Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS Nghiên cứu tổng hợp chất 2 cloro n (2 cloro 4 methylpyridin 3 yl) pyridin 3 carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp nevirapin (NVP) làm thuốc điều trị HIV AIDS
Trang 1
BO Y TE
NGUYEN THI MINH HUE
NGHIEN CUU TONG HOP CHAT
2-CLORO-N-(2-CLORO-4-METHYLPYRIDIN -3-YL)PYRIDIN-3-CARBOXAMID
LAM CHAT TRUNG GIAN TRONG QUA TRINH TONG HOP NEVIRAPIN (NVP)
LAM THUOC DIEU TRI HIV/AIDS
KHOA LUAN TOT NGHIEP DUQC SI
Người hướng dẫn: ThS Hồng Thu Trang Nơi thực hiện : Bộ mơn Hĩa Hữu cơ
Trường Đại học Dược Hà Nội
HÀ NỘI - 2010
Trang 2
Loi cam on
Lời đầu tiên, tơi xin được bày tỏ lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc tới
TS Dinh Thị Thanh Hai, ThS Hoang Thu Trang những người thầy đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo và động viên tơi hồn thành khĩa luận tốt nghiệp này
Tơi xin chân thành cảm ơn các thầy cơ giáo va các anh chị kỹ thuật viên
thuộc bộ mơn Hĩa hữu cơ - Trường Đại học Dược Hà Nội đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi trong suốt quá trình thực hiện khĩa luận tại bộ mơn
Trong quá trình thực hiện khĩa luận, tơi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ
của các cá nhân, đơn vị trong và ngồi trường Tơi xin cảm ơn ThS Nguyễn Thị Sơn - phịng Hĩa học vật liệu 3, ThS Đào Thị Nhung - phịng thí nghiệm
Hĩa vật liệu - Khoa Hĩa học - Trường Đại học khoa học tự nhiên - Đại học
Quốc Gia Hà Nội, Th§ Đặng Vũ Lương phịng NMR - Viện Hĩa Học - Trung
tâm Khoa học tự nhiên và Cơng nghệ Quốc gia, các thầy cơ trong Ban giám
hiệu nhà trường, các thầy cơ giáo trong trường, các phịng ban, thư viện trường
Đại học Dược Hà Nội
Cuỗi cùng tơi xin cảm ơn gia đình và bạn bè đã quan tâm, giúp đỡ và
động viên tơi trong quá trình học tập và thực hiện đề tài
Hà Nội, ngày 17 tháng 05 năm 2010
Sinh viên
Trang 3MUC LUC
Trang LOI CAM ON
MUC LUC
CHU GIAI CAC CHU VIET TAT DANH MUC CAC BANG
DANH MỤC CÁC HÌNH, SƠ DO DAT VAN DE
Chuong 1 TONG QUAN 3
1.1 Téng quan vé Nevirapin 3
I.1.1.Tác dụng sinh học 4
1.1.2 Một số phương pháp tơng hợp Nevirapin 7
1.2 Một số phương pháp khử hĩa dẫn chất nitro thơm thành amin — 1l 1.2.1 Khử hĩa bằng kim loại trong mơi trường acid II 1.2.2 Lithi và amin hữu cơ 13
1.2.3 Các hợp chất của lưu huỳnh 13
1.3 Acyl hĩa 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin 14 1.3.1 Phuong phap cua Hargrave va cong su 14
1.3.2 Phuong phap cua Gharpure Milind Moreshwa va cong su 15
Trang 42.1 Nguyên vật liệu, thiết bi 2.1.1 Hĩa chất
2.1.2 Thiết bị
2.2 Nội dung nghiên cứu 2.3 Phương pháp thực nghiệm
Chương 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUÁ VÀ BÀN LUẬN
3.1 Tổng hợp chat 3-amino-2-eloro-4-methylpyridin và khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng
3.1.1 Tơng hợp 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin 3.1.2 Khảo sát một số yếu tơ ảnh hưởng đến phản ứng
3.1.2.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ mol sắt sử dụng trong phân ứng tới hiệu suất phản ứng
3.1.2.2 Nghiên cứu thay thế dung mơi acid acetic băng bằng hỗn hợp
dung mơi acid acetic bang : ethanol (1:1)
3.1.2.3 Khử hĩa nhĩm nitro bằng sắt cĩ mặt chất điện giải amoni clorid
3.2 Tổng hợp 2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3-
carboxamid (5) và khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến
phản ứng
3,2.1.Téng hgp 2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-yl) pyridin-3- carboxamid (5)
3.2.2 Khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol chất 4 tới hiệu suất phản ứng
3.3 Kiểm tra độ tỉnh khiết và xác định cấu trúc
3.3.1 Sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng hợp được bằng
Trang 5
sắc ký lớp mỏng
3.3.2 Xác định cấu trúc của các chất tơng hợp được 3.3.2.1 Phân tích phổ hồng ngoại (IR)
3.3.2.2 Phân tích phổ khối lượng (MS)
3.3.2.3 Phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (H-NMR và *%C-
NMR)
3.4 Bàn luận
3.4.1 Về tơng hợp hĩa học
3.4.2 Về xác định cấu trúc KET LUẬN VÀ ĐÈ XUẤT
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 6AcOEt ADN AIDS ARN AZT CTCT Crrt 13C-NMR DMF DMSO EtOH HIV 1H-NMR IR KLPT MS NFV NMR RT SKLM
CHU GIAI CAC CHU VIET TAT
Ethyl acetat
Acid deoxyribonucleic
Hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải
(Acquired Imumunodeficiency Syndrom) Acid ribonucleic
Zidovudin
Cơng thức cấu tạo
Cơng thức phân tử
Phố cộng hưởng từ hạt nhân 13C
Dimethylformamid Dimethylsulfoxid Ethanol
Virus HIV (Human Immunodeficiency Virus) Phổ cộng hưởng từ proton
Pho hồng ngoại (Infrared spectroