Nghiên cứu tổng hợp altretamin sử dụng xúc tác dị thể và kỹ thuật vi sóng

BỘYTẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI TRẦN TUẤN HIỆP NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ALTRETAMIN sử DỤNG x ú c TÁC DỊ THẺ VÀ KĨ THUẬT VI SÓNG KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Dược sĩ • • • Người hướng dẫn : TS. Đinh Thị Thanh Hải DS. Đinh Thị Hải Nơi thực hiện : Bộ môn Hóa hữu cơ HÀ NỘI-2011 Lời cảm ơn Tôi xin bày tỏ lòng biết 0fn sâu sắc đối với TS. Đinh Thị Thanh Hải và DS. Đinh Thị Hải những người thầy đã tận tuỵ hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khoá luận này. Tôi xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo và các anh chị kỹ thuật viên thuộc bộ môn Hoá hữu cơ - Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ động viên tôi trong quá trình học tập, thực nghiệm tại bộ môn. Trong quá trình thực hiện khoá luận tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ của cá nhân, đon vị trong và ngoài trưòmg, tôi xin chân thành cám ơn: ThS.Đào Thị Nhung khoa Hoá - Trưcmg đại học Khoa học Tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội; TS.Thành Thu Thuỷ Phòng khối phổ, Ths. Đặng Vũ Lương phòng NMR - Viện Hoá học - Trung tâm Khoa học Tự nhiên và Công nghệ Quốc gia. TS. Trần Việt Hùng Phòng Hóa lý, Viện Kiểm nghiệm thuốc trung ương - Bộ Y tế. Cuối cùng tôi xin chân thành cám ou gia đình và bạn bè đã quan tâm, động viên, giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện khoá luận này. Hà Nội, ngày 10 thảng 05 năm 2011 Trần Tuấn Hiệp CHÚ GIẢI CÁC CHỮ VIẾT TẮT Trong luận văn sử dụng mệt số chữ viết tắt sau; ’^C-NMR CTPT DMSO EtOH 'h - n m r Hep-2 IR KLPT L ư MeOH MS SKLM USP v s v WHO : Carbon nuclear magnetic resonance (phổ cộng hưởng từ Hạt nhân’^C) : Công thức phân tử : Dimethylsulfoxid : Ethanol : Proton nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ proton) : xế bào ung thư gan người : Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) : Khối lượng phân tử : xế bào ung thư phổi người : Methanol : Mass spectrometry (Phổ khối lưọng) : Sắc ký lớp mỏng : Nhiệt độ : United State Pharmacopeia (Dược điển Mỹ) : Vi sinh vật : World Health Organization (Tổ chức Y tế thế giới) Bảng Trang 3.1 Hiệu suất phản ứng thay đổi theo thời gian chiếu vi sóng 23 3.2 Hiệu suất phản ứng thay đổi theo chế độ chiếu vi sóng 26 3.3 Hiệu suất phản ứng thay đổi theo thời gian chiếu vi sóng 28 3.4 Hiệu suất phản ứng thay đổi theo xúc tác phản ứng 29 3.5 Tóm tắt kết quả sắc kí lớp mỏng 32 3.6 Số liệu phổ hồng ngoại của altretamin chuẩn và altretamin 33 tổng họp được 3.7 Số liệu phổ khối lượng của altretamin chuẩn và altretamin 34 tổng hợp được 3.8 Số liệu phổ cộng hưỏng từ proton (’H-NMR) và cộng hưởng 36 từ hạt nhân '^c ('^C-NMR) của altretamin chuẩn và altretamin tổng hợp được 3.9 Két quả đánh giá các chỉ tiêu kiểm nghiệm altretamin theo 37 tiêu chuẩn Dược điển Mỹ USP 30 (2007) DANH MỤC BẢNG TRONG KHOÁ LUẬN Hình Trang 1.1 Thời điểm tác động của altretamin và chu trình tế bào 4 1.2 Hình ảnh 3D của Cytochrome P450 6 1.3 Hình ảnh 3D của Cytochrome P450 3A4 6 3.1 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hiệu suất phản ứng theo thời 24 gian chiếu vi sóng 3.2 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hiệu suất phản ứng theo chế 27 độ chiếu vi sóng 3.3 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hiệu suất phản ứng theo thời 28 gian chiếu vi sóng 3.4 Đồ thị biểu diễn sự thay đổi của hiệu suất phản ứng theo xúc 30 tác phản ứng Sơ đồ 1.1 Sơ đồ cơ chế hoạt hoá alừetamin và biến đổi DNA 8 1.2 Cơ chế deformyihoa của alừetamin và tạo liên kết cầu nối giữa 9 2 phân tử DNA 3.1 Sơ đồ quy trình tổng hợp altretamin 31 3.2 Sơ đồ phân mảnh của altretamin 35 DANH MỤC HÌNH, sơ ĐÒ TRONG KHOÁ LUẬN MỤC LỤC Trang DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH, s ơ Đồ ĐẶT VẤN ĐẺ 1 CHƯƠNG 1 . TỒNG QUAN 3 1.1. Tổng quan về aitretamin 3 1.1.1. Tác dụng điều trị ung thư 3 1.1.2. Chỉ định, dạng bào chế, liều dùng của altretamin 4 1.1.3. Cơ chế tác dụng kháng tế bào ung thư của altretamin 5 1 .2 . Tổng quan về một số phương pháp tổng họp altretamin 1 0 1.2.1. Phương pháp tổng họp altretamin của Donald Kaiser 10 1.2.2. PhưoTig pháp tổng hợp altretamin và các dẫn chất tương tự của 12 Kapil Arya và Anshu Dania 1.2.3. Phương pháp tổng hợp altretamin của Peter Donald và cộng sự 12 1.3. Tổng quan về vi sóng, zeolit và các ứng dụng trong tổng 13 hợp hữu cơ 1.3.1. Tổng quan về vi sóng và ứng dụng kỹ thuật vi sóng trong tổng 13 hợp hữu cơ 1.3.2. Tổng quan về zeolit và ứng dụng trong tổng họp hữu cơ 16 1.3.2.1. Cấu trúc của zeolit 17 1.3.2.2. Tính chất của zeolit 17 1.3.2.3. Các kiểu zeolit 18 1.4. Phương pháp tổng hợp các dẫn chất thế của 1,3,5-triazin 18 theo Kapil Arya và Anshu Dania bằng kỹ thuật vi sóng sử dụng xúc tác zeolit Chương 2 . ĐÓI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu 20 2.1. Nguyền liệu và phương pháp thực nghiệm 20 2.1.1. Hóa chất 20 2.1.2. PhưoTig tiện sử dụng 20 2.1.3. Nội dung nghiên cứu 21 2.1.4. Phương pháp thực nghiệm 21 Chương 3. THựC NGHIỆM, KÉT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1. Kết quả tổng hợp hóa học 22 3.1.1. Kết quả tổng họp altretamin kết hợp kỹ thuật vi sóng và phương 22 pháp cải tiến của Donald Kaiser 3.1.2. Kết quả khảo sát quy trình tổng hợp altretamin theo Kapil Arya 25 và Anshu Dandia 3.1.2.1 Ket quả khảo sát ảnh hưởng của chế độ chiếu vi sóng đến hiệu 26 suất phản ứng tổng hợp altretamin 3.1.2.2 Kết quả khảo sát ảnh hưỏmg của thời gian chiếu vi sóng đến 27 hiệu suất phản ứng tổng họp altretamin 3.1.2.3 Kết quả khảo sát ảnh hưởng của xúc tác đến hiệu suất phản 29 ứng tổng hợp altretamin 3.1.3. Kiểm tra độ tinh khiết và xác nhận cấu trúc altretamin tổng hợp 32 được 3.1.3.1. Kiểm tra độ tinh khiết 32 3.1.3.2. Xác nhận cấu trúc của altretamin tổng hợp được 32 3.1.4. Ket quả kiểm nghiệm altretamin theo tiêu chuẩn dược điển Mỹ 37 USP 30 (2007) 3.2. Bàn luận 3 9 3.2.1. Bàn luận về tổng hợp hóa học 39 3.2.2. Bàn luận về xác định cấu trúc 40 KÉT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 41 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC ĐẬT VẤN ĐẺ Trong thời đại ngày nay, nền công nghệ khoa học kỹ thuật ngày càng tiên tiến, hiện đại thì cuộc sống của con người cũng ngày càng phát triển. Nhưng đi đôi với điều đó là sự ô nhiễm môi trường toàn cầu ảnh hưỏTig tới khí hậu trái đất và môi trưòmg sống của nhân loại. Ô nhiễm môi trưòng sống và môi trường làm việc là một trong những nguyên nhân gây ra bệnh ung thư, một trong các căn bệnh nguy hiểm của thời đại. Theo ước tính của tổ chức Y tế thế giới (WHO) mỗi năm có khoảng 11 triệu người mắc mới bệnh ung thư và hơn 7,6 triệu người bị tử vong vì căn bệnh này, nguyên nhân phổ biến nhất là tử vong do ung thư phổi (1,3 triệu người/năm), ung thư dạ dày (khoảng 1,3 triệu người/năm), ung thư gan (khoảng 