Nghiên cứu các phản ứng định hướng tổng hợp tamsulosin từ l tyrosin

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ VĂN BÍCH NGHIÊN CỨU CÁC PHẢN ỨNG ĐỊNH HƯỚNG TỔNG HỢP TAMSULOSIN TỪ L-TYROSIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2014 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ VĂN BÍCH NGHIÊN CỨU CÁC PHẢN ỨNG ĐỊNH HƯỚNG TỔNG HỢP TAMSULOSIN TỪ L-TYROSIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2014 Người hướng dẫn: ThS. Nguyễn Văn Giang Nơi thực hiện: Bộ môn công nghiệp dược LỜI CẢM ƠN Sau một thời gian làm việc khẩn trương được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, gia đình cùng bạn bè, tôi đã hoàn thành Khóa luận Tốt nghiệp “Nghiên cứu các phản ứng định hướng 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 ThS. Nguyễn Văn Giang đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi nghiên cứu thực hiện khóa luận này. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện - trưởng Bộ môn Công nghiệp Dược, TS. Nguyễn Văn Hải, Ths. Phạm Thị Hiền và CN. Phan Tiến Thành của Tổ môn Tổng hợp Hóa dược - Bộ môn Công nghiệp Dược đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận vừa qua. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy, cô thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, cũng như các thầy, cô trong Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này và đã dạy bảo tôi tận tình trong suốt năm năm học. Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình tôi, đặc biệt là bố mẹ tôi và lời cảm ơn chân thành đến bạn bè tôi, là nguồn động lực không thể thiếu, luôn bên tôi giúp đỡ tôi suốt thời gian đi học và trong suốt quá trình thực hiện đề tài Khóa luận tốt nghiệp. Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2014 Sinh viên Vũ Văn Bích 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. Tổng quan về tamsulosin 2 1.1.1. Cấu trúc hóa học 2 1.1.2. Tính chất lý, hóa của tamsulosin hydroclorid 2 1.1.3. Định tính, định lượng tamsulosin hydroclorid 2 1.1.4. Biệt dược 3 1.1.5. Dược động học 3 1.1.6. Tác dụng, công dụng, liều dùng 3 1.1.7. Tác dụng phụ và thận trọng 4 1.1.8. Tương tác thuốc 5 1.2. Phương pháp tổng hợp hóa học tamsulosin 5 1.2.1. Tổng hợp tamsulosin bằng phương pháp tổng hợp và tách hỗn hợp racemic 5 1.2.2. Tổng hợp tamsulosin bằng phương pháp tổng hợp bất đối 6 1.2.3. Tổng hợp tamsulosin bảo toàn cấu hình từ nguyên liệu L-tyrosin 8 1.2.4. Một số phương pháp khác 12 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1. Nguyên vật liệu, thiết bị và dụng cụ nghiên cứu 15 2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu 15 2.1.2. Các thiết bị, máy móc và dụng cụ nghiên cứu 16 2.2. Nội dung nghiên cứu 18 2.3. Phương pháp thực nghiệm 19 2.3.1. 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 19 2.3.2. Xác định độ tinh khiết các sản phẩm của phản ứng 20 2.3.3. Các phương pháp vật lý, hoá lý để chiết tách và tinh chế các sản phẩm tạo thành 20 2.3.4. Phương pháp khẳng định cấu trúc 20 Chương 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21 3.1. Kết quả thực nghiệm 21 3.1.1. Tổng hợp N-acetyl-L-tyrosin 21 3.1.2. Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester 22 3.1.3. Khử hóa tạo thành (S)-N-[1-hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propan- 2-yl]acetamid 25 3.1.4. Tổng hợp (S)-2-acetamido-3-(4-methoxyphenyl)propyl-4- methylbenzensulfonat 28 3.1.4. Tổng hợp (S)-N-[1-cloro-3-(4-methoxyphenyl)propan-2- yl]acetamid 29 3.1.5. Tổng hợp hợp chất trung gian 13 (ether)benzoxytosylat 30 3.2. Xác định cấu trúc các chất tổng hợp được bằng phương pháp phổ31 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 33 3.3. Bàn luận 34 3.3.1. Bàn luận về các phản ứng tổng hợp hóa học 34 3.2.2. Bàn luận về kết quả phân tích phổ 37 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ac Nhóm Acetyl ADR Phản ứng có hại của thuốc (Adverse Drug Reactions) BPH U xơ tuyến tiền liệt (Benign prostatic hyperplasia). Cbz Nhóm carboxybenzoyl DMSO Dimethyl sulfoxid Et Nhóm ethyl 1 H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Hydrogen-1- Nuclear magnetic resonance spectroscopy) HPLC Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid chromatography) IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) KL Khối lượng Me Nhóm methyl MS Phổ khối lượng phân tử (Mass spectroscopy) R f Hệ số lưu giữ (Retardation factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) TEA Triethylamin THF Tetrahydrofuran Ts Nhóm tosyl DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1. Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu…………………………… 15 Bảng 2.2. Các thiết bị, máy móc nghiên cứu.……………………………….16 Bảng 2.3. Các dụng cụ nghiên cứu………………………………………….17 Bảng 3.1. Tỷ lệ tác nhân ảnh hưởng tới hiệu suất phản ứng methyl hóa……23 Bảng 3.2. Khảo sát các loại xúc tác base cho phản ứng methyl hóa……… 24 Bảng 3.3. Ảnh hưởng của dung môi tới phản ứng khử…………………… 26 Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tỷ lệ NaBH 4 :ester 4 tới phản ứng khử………… 27 Bảng 3.5. Kết quả phân tích phổ IR…………………………………………31 Bảng 3.6. Kết quả phân tích phổ MS……………………………………… 32 Bảng 3.7. Kết quả phân tích phổ 1 H-NMR………………………………….33 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1. Tổng hợp tamsulosin từ 4-methoxyphenylaceton… 5 Sơ đồ 1.2. Phản ứng giữa (±) tamsulosin và (-)-menthyl cloroformat 6 Sơ đồ 1.3. Các phản ứng tổng hợp tamsulosin theo Hajicek………………….7 Sơ đồ 1.4. Tổng hợp (R)-tamsulosin theo R. H. Jih…………………….…….8 Sơ đồ 1.5. Tổng hợp chất trung gian 2-[(2-ethoxyphenoxy)]ethyltosylnat theo R. H. Jih………………………………………………………………….… 9 Sơ đồ 1.6. Phương pháp tổng hợp (S)-4-methoxyamphetamin của H. Kohno……………………………………………………………………… 10 Sơ đồ 1.7. Phương pháp tổng hợp (R)-tamsulosin hydroclorid của Dambrin…………………………………………………………………… 11 Sơ đồ 1.8: Tổng hợp tamsulosin theo phương pháp của Prieto…………… 12 Sơ đồ 1.9: Tổng hợp tamsulosin theo V. Chowdary……………………….13 Sơ đồ 2.1. Tổng hợp (S)-N-[1-hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)propan-2- yl]acetamid và một số dẫn chất…………………………………………… 18 Sơ đồ 2.2. Tổng hợp chất 2-[(2-ethoxyphenoxy)]ethyltosylat………………18 1 ĐẶT VẤN ĐỀ U xơ tuyến tiền liệt (Benign prostatic hyperplasia-BPH) là một căn bệnh phổ biến ở giới trung niên và cao niên, 50% số người đàn ông ở độ tuổi trên 50 đều có các triệu chứng của BPH, 10% trong số đó cần phải can thiệp bằng nội khoa hay ngoại khoa [1]. Tuỳ vào giai đoạn phát triển của u xơ tiền liệt tuyến và các triệu chứng mà lựa chọn các phương pháp điều trị khác nhau. Các thuốc kháng adrenergic trong đó có tamsulosin đang được sử dụng như một liệu pháp điều trị BPH khi chưa có biến chứng xảy ra. Tamsulosin cũng như các thuốc kháng adrenergic khác không có hiệu quả làm nhỏ u xơ mà chỉ có tác dụng cải thiện triệu chứng và phải sử dụng trong thời gian dài [1,19,23]. Nhu cầu sử dụng tamsulosin để điều trị là rất lớn. Nhưng hiện nay ở Việt Nam, nguyên liệu tamsulosin để sản xuất thuốc điều trị BPH đều có nguồn gốc nhập khẩu và cũng chưa có các nghiên cứu nào tiến xa trong nghiên cứu các phản ứng tổng hợp tamsulosin. Do vậy, để góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp tamsulosin, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên cứu các phản ứng định hướng tổng hợp tamsulosin từ L- tyrosin”. Với mục tiêu như sau: 1. Nghiên cứu các phản ứng tổng hợp một số chất trung gian trong quy trình tổng hợp tamsulosin từ L-tyrosin. 2. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất các phản ứng quan trọng trong quy trình tổng hợp. [...]... O-methyl-N-acetyl -L- tyrosin ethyl ester Từ N-acetyl -L- tyrosin để tổng hợp được O-methyl-N-acetyl -L- tyrosin ethyl ester phải trải qua 2 phản ứng ester hóa và O-methyl hóa - Tổng hợp N-acetyl -L- tyrosin ethyl ester bằng phản ứng ester hóa Chúng tôi tiến hành phản ứng ester hóa trong điều kiện tối ưu đã được khảo sát trong Luận văn Thạc sĩ của Th.S Nguyễn Văn Giang [2] Thêm vào bình cầu 2 cổ 250ml 18,4ml ethanol,... sát đã được kết tinh l i trong ethanol 30o từ sản phẩm thô Khảo sát tỷ l tác nhân dimethyl sulfat : ester 3 với các điều kiện sau:  Nhiệt độ phản ứng l : 20±5oC  Tỷ l mol dimethyl sulfat : ester 3 khảo sát l 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4  Thời gian: 24h  Base l K2CO3 với khối l ợng 0,42 g (3mmol)  Khối l ợng ester 3: 0,50 g (2mmol) Kết quả khảo sát tỷ l tác nhân dimethyl sulfat : ester 3 thống... tăng tỷ l từ 1,2 l n 1,3 và 1,4 Do đó chúng tôi l a chọn tỷ l dimethyl sulfat l 1,2 so với ester 3 Khảo sát các loại base sử dụng cho phản ứng với các điều kiện sau:  Nhiệt độ phản ứng l : 200C  Tỷ l mol dimethyl sulfat : ester 3=1,2  Khối l ợng 3: 0,50 g (2mmol)  Các loại base khảo sát: NaOH rắn, K2CO3 khan, TEA, pyridine với tỷ l mol: ester 3=1,5 Kết quả khảo sát này ghi l i trong bảng 3.2... 