch tiêu chuẩn

+ Hiệu suất hệ thống: Chạy với 10 µL dung dịch chuẩn trong các quy trình

vận hành trên, số đĩa lý thuyết và độ đối xứng hệ số của pic Temocapril tương ứng không nhỏ hơn 7000 và không quá 1,5

+ Độ lặp lại của hệ thống: Khi thử nghiệm được lặp lại 6 lần với 10 µL dung dịch chuẩn trong các điều kiện vận hành trên, độ lệch chuẩn tương đối của pic diện tích temocapril không quá 2.0%

4.1.3 Định lượng

Cân chính xác khoảng 0,8 g Temocapril Hydroclorua, hòa tan trong 80 mL hỗn hợp Anhydric Acetic và Acid Acetic (7:3), và chuẩn độ bằng Acid Perchloric 0,1M (chuẩn độ điện thế)

Mỗi 1 mL Acid Perchloric 0,1 M = 51,31 mg C23H28N2O5S2.HCl

4.2 Tiêu chuẩn kiểm nghiệm đề xuất

4.2.1 Định tính