Nghiên cứu quy trình tổng hợp clopidogrel

B ộ YTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Dược - HÀ NỘI ____ KIM THỊ THÙY DUYÊN NGHIÊN cú tr QUI TRÌNH TỔNG HỢP CLOPIDOGREL KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP Dược SỸ Người hướng dẫn: 1. TS. Vũ Tran Anh 2. TS. Nguyễn Văn Tài Nơi thực hiện: ỈGioa Hóa thực vật -Viện Dược Liệu Thời gian thực hiện : 10/2010 - 05/2011 HÀ NỘI-2011 1'RIJỦNG ĐH DUỢC HẦ NỘĨ Ngàv Sù., tnánạ 20.i:k Số ĐKCB; x.ú .,. ỉUị<l. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian làm khóa luận tốt nghiệp, với sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, tôi đã hoàn thành được khóa luận tốt nghiệp của mình. Với lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới: TS. VÛ Trần Anh - Giảng viên - Bộ môn Hóa hữu cơ , Trường ĐH Dược Hà Nội. TS. Nguyễn Văn Tài - Phó khoa - Khoa Hóa thực vật, Viện Dược liệu. TS. Nguyễn Thế Hùng - Giảng viên - Bộ môn Dược học cổ truyền, Trường ĐH Dược Hà Nội. Là những người thầy đã trực tiếp hướng dẫn và tận tình giúp đỡ tôi trong suốt quá trình làm khóa luận. Tiếp theo, tôi xin chân thành cảm ơn các anh chị trong Khoa Hóa thực vật, Viện Dược liệu đã luôn quan tâm, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất tới các thầy cô giáo trong trưòng, tới gia đình và bạn bè đã luôn ở bên động viên, giúp đỡ tôi trong học tập cũng như trong cuộc sống. Do thời gian thực hiện đề tài có hạn nên khóa luận của tôi không thể tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong có được sự góp ý báu của các thầy cô và các bạn sinh viên. Hà Nội, tháng 5 năm 2011 Sinh viên Kim Thị Thùy Duyên ĐẶ T V Ấ N Đ Ề 1 CHƯƠNG 1: TỐNG Q U A N 2 1.1. BỆNH LÝ HUYẾT KHỐ I 2 1.1.1. Khái niệm và nguyên n h â n 2 1.1.2.Các nhóm thuốc chổng kết tập tiểu c ầ u 3 1.2. TỔNG QU A N VỀ CLOPIDOGREL 3 1.2.1 .Cấu trúc hóa học và tính chất lý hóa 3 1.2.2. Dược lý, cơ chế tác dụng và chỉ định . 4 1.3. TÔNG QUAN VỀ TÌNHHÌNH NGHIÊN c ứ u TỔNG HỢP CLOPIDOREL 5 1.3.1. Tình hình nghiên cứu tổng họp Clopidogrel tại V iệt N am 5 1.3.2. Tình hình nghiên cứu tổng hợp Clopidogrel trên thế g iớ i 6 1.4. MỘT SỐ C ơ CHẾ PHẢN ỨNG LIÊN Q U A N 11 1.4.1. Phản ứng ester h ó a 11 1.4.2. Phản ứng ngưng tụ 11 1.4.3. Phản ứng thế nucleophin 12 CHƯƠNG 2: ĐOI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u 14 2.1. NỘI D U N G NGHIÊN c ứ u 14 2.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ứ u . . 14 2.2.1. Phưomg pháp tổng hợp hóa học và kiểm tra độ tinh kh iết 14 2.2.2.PhưoTig pháp xác định cấu trúc 15 2.2.2.1 Phổ hồng ngoại ( I R ) 15 2.2.2.2.PhỔ khối (M sj . 15 2.2.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 16 CHƯƠNG 3: TH ự C NGHIỆM, KẾT Q UẢ V À BÀ N L U Ậ N ! . n 3.1. TỔNG HỢP AC ID a-A M IN 0 -(2 -C L 0R 0P H E N Y L )A C ET IC 17 3.1.1. Thực nghiệm . 