0,7 triệu người/năm), ung thư vú (0,5 triệu người/năm). Hằng năm, số bệnh nhân mắc ung thư gia tăng liên tôc, ước đoán đến năm 2015 sẽ có khoảng 9 triệu người chết do bệnh ung thư, con số này sẽ tăng lên là 11,4 triệu người năm 2030 Các nhà khoa học trong lĩnh vực nghiên cứu phát triển thuốc mới trên toàn cầu đang nỗ lực nghiên cứu tổng hợp ra nhiều dược chất đáp ứng nhu cầu chữa trị căn bệnh này. ở các nước đang phát triển, trong đó có Việt Nam, số người bị ung thư gia tăng nhanh chóng do sự ô nhiễm nặng nề môi trường sống, môi trưòng làm việc. Theo số liệu thống kê của TS. Lưong Ngọc Khuê Phó cục trưởng Cục quản lý khám chữa bệnh công bố tại Hội nghị “Triển khai quy chế kê đơn thuốc” tổ chức tại TP HCM tháng 9/2008, ở nước ta có khoảng 150.000 người bị mắc mới bệnh ung thư mỗi năm, trong đó đã có khoảng 70.000 người tử vong. Các bệnh ung thư thưòng gặp có tỷ lệ tử vong cao ở Việt Nam [1, 2, 3’ là ung thư phổi, ung thư buồng trứng, ung thư vú, ung thư gan. Hầu hết các loại thuốc điều trị ung thư đều phải nhập ngoại nên giá thành cao không phù hợp với điều kiện kinh tế của người bệnh. Altretamin là một trong rất nhiều thuốc chống ung thư đã được nghiên cứu, thử nghiệm lâm sàng thành công và đưa vào sử dụng hiệu quả trong điều trị ung thư phổi, ung thư buồng trứng, ung thư vú trên thế giới. Loại thuốc này hiện đang được sử dụng trong điều trị ung thư với các biệt dược như Hexastat (Pháp), Hexinawas (Tây Ban Nha), Altretamin (Mỹ), Hexalen (ưs Bioscience - Mỹ) v.v. Từ những vấn đề trình bày trên cho thấy việc nghiên cứu tổng hợp altretamin đạt tiêu chuẩn dược điển Mỹ USP 30 (2007) để từ đó hướng tới ứng dụng sản xuất thuốc này ở nước ta là một việc làm cần thiết và cấp bách. Với mong muốn góp phần vào việc nghiên cứu quy trình sản xuất nguyên liệu làm thuốc ở Việt Nam, chúng tôi tiến hành đề tài **Nghiên cứu tồng hợp altretamin sử dụng xúc tác dị thể và kỹ thuật vỉ sóng’* với mục tiêu: Xây dựng được quy trình tổng hợp altretamin sử dụng xúc tác leolit, kỹ thuật vì sóng và tong hợp được altretamỉn đạt tiêu chuẩn dược điển Mỹ USP30 (2007)[34J. [...]... vi sóng vi sóng phù hợp để thu được hiệu suất tổng họp cao nhất • Phương pháp 2: Tổng hợp altretamin theo phưoTig pháp của Kapil Arya và Anshu Dandia sử dụng xúc tác zeolit và kỹ thuật vi sóng 3.1.1 Kết quả tổng hợp altretamin kết hợp kỹ thuật vi sóng và phương pháp cải tiến của Donald Kaiser Chúng tôi đã khảo sát chế độ chiếu vi sóng trong phản ứng tổng hợp altretamin ứng dụng kỹ thuật vi sóng với dung... thành rẻ hơn và đạt hiệu suất kết tinh cao Trong phạm vi đề tài, chúng tôi ứng dụng kĩ thuật vi sóng đồng thời khảo sát phưong pháp của Kapil Arya và Anshu Dandia 1.3 Tổng quan về vi sóng, zeolit và các ứng dụng trong tổng hợp hữu cơ 1.3.1 Tổng quan về vi sóng và ứng dụng kỹ thuật vi sóng trong tổng hợp hữu cơ Vi sóng (micro-onde, microwave) là sóng cực ngắn hay còn gọi là sóng siêu tần, sóng UHF (Ultra... bằng kỹ thuật vi sóng dựa trên phương pháp tổng hợp altretamin cải tiến từ quy trình của Donald Kaiser Trong quá trình khảo sát chúng tôi xác định được thời gian, chế độ chiếu vi sóng vi song phù họp để thu được hiệu suất tổng hợp cao nhất • Khảo sát quy trình tổng hợp altretamin theo Kapil Arya và Anshu Dandia sử dụng xúc tác zeolit và kĩ thuật vi sóng • Tổng hợp được altretamin đạt tiêu chuẩn dược dụng. .. X 19 Kapil Arya và Anshu Dandia đã tiến hành tổng hợp các dẫn chất thể của l,3,5-triazin