Nghiên cứu một số phản ứng để xây dựng quy trình tổng hợp tamsulosin từ l tyrosin

ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, ngành Công nghiệp Dược ở Việt Nam đang phát triển rất mạnh mẽ nhưng có một thực tại là nguồn nguyên liệu để sản xuất dược phẩm trong nước chủ yếu lại phải nhập từ nước ngoài. Theo thống kê cho thấy, tuy chúng ta đã sản xuất được 50% chế phẩm dược (chủ yếu là các thuốc thông thường) song cả nước vẫn phải nhập khẩu từ 8085% nguyên liệu dược chất để sản xuất thuốc 4. Vì thế chủ động nguyên liệu làm thuốc đang là một vấn đề cấp bách để phát triển Công nghiệp Dược nước nhà. Thực hiện chủ trương của Đảng và Nhà nước ta về phát triển Công nghiệp Dược, phát triển Công nghiệp Hóa Dược đóng một vai trò rất quan trọng, trong đó việc tổng hợp những hợp chất trung gian có ý nghĩa to lớn trong tổng hợp nguyên liệu dược chất để sản xuất thuốc. Tamsulosin một thuốc dùng trong điều trị BPH, cho đến nay đều có nguồn gốc nhập khẩu mặc dù nhu cầu sử dụng thuốc này để điều trị là rất lớn. Thực tế cho thấy, nguyên liệu tamsulosin để sản xuất thuốc chúng ta vẫn chưa tổng hợp được và các nghiên cứu về phản ứng để tổng hợp tamsulosin đang còn rất hạn chế. Do vậy, để góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp tamsulosin, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu một số phản ứng để xây dựng quy trình tổng hợp tamsulosin từ Ltyrosin”. Với mục tiêu: Nghiên cứu các phản ứng tổng hợp từ Ltyrosin một số chất trung gian trong quy trình tổng hợp tamsulosin.

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI HOÀNG THỊ HẢI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHẢN ỨNG ĐỂ XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP TAMSULOSIN TỪ L-TYROSIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2015 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI HOÀNG THỊ HẢI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHẢN ỨNG ĐỂ XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP TAMSULOSIN TỪ L-TYROSIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Trải qua 5 năm học tại Trường Đại học Dược Hà Nội, được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, gia đình cùng bạn bè, tôi đã hoàn thành khóa học và Khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu một số phản ứng để xây dựng quy trình tổng hợp tamsulosin từ L-tyrosin”. Với tất cả sự kính trọng, trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian qua. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Nguyễn Văn Hải, ThS. Nguyễn Văn Giang, các thầy cô giáo phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa Dược - Bộ môn Công nghiệp Dược - Trường Đại học Dược Hà Nội, các anh chị Khoa Hóa - Trường Đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, các anh chị thuộc phòng Phân tích phổ - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã giúp tôi hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp này. Tôi xin được gửi lời tri ân đến tất cả các thầy giáo, cô giáo Trường Đại học Dược Hà Nội đã luôn ân cần chỉ bảo, dạy dỗ tôi trong suốt 5 năm học vừa qua. Cuối cùng, tôi xin được gửi lời biết ơn sâu sắc nhất đến gia đình tôi, bạn bè tôi đặc biệt là các bạn cùng thực hiện Khóa luận tốt nghiệp tại phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa Dược - Bộ môn Công nghiệp Dược đã luôn ở bên tôi, là nguồn động lực vô cùng to lớn giúp tôi suốt thời gian đi học và trong thời gian làm Khóa luận tốt nghiệp này. Hà Nội, ngày 14 tháng 05 năm 2015 Sinh viên Hoàng Thị Hải MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ 1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 2 1.1. Bệnh u xơ tiền liệt tuyến 2 1.1.1. Đại cương 2 1.1.2. Điều trị 2 1.2. Tổng quan về tamsulosin 3 1.2.1. Cấu trúc hóa học 3 1.2.2. Tính chất vật lý của tamsulosin hydroclorid 4 1.2.3. Định tính, định lượng tamsulosin hydroclorid 4 1.2.4. Biệt dược 4 1.2.5. Dược động học 4 1.2.6. Tác dụng, công dụng, liều dùng 5 1.2.7. Tác dụng phụ và thận trọng 6 1.2.8. Tương tác thuốc 6 1.3. Phương pháp tổng hợp tamsulosin 7 1.3.1. Tổng hợp tamsulosin qua trung gian (R)-5-(2-aminopropyl)-2- methoxybenzensulfonamid 7 1.3.1.1. Phương pháp bảo toàn cấu hình từ L-tyrosin theo R. H. Jih 9 1.3.1.2. Phương pháp tổng hợp bất đối của J. Hajicek 10 1.3.1.3. Phương pháp tổng hợp và tách đồng phân đối quang từ hỗn hợp racemic theo K. A. Virendra 10 1.3.1.4. Phương pháp tổng hợp của J. A. Ellman 11 1.3.2. Tổng hợp tamsulosin không qua trung gian (R)-5-(2-aminopropyl)-2- methoxybenzensulfonamid 12 1.3.2.1. Phương pháp của V. Dambrin 12 1.3.2.2. Phương pháp sử dụng enzym của J. V. Prieto 14 1.4. Phân tích, lựa chọn hướng nghiên cứu tổng hợp các hợp chất trung gian 14 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1. Nguyên liệu, hóa chất 17 2.2. Thiết bị, dụng cụ 18 2.3. Nội dung nghiên cứu 19 2.4. Phương pháp nghiên cứu 21 2.4.1. Tiến hành các phản ứng hóa học để tổng hợp các chất trung gian trên con đường tổng hợp tamsulosin từ nguyên liệu L-tyrosin 21 2.4.2. Các phương pháp vật lý, hoá học để chiết tách và tinh chế các sản phẩm tạo thành 21 2.4.3. Xác định độ tinh khiết các sản phẩm của phản ứng 22 2.4.4. Phương pháp khẳng định cấu trúc 22 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 23 3.1. Thực nghiệm, kết quả 23 3.1.1. Tổng hợp theo phương pháp của R. H. Jih và V. Dambrin 23 3.1.1.1. Tổng hợp N-acetyl-L-tyrosin 23 3.1.1.2. Tổng hợp N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester 24 3.1.1.3. Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester 25 3.1.1.4. Tổng hợp (S )-N- [1-hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propan-2- yl]acetamid 25 3.1.1.5. Tổng hợp (S)-N-[1-cloro-3-(4-methoxyphenyl)propan-2-yl]acetamid 26 3.1.1.6. Nghiên cứu phản ứng khử hóa hợp chất (S)-N-[1-cloro-3-(4- methoxyphenyl)propan-2-yl]acetamid theo phương pháp của I. Hayakawa 27 3.1.2. Thay đổi nhóm bảo vệ acid và amin của L-tyrosin trong quá trình thực hiện phản ứng tạo các chất trung gian 28 3.1.2.1. Tổng hợp methyl-[2-amino-3-(4-hydroxy)phenyl]propanoat 28 3.1.2.2. Tổng hợp