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 với các điều kiện thí nghiệm hiện có tại Việt Nam và phòng thí nghiệm, nhằm định hướng cho việc hoàn thiện quy trình tổng hợp tamsulosin từ L- tyrosin Nguyên liệu L- tyrosin: L- tyrosin được chiết tách ra từ dịch thuỷ phân các nguồn keratin khác nhau (sừng, l ng,... hợp racemic, dựa trên phản ứng của tamsulosin với (-)menthyl chloroformat Sơ đồ 1.2 Phản ứng giữa (±) tamsulosin và (-)-menthyl chloroformat Hai dẫn chất 1.4 và 1.5 được tách riêng bằng HPLC sau đó được thủy phân để trở về dạng (R) -tamsulosin và (S) -tamsulosin [13] Nhận xét: Phương pháp này bộc l nhiều hạn chế như phải sử dụng sắc ký cột để tách được sản phẩm, tamsulosin thu được dưới dạng racemic sau... khối l ợng LC-MSD-Trap-SL Đức 9 Máy đo phổ khối l ợng phân giải cao FT-ICR-MSVarian 910MS Đức 10 Máy khuấy từ gia nhiệt IKA Đức 11 Tủ sấy Memmert Đức 17 Bảng 2.3 Các dụng cụ nghiên cứu STT Tên dụng cụ Nguồn gốc 1 Bản mỏng Silicagel GF254 70- 230 mesh Đức 2 Bình cầu 2 cổ 250ml và 2l Đức 3 Bình cầu đáy tròn loại 50ml, 250ml, 500ml Đức 4 Bình phun sắc ký Trung Quốc 5 Cốc có mỏ 100ml, 250ml, 500ml Trung... vệ amin l carboxybenzoyl (Cbz) Đi từ L- tyrosin qua l n l ợt các phản ứng: Este hóa nhóm –COOH bằng ethanol và SOCl2, bảo vệ nhóm –NH2 bằng nhóm Cbz, methyl hóa nhóm –OH phenol bằng tác nhân methyliodid và K2CO3, khử hóa nhóm este bằng tetrahydroborat natri trong ethanol, tosyl hóa nhóm –OH tạo thành từ phản ứng khử, khử hóa nhóm hoạt động tosyl sử dụng kẽm trong THF xúc tác natri 11 iodid, loại bỏ... Nguyễn Văn Giang [2] Thêm vào bình cầu 2 cổ 250ml 18,4ml ethanol, l m l nh bên ngoài bình cầu bằng nước đá xuống 5oC Nhỏ cẩn thận từ từ 9,5 ml SOCl2 vào bình phản ứng Đun hồi l u hỗn hợp trong 1 giờ để loại toàn bộ khí HCl sinh ra Thêm vào khối phản ứng dung dịch 22,30 g (0,1 mol) N-acetyl -L- tyrosin hòa tan trong 55,0 ml ethanol Tiếp tục đun hồi l u trong 3 giờ thì phản ứng kết thúc Cất quay đến kiệt khối... Tiến hành theo phương pháp đã được Willian Thomas Brady mô tả [2,11,17] Cho vào bình cầu hai cổ 2l: 27,00 g (0,15 mol) L- tyrosin, 48,0 ml H2O, 75,0 ml NaOH 2M, khuấy cho tan hoàn toàn L m l nh bình cầu bằng nước đá xuống 5oC Nhỏ từ từ vào hỗn hợp 8 l n, mỗi l n 45,0 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... độ phòng thêm 30 phút để loại anhydrid còn dư Sau đó điều chỉnh dung dịch phản ứng tới pH=2 bằng 201,0 ml H2SO4 6N Để ở tủ l nh qua đêm để L- tyrosin dư kết tủa L c bỏ phần tủa, cất quay đến kiệt phần dịch l c thu được chất rắn màu trắng Thêm 250,0 ml ethanol 96o để hòa tan N-acetyl -L- tyrosin, l c bỏ phần muối không tan, cất chân không đến kiệt dịch l c, cất thêm 40 phút để loại hết acid acetic thu . tổng hợp tamsulosin. Do vậy, để góp phần nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp tamsulosin, chúng tôi tiến hành đề tài Nghiên cứu các phản ứng định hướng tổng hợp tamsulosin từ L- tyrosin nguyên liệu đầu l 4-methoxyphenylaceton [16]. Sơ đồ 1.1. Tổng hợp tamsulosin từ 4-methoxyphenylaceton Đi từ hợp chất 4-methoxyphenylaceton 1.1, thực hiện phản ứng clorosulfonyl hóa bằng. vệ amin l carboxybenzoyl (Cbz). Đi từ L- tyrosin qua l n l ợt các phản ứng: Este hóa nhóm –COOH bằng ethanol và SOCl 2 , bảo vệ nhóm –NH 2 bằng nhóm Cbz, methyl hóa nhóm –OH phenol bằng tác