bằng kỹ thuật vi sóng sử dụng xúc tác zeolit Theo tác giả đây là phương pháp tổng họp các dẫn chất thế của 1,3,5triazin thân thiện với môi trường Tác giả đã tiến hành khảo sát ảnh hưởng của các xúc tác zeolit khác nhau đến phản ứng tổng hợp các dẫn chất thế của l,3,5-triazin sử dụng kỹ thuật vi sóng Phản ứng tiến... QUẢ VÀ BÀN LUẬN 3.1 Kết quả tổng hợp hóa học Trong phần tổng hợp hóa học chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu tổng hợp altretamin theo Kapil Arya và Anshu Dandia theo hai phương pháp: • Phương pháp 1: Tổng hợp altretamin bằng kỹ thuật vi sóng dựa trên phương pháp tổng hợp altretamin cải tiến từ quy trình của Donald Kaiser Trong quá trình khảo sát chúng tôi xác định được thời gian, chế độ chiếu vi sóng vi. .. chiếu vi sóng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp altretamin Sau khi thực hiện quy trình tổng hợp altretamin theo phưong pháp của Kapil Arya và Anshu Dandia, chúng tôi tiến hành khảo sát ảnh hưởng của yếu tố chế độ chiếu vi sóng tới phản ứng tổng hợp altretamin và xác định được các thông số thích hợp của phản ứng tổng hợp Chúng tôi tiến hành khảo sát phản ứng tổng hợp altretamin ở các chế độ chiếu vi sóng. .. hiện đại khác (quang hóa, âm hóa, xúc tác chuyển pha, chất lỏng ion, )b Hiện nay sử dụng kỹ thuật vi sóng là một hưÓTig đi mới cho tổng hợp hữu cơ Với những tính năng vượt trội, kĩ thuật vi sóng được ứng dụng rộng rãi và tin cậy Đặc biệt, trong các phản ứng cần cấp nhiệt, các phản ứng giữa các pha dị thể Vi sóng còn có tác dụng tăng cường khuấy trộn, tăng tiếp xúc pha làm cho hiệu suất phản ứng được... tạo vi sóng là không nhỏ để có đủ công suất Do vậy, trong công nghiệp tổng hợp hữu cơ, kĩ thuật vi sóng chưa được ứng dụng rộng rãi 1.3.2 Tổng quan về zeoHt và ứng dụng trong tổng họp hữu cơ Trong kĩ thuật hóa dầu zeolit là thành phần quan trọng của FCC (Fluid Catalytic Cracking) Nó mang đến cho xúc tác Tính chọn lọc (Selectivity), 17 Hoạt tính (Activity) Chất lượng của xúc tác phụ thuộc phần lớn vào... Kapil Arya và Anshu Dandia [23] đã tiến hành tổng hợp altretamin và các dẫn chất tương tự altretamin bằng kỹ thuật vi sóng, sử dụng xúc tác zeolit 1.2.3 Phương pháp tổng hợp altretamin của Peter Donald và cộng sự : Sơ đồ phản ứng: H3C [AI(NMe2)3]2 N -C = N ^ N ^N N "^^3 H3C CH3 CH3 Phản ứng tiến hành qua một giai đọan [29] Quy trình cụ thể như sau; - Bước I: Hoà tan dimethylcyanamid và tris(dimethylamido)aluminium... ENT 50852, NSC - 13875 1.1.1 Tác dụng điều trị ung thư Quy trình tổng hợp altretamin đã được công bố bởi Donald w Kaiser và cộng sự năm 1951 [16] Sau hai mươi lăm năm, vào năm 1976, Sewa và cộng sự [33] đã nghiên cứu tìm ra tác dụng sinh học của altretamin có tác dụng chủ yếu trong điều trị ung thư buồng trứng, ung thư vú và ung thư phổi 19] Đặc biệt altretamin được sử dụng điều trị ung thư buồng trứng . pháp tổng hợp altretamin của Peter Donald và cộng sự 12 1.3. Tổng quan về vi sóng, zeolit và các ứng dụng trong tổng 13 hợp hữu cơ 1.3.1. Tổng quan về vi sóng và ứng dụng kỹ thuật vi sóng trong tổng. góp phần vào vi c nghiên cứu quy trình sản xuất nguyên liệu làm thuốc ở Vi t Nam, chúng tôi tiến hành đề tài * *Nghiên cứu tồng hợp altretamin sử dụng xúc tác dị thể và kỹ thuật vỉ sóng * với. , Kapil Arya và Anshu Dandia [23] đã tiến hành tổng hợp altretamin và các dẫn chất tương tự altretamin bằng kỹ thuật vi sóng, sử dụng xúc tác zeolit 1.2.3 Phương pháp tổng hợp altretamin của