methyl-[2-butoxycarbonylamino-3-(4- hydroxyphenyl)]propanoat 30 3.1.2.3. Tổng hợp methyl-[2-butoxycarbonylamino-3-(4- methoxyphenyl)]propanoat 30 3.2 . Xác định cấu trúc các chất tổng hợp được bằng phương pháp phổ 31 3.2.1. Kết quả phân tích phổ IR 31 3.2.2. Kết quả phân tích phổ MS 32 3.2.3. Kết quả phân tích phổ 1 H-NMR 32 3.3. Bàn luận 33 3.3.1. Bàn luận về các phản ứng tổng hợp hóa học 33 3.3.2. Bàn luận vê cấu trúc hóa học các chất tổng hợp được 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ac Acetyl Boc Tert-butoxycarbonyl BPH U xơ tuyến tiền liệt (Benign prostatic hyperplasia) BuOH n-butanol Cbz Carboxybenzoyl CTPT Công thức phân tử DHT Dihydrotestosteron DME Dimethylether DMF Dimethylformamid DMSO Dimethylsulfoxid đvC Đơn vị Carbon Et Ethyl 1 H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton ( 1 H - Nuclear magnetic resonance spectrometry) IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) Me Methyl MS Phổ khối lượng phân tử (Mass spectroscopy) R f Hệ số lưu gi (Rentention factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) TEA Triethylamin THF Tetrahydrofuran t o nc Nhiệt độ nóng chảy Ts Tosyl V/V Thể tích/thể tích DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Các nhóm thuốc chính điều trị BPH 2 Bảng 2.1. Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu 17 Bảng 2.2. Các thiết bị, máy móc nghiên cứu 18 Bảng 2.3. Các dụng cụ nghiên cứu 19 Bảng 3.1. Ảnh hưởng của dung môi tới phản ứng tổng hợp (S)-N-[1-cloro-3-(4- methoxyphenyl)propan-2-yl]acetamid 27 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của xúc tác tới phản ứng tổng hợp methyl-[2-amino-3-(4- hydroxyphenyl)]propanoat 29 Bảng 3.3. Kết quả phân tích phổ IR 31 Bảng 3.4. Kết quả phân tích phổ MS 32 Bảng 3.5. Kết quả phân tích phổ 1 H-NMR 32 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Tổng hợp (R)-tamsulosin theo R. H. Jih 7 Sơ đồ 1.2. Tổng hợp chất trung gian 2-[(2-ethoxyphenoxy)]ethyl-4- methylbenzensulfonat theo R. H. Jih 7 Sơ đồ 1.3. Tổng hợp tamsulosin theo G. K. Anand 8 Sơ đồ 1.4. Tổng hợp (R)-5-(2-aminopropyl)-2-methoxybenzensulfonamid theo R. H. Jin 9 Sơ đồ 1.5. Tổng hợp (R)-5-(2-aminopropyl)-2-methoxybenzensulfonamid theo J. Hajicek 10 Sơ đồ 1.6. Tổng hợp và tách đồng phân (R)-5-(2-aminopropyl)-2- methoxybenzensulfonamid theo K. A. Virendra 11 Sơ đồ 1.7. Tổng hợp (R)-5-(2-aminopropyl)-2-methoxybenzensulfonamid theo J. A. Ellman 12 Sơ đồ 1.8. Tổng hợp (R)-tamsulosin hydroclorid theo V. Dambrin 13 Sơ đồ 1.9. Tổng hợp tamsulosin theo J. V. Prieto 14 Sơ đồ 1.10. Phản ứng khử ester thành alcol theo H. Kohno 15 Sơ đồ 1.11. Phản ứng khử hợp chất clor theo I. Hayakawa 16 Sơ đồ 2.1. Tổng hợp một số chất trung gian theo R. H. Jih và V. Dambrin 20 Sơ đồ 2.2. Tổng hợp một số chất trung gian sử dụng nhóm bảo vệ acid và amin của L-tyrosin tương ứng là nhóm methyl và Boc 20 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong nhng năm gần đây, ngành Công nghiệp Dược ở Việt Nam đang phát triển rất mạnh mẽ nhưng có một thực tại là nguồn