17 3.1 .2.cấu trúc họp chất acid a-am ino-(2-clorophenyl)acetic 19 3.1.2.1 .Phân tích phổ hồng ngoại 19 3.1.2.2.Phân tích phổ kh ối 20 3.1.3. Nhận x ét 20 3.2. TỔNG HỢP (±) ESTER METHYL-2-CLOROPHENY LGLYC IN 23 3.2.1.Thực nghiệm 23 3.2.2.cấu trúc hợp chất (±) ester m ethyl-2- clorophenylglycin 24 3.2.2 .1.Phân tích phổ hồng ngoại 24 3.2.2.2.Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 25 3.2.3. Nhận x é t 25 3.3. TỔNG HỢP 2-THIENYL-p-TOLUENSUPHONAT 26 3.3.1.Thực ngh iệm 26 3.3.2.Cấu trúc hợp chất 2- thienylethyl-p-toluensulphonat 27 3.3.2.1. Phân tích phổ hồng ngoại 27 MỤC LỤC Trang s.3.2.2. Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 28 3 3 .2.3 Phân tích phổ 13C T ^ R . 28 3.3.3.N hận x ét ! 29 3.4. TỔNG HỢP (±)-M ETHY L-a-(2-(THIO PH EN-2-YL)ETH YL AM IN O)- 2-(2-CL O R O PH E NY L)ACETAT HYD RO C LO RID . . 29 3.4.1.Thực nghiệm . 29 3.4.2. Cấu trúc họp chất (±)-m ethyl-a-(2-(thio p h en -2-yl)ethyla m ino)-2 - ( 2-clorophenyl)acetat hydroclorid 30 3.4 .2.1.Phân tích phổ hồng ngoại 31 3.4 .2.2.Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nh ân 32 3.4 3 Nhận xét: * 33 3.5. TÔNG HỢP CLOPIDOGREL RACEMIC 33 3.5.1.Thực ngh iệm 33 3.5.2.Cấu trúc họp chất clopidogrel racem ic 34 3.5.2.1.Phân tích phổ k h ố i 34 3.5.2.2.Phân tích phổ hồng ngoại 34 3.5.2.3.Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 35 3 5.2.4.Phân tích phổ '^'c N M R ' 36 3.5.2.5.Phân tích phổ H P L C 36 3.5.3. Nhận x ét . 36 CHƯƠNG 4:’k ẾT l u ậ n v à đ ề x u ấ t 38 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT NMR: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 'H NMR; Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton DCM: Dicloromethan DMF: Dimethy íormamid EtOAc: Ethyl acetat HPLC; Sắc ký lỏng hiệu năng cao IR: Phổ hồng ngoại MS: Phổ khối lượng MeOH: Methanol SKLM: Sắc ký lóp mỏng EtsN: T riethy lamin Sơ đồ 1; Cơ chế đông máu 2 Sơ đồ 2; Cơ chế tác dụng của clopỉdogrel 4 Sơ đồ 3; Quỉ trình tổng hợp clopỉdogrel 6 Sơ đồ 4; Tổng hợp Clopidogrel theo phương pháp 1 7 Sơ đồ 5; Tổng hợp clopidogrel theo phương pháp 2 9 Sơ đồ 6; Tổng hợp cỉopidogrel theo phương pháp 3 9 Sơ đồ 7; Sơ đồ tổng hợp clopỉdogrel 17 DANH MỤC CÁC s ơ Đồ Trang Bảng 1; Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ hồng ngoại của acid a-amino (2-clorophenyl)acetic 19 Bảng 2; Khảo sát ảnh hưởng của yếu tổ dung môi chiết và thời gian thủy phân lên hiệu suất phản ứng 20 Bảng 3; Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ hồng ngoại của (±) ester methỵỉ-2-clorophenylglycin 24 Bảng 4; Kết quả phân tích phổ ^H-NMR của (±) ester methyl-2- clorophenyỉgỉycin 25 Bảng 5; Các dải hấp thụ đặc trimg trong phổ hồng ngoại của 2- thỉenylethyl-p- toluensulphonat 27 Bảng 6: Kết quả phân tích phổ ^H-NMR của 2- thienylethyl-p- toluensulphonat 28 Bảng 1: Các dải hấp thụ đặc trưng trong pho hồng ngoại của (±)-methyl-2 -(2-(thiophen-2-yl)ethylamỉno)-2-(2-clorophenyl)acetat hydroclorid 31 Bảng 8; Kết quả phân tích phổ ^H-NMR của của (±)-methyỉ- 2-(2- (thỉophen-2-yl) ethylamỉno)-2-(2-clorophenyl)acetat hydroclorid 32 Bảng 9; Các dải hấp thụ đặc trimg trong phổ hồng ngoại của (±)-clopidogrel 34 Bảng 10; Kết quả phản tích phổ ^H-NMR của (±)-clopidogrel 35 Bảng 11: Anh hưởng tỷ lệ của (±) — methyl- a — ( 2 — ( thiophen - 2 -yỉỳethyỉamino) — 2 - (2- clorophenyl) acetat hydroclorỉd (4) với tác nhân phản ứng lên hiệu suất phản ứng 36 DANH MỤC CÁC BẢNG Trang ĐẶT VÁN ĐÈ Thuốc chống kết tập tiểu cầu là nhóm thuốc quan trọng trong điều trị bệnh lý huyết khối động mạch - tĩnh mạch.Trong đó, Clopidogrel được biết đến với hiệu quả cao, an toàn hơn so với các thuốc khác trong nhóm như Aspirin, Ticlodipin, Abciximab [4] Hiện nay, biệt dược Plavix với hoạt chất là Clopidogrel bisulphat được phân phối độc quyền tại Việt Nam bởi công ty Sanofi - Synthelabo. Biệt dược này có giá bán khá cao (khoảng SOO.OOOđ/ 1 vỉ 14 viên hàm lượng 75 mg). Đứng trước nhu cầu lớn về loại thuốc này, kết họp với thời hạn bảo vệ bản quyền của Clopidogrel sắp hết thì việc nghiên cứu tổng hợp và tinh chế Clopidogrel làm nguyên liệu sản xuất thuốc generic là vô cùng cấp thiết, có ý nghĩa về nhiều mặt: Vừa giúp phát triển ngành hóa dược, vừa đem lại hiệu quả kinh tế và chăm sóc sức khỏe nhân dân. Do đó chúng tôi tiến hành đề tài Nghiên cứu qui trình tổng hợp clopidogreV’ với các mục tiêu: - Nghiên cứu xây dựng được phưong pháp tổng hợp Clopidogrel racemic - Kiểm tra độ tinh khiết của Clopidogrel racemic thu được. CHƯƠNG 1 TỎNG QUAN ỉ.ỉ. Bệnh lý huyết khối l.L L Khái niệm và nguyên nhân [4] - Huyết khối là quá trình hình thành cục máu đông ngay cả khi không có chảy máu, có thể xảy ra ở động mạch hay tĩnh mạch - Cơ chế đông máu Yếu tố nội sinh Yếu tố ngoại sinh ( + ) i^(+) Các yếu tố đông máu kết hợp với ( + ) Thrombo / dnase ( + ) V Prothrombin -> Thrombin Fibrinogen ( + ) -> Fibrin V Kết tập tiểu cầu và hình thành cục máu đông Sơ đồ 1; Cơ chế đông máu Nguyên nhân gây huyết khối: Có 3 nguyên nhân chính gây nên tình trạng huyết khối: + Thay đổi lưu lượng dòng: Chủ yếu là giảm lưu lượng dòng + Tổn thương nội mạc: Như xơ vữa động mạch + Tăng đông máu quá mức: Có thể do di truyền hay mắc phải - Hậu quả của huyết khối: Có thể gây tình trạng thuyên tắc (tắc mạch) do cục máu đông di chuyển, đọng lại trong thành mạch, có thể gây nguy hiểm khi di chuyển đến tim, gan, phổi. 1.1.2. Các nhóm thuốc chống kết tập tiểu cầu: Các nhóm thuốc chống kết tập tiểu cầu được phân loại dựa trên đích tác dụng của