nguyên liệu để sản xuất dược phẩm trong nước chủ yếu lại phải nhập từ nước ngoài. Theo thống kê cho thấy, tuy chúng ta đã sản xuất được 50% chế phẩm dược (chủ yếu là các thuốc thông thường) song cả nước vẫn phải nhập khẩu từ 80-85% nguyên liệu dược chất để sản xuất thuốc [4]. Vì thế chủ động nguyên liệu làm thuốc đang là một vấn đề cấp bách để phát triển Công nghiệp Dược nước nhà. Thực hiện chủ trương của Đảng và Nhà nước ta về phát triển Công nghiệp Dược, phát triển Công nghiệp Hóa Dược đóng một vai trò rất quan trọng, trong đó việc tổng hợp nhng hợp chất trung gian có ý nghĩa to lớn trong tổng hợp nguyên liệu dược chất để sản xuất thuốc. Tamsulosin - một thuốc dùng trong điều trị BPH, cho đến nay đều có nguồn gốc nhập khẩu mặc dù nhu cầu sử dụng thuốc này để điều trị là rất lớn. Thực tế cho thấy, nguyên liệu tamsulosin để sản xuất thuốc chúng ta vẫn chưa tổng hợp được và các nghiên cứu về phản ứng để tổng hợp tamsulosin đang còn rất hạn chế. Do vậy, để góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp tamsulosin, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu một số phản ứng để xây dựng quy trình tổng hợp tamsulosin từ L-tyrosin”. Với mục tiêu: Nghiên cứu các phản ứng tổng hợp từ L-tyrosin một số chất trung gian trong quy trình tổng hợp tamsulosin. [...]... cứu  Tổng hợp hoá học: Chúng tôi tiến hành các phản ứng hóa học để tổng hợp được một số chất trung gian trong quy trình tổng hợp tamsulosin từ L- tyrosin  Hướng thứ nhất chúng tôi nghiên cứu tổng hợp theo con đường của R H Jih và V Dambrin các chất trung gian II, III, IV, V, VI, VII, có cải tiến để phù hợp với điều kiện thực tế và tối ưu hóa phản ứng (sơ đồ 2.1): 20 Sơ đồ 2.1 Tổng hợp một số chất trung... 100 ml hòa tan 9,28 g (35,0 mmol) O-methyl-N-acetyl -L- tyrosin ethyl ester (IV) trong 50,0 ml ethanol 96o L m l nh bên ngoài bình cầu bằng nước đá tới 5oC Thêm vào dung dịch phản ứng 3,3 g (87,0 mmol) NaBH4 (tỷ l mol của ester: NaBH4= 1:2,5) Tiếp tục khuấy ở nhiệt độ phòng 7 giờ Sau 7 giờ, l m l nh bình phản ứng bằng nước đá, thêm từ từ vào khối phản ứng 5,0 ml aceton để loại NaBH4 dư Nhỏ từ từ vào... L- tyrosin, tổng hợp các chất trung gian VIII, IX, X (sơ đồ 2.2): Sơ đồ 2.2 Tổng hợp một số chất trung gian sử dụng nhóm bảo vệ acid và amin của L- tyrosin tương ứng l nhóm methyl và Boc Từ hợp chất trung gian X tổng hợp được có thể tiếp tục tổng hợp (R)-5-(2aminopropyl)-2-methoxybenzensulfonamid (2) theo phương pháp của R H Jih qua các phản ứng khử ester, tosyl hóa, khử hợp chất tosyl, gắn nhóm sulfonamid... khối l ợng (MS) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Tiến hành các phản ứng hóa học để tổng hợp các chất trung gian trên con đường tổng hợp tamsulosin từ nguyên liệu L- tyrosin Phương pháp tổng hợp được l a chọn dựa trên cơ sở: nguyên liệu sẵn có, điều kiện phản ứng phù hợp điệu kiện phòng thí nghiệm, phương pháp nhằm định hướng cho việc hoàn thiện quy trình tổng. .. 