chúng, bao gồm: - Thuốc ức chế glycoprotein Ilb/IIIa: Abciximab, Eptifibatid, Tirofiban - Thuốc ức chế gắn ADP vào receptor của nó trên màng tiểu cầu: Clopidogrel, Ticlodipin - Thuốc ức chế thromboxan A2: Aspirin 1.2. Tổng quan về Clopidogrel 1.2.1. Cẩu trúc hóa học và tính chất lý hóa [9] Clopidogrel có công thức hóa học là C16H16CINO2S, trọng lượng phân tử 321,82g/mol. Tên khoa học: (±)-methyl-2-(2-clorophenyl)-2-(6,7-dihydrothieno[3,2- c]pyridin-5(4H)-yl) acetat Công thức cấu tạo: C 0 0 CH 3 Clopidogrel tồn tại dưới hai dạng đồng phân đối quang là (S)-(+)- clopidogrel và (R)-(-)-clopidogrel. Clopidogrel dạng base tự do ở dạng dầu, kém bền, khó tinh chế và khó bào chế hơn dạng muối của nó là Clopidogrel bisulphat. Vì vậy, hiện nay hoạt chất trong các dạng bào chế tồn tại dưới dạng [...]... tim hoc bnh ng mch ngoi biờn ó xỏc nh [4] 1.3 Tng quan v tỡnh hỡnh nghiờn cu tng hp Clopidogrel 1.3.1 Tinh hỡnh nghiờn cu tng hp Clopidogrel ti Vit Nam Theo tỡm hiu ban u ca chỳng tụi, ti Vit Nam hin nay cha cú nhiu ti nghiờn cu qui trỡnh tng hp Clopidogrel Trong cụng trỡnh nghiờn cu mi õy ca tỏc gi Nguyn Vn Ti v cng s, Clopidogrel c tng hp t cỏc cht u l acid a-bromo-2clorophenylacetic v thiophen-2-ethylamin... khụng cn tinh ch cỏc sn phm trung gian [5] CI Cl Br 'CO OH - Br CH3O X a H H2SO4 COOCH3 CI COOCH3 Et,N Dung môi Clopidogrel racemic HCl HCHO 0 ^ NH2 CH2 CI2 ^ N DMF HN' Hcf S 3: Qu trỡnh tng hp ()~ Clopidogrel 1.3.2 Tỡnh hỡnh nghiờn cu tng hp Clopidogrel trờn th gii Cụng trỡnh nghiờn cu v tng hp Clopidogrel c cụng b ln u tiờn trong 2 bng phỏt minh US4847265 [7] v US4529596 [6] di dng hn hp racemic Theo... ln ca Trung Quc (S 4) CI CI Br Br CH3OH CI H2SO4 HCHO NH, N H2O ầOOCH3 K2CO3 HCI - ^ Dung môi H" N Clopidogrel racemic DF M HCl L-10-CSA Dung môi Lọc ầI ầOOCH3 ầ 00 C ầOOCH3 I ỗoo H2SO4 (S)' Acetone (S) H2S04 C I NaHCOs COOCH3 (S) ,10-L-CSA Clopidogrel bisulfate _ Clopidogrel _? S ụ 4: Tụng hp Clopidogrel theo phng phỏp 1 C I COOCH3 (R ^ )N 'S ,10-L-CSA Nhn xột qui trỡnh: u ờm: - Clopodogrel c... ] õy l qui trỡnh tng hp Clopidogrel c cụng ty Sanofi - Aventis ng dng sn xut bit dc Plavix trờn th trng Qui trỡnh tng hp Clopidogrel theo phng phỏp 2 khỏ ging phng phỏp 1, tc l i t nguyờn liu thng mi cú sn l 2- clorobenzaldehyd v 2- thiophen carboxaldehyd qua 6 giai on phn ng (S 5) Cl A ^ cho NaCN MeO^O CO" ĩ { jC ớ ' ' C i MeO-^ 0 CO t 5 Clopidogrel racemic S 5: Tng hp Clopidogrel theo con ng... OTs 1) ầO2CH3 HN"Sr^ cr ^ H2SO4 {+) -clopidogrel bisulfate 2) H2SO4, aceton CXĩẻ c r HCI KH2PO4, toluen, 90đc H,N"Sr^ cr 2) HCI 143 kg, tinh khi 99,77% S 6 : Tng hp Clopidogrel theo phng phỏp 3 10 Trong phm vi khúa lun, chỳng tụi xin trỡnh by phn nghiờn cu tng hp Clopidogrel da trờn nhng phn ng theo phỏt minh s S20070225320 ca Eswaraiah Sajja v cng s vỡ cỏc lý do: - Clopidogrel c tng hp t cht u l ()-2-... h t T rớH ỡH iiifớJ *c ô A c g r ^ iiM f r > * f lo w C >1om cti7 S 2; C ch tỏc dng ca Clopidogrel [12] Clopidogrel c cú hiu qu tt v ớt tỏc dng ph trờn d dy hn cỏc thuc chng kt tp tiu cu khỏc trong nhúm nh Aspirin, Ticlodipin Thuc phỏt huy tỏc dng nhanh (sau 5h) v cú tỏc dng kộo di (t 7 n 10 ngy) [4 Hin nay, Clopidogrel cú ch nh dựng d phũng nguyờn phỏt cỏc ri lon do nghn mch huyt khi nh nhi mỏu... tng hp Clopidogrel racemic da trờn phỏt minh US20070225320 ca Eswaraiah Sajja v cng s Cỏc sn phm trung gian v sn phm cui c xỏc nh cu trỳc bng phng phỏp húa lý Quỏ trỡnh tng hp Clopidogrel racemic c thc hin theo s 7 o CO2H 1 CO2CH3 )NH4 C K I, CN 2)MeOH cr H2SO4, MeOH 67c, 40 h cr TsCI, EI3N / 1 HoN" H cr / 1 Ts toluen 3 C02CH3 (C 20)n-H H 20 phòng 24 h cr CO2CH3 HCI H N KH2PO4, cr H I C Clopidogrel. .. phõn t: 419,9 g/mol Tờn khoa hc: Methyl-(S)-a-(2-clorophenyl)-6,7dihydrothieno[3,2-c]pyridin-5(4H)-acetat sulphat (1:1) 1.2.2 Dc l, c ch tỏc dng v ch nh Clopidogrel c s dng qua ềTig ung di dng tin cht, sau khi chuyn húa qua gan to thnh cht cú hot tớnh Clopidogrel c ch gn ADP vo receptor ca nú trờn mng tiu cu, gõy c ch hot húa receptor GP Ilb/IIIa, ngn cn gn ớlbrin vo tiu cu hỡnh thnh cc mỏu ụng \ iir(>... -clorophenyl)acetat, õy nhng cht kớch ng niờm mc Phng phỏp 3 Trong SP20070225320 [11], tỏc gi Sajja v cng s ó a ra qui trỡnh tng hp Clopidogrel i t ()-2-clorophenylglycin v 2-(thiophen-2-yl) ethanol õy l qui trỡnh ang c cỏc cụng ty dc ti n ỏp dng sn xut thuc generic ca Clopidogrel qui mụ cụng nghip (gun hi I- u r CO2H CO2CH3 H2S04, MeOH 67C, 15 h er ^ 180 kg HN p" ầO2CH3 HN o MeOH cr 72% CO2CH3 (+)-tartaric... sulphat, cũn gi l clopidogrel bisuphat Hin nay, trờn th gii ch yu dựng dng bo ch cha ng phõn quang hc (S) vỡ cho hiu qu cha bnh cao v trỏnh c cỏc tỏc dng ph Vỡ vy hu ht cỏc phỏt minh trờn th gii v tng hp, tinh ch cỏc hp cht trung gian hoc sn phm cui u hng n ng phõn quang hc (+)-methyl-2-(2clorophenyl)-2-(6,7-dihydo-thieno [3,2-c]pyridine- 5(4H)-yl)acetat sulphat Trờn th gii, (S) - Clopidogrel bisulphat . m«i CI COOCH3 Clopidogrel racemic Sơ đồ 3: Quỉ trình tổng hợp (±)~ Clopidogrel 1.3.2. Tình hình nghiên cứu tổng hợp Clopidogrel trên thế giới Công trình nghiên cứu về tổng họp Clopidogrel được. nay chưa có nhiều đề tài nghiên cứu qui trình tổng hợp Clopidogrel. Trong công trình nghiên cứu mới đây của tác giả Nguyễn Văn Tài và cộng sự, Clopidogrel được tổng hợp từ các chất đầu là acid. clopỉdogrel 4 Sơ đồ 3; Quỉ trình tổng hợp clopỉdogrel 6 Sơ đồ 4; Tổng hợp Clopidogrel theo phương pháp 1 7 Sơ đồ 5; Tổng hợp clopidogrel theo phương pháp 2 9 Sơ đồ 6; Tổng hợp cỉopidogrel theo