1.3.1 Tổng hợp tamsulosin qua trung gian (R)-5-(2-aminopropyl)-2methoxybenzensulfonamid Quy trình tổng hợp của R H Jih và cộng sự (sơ đồ 1.1): Sơ đồ 1.1 Tổng hợp (R) -tamsulosin theo R H Jih Hợp chất (R)-5-(2-aminopropyl)-2-methoxybenzensulfonamid (2) phản ứng với 2-[(2-ethoxyphenoxy)]ethyl-4-methylbenzensulfonat (3) trong dung môi ethanol thu được tamsulosin dạng base (1) Tạo muối hydroclorid bằng HCl... hết 110,0 ml L m l nh bình phản ứng bằng nước đá xuống 5oC Nhỏ từ từ vào hỗn hợp 8 l n (mỗi l n 40,0 ml NaOH 2M và 4,5 ml anhydrid acetic), duy trì nhiệt độ dưới 5oC bằng nước đá và đảm bảo NaOH 2M luôn cho trước trong suốt quá trình nhỏ, l n nhỏ sau cách l n trước 2-3 phút Tổng thể tích anhydrid acetic đã sử dụng l 36,0 ml (0,38 mol) (tỷ l L- tyrosin: anhydrid acetic l 1:2,5 - đây l tỷ l tối ưu theo... 250 ml: 18,4 ml ethanol, l m l nh bên ngoài bình cầu bằng nước đá xuống 5oC Sục khí nitơ để loại ẩm, hạn chế quá trình phân hủy bởi ẩm của tác nhân Nhỏ từ từ 9,5 ml SOCl2 (0,13 mol) vào bình phản ứng, khuấy đều Đun hồi l u hỗn hợp trong 1 giờ đến khi không còn khí HCl thoát ra (kiểm tra bằng giấy chỉ thị vạn năng) Thêm vào khối phản ứng dung dịch chứa 22,3 g (0,1 mol) N-acetyl -L- tyrosin trong 50,0 ml... tổng hợp tamsulosin từ L- tyrosin có thể sản xuất ở quy mô công nghiệp Nguyên liệu L- tyrosin: được chiết tách ra từ dịch thuỷ phân các nguồn keratin khác nhau (sừng, l ng, tóc, móng…) trong môi trường acid L- tyrosin l phụ phẩm của quy trình chiết tách L- cystin l m nguyên liệu bán tổng hợp N-acetyl-Lcystein trong đề tài cấp Nhà nước đã được nghiệm thu thành công thực hiện bởi PGS.TS Nguyễn Đình Luyện... l mol ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng theo Ds Nguyễn Thị Vân Anh) [1] Tiếp tục khuấy ở nhiệt độ phòng thêm 30 phút để loại anhydrid còn dư Sau đó điều chỉnh dung dịch phản ứng về pH=2 bằng 190,0 ml H2SO4 6N Để tủ l nh qua đêm để L- tyrosin dư kết tủa L c bỏ phần tủa Xử l : Cất quay đến kiệt phần dịch l c thu được chất bán rắn màu vàng nhạt Thêm 200,0 ml ethanol 96o để hòa tan N-acetyl -L- tyrosin, l c... 13 Sơ đồ 1.8 Tổng hợp (R) -tamsulosin hydroclorid theo V Dambrin Đi từ L- tyrosin với các bước đầu tương tự R H Jih tới khi tổng hợp được chất V Tiến hành phản ứng thế nhóm –OH hợp chất V bằng nhóm –Cl, rồi thế nhóm –Cl bằng nhóm –SCH3 thu được hợp chất (S)-N-[1-(4-methoxyphenyl)-3(methylthio)propan-2-yl]acetamid (17) Clorosulfonamid hoá rồi loại bỏ nhóm bảo vệ acetyl của nhóm amin thu được hợp chất 18 . chế. Do vậy, để góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp tamsulosin, chúng tôi tiến hành đề tài Nghiên cứu một số phản ứng để xây dựng quy trình tổng hợp tamsulosin từ L-tyrosin BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI HOÀNG THỊ HẢI NGHIÊN CỨU MỘT SỐ PHẢN ỨNG ĐỂ XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP TAMSULOSIN TỪ L-TYROSIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn:. bạn bè, tôi đã hoàn thành khóa học và Khóa luận tốt nghiệp Nghiên cứu một số phản ứng để xây dựng quy trình tổng hợp tamsulosin từ L-tyrosin . Với tất cả sự kính trọng, trước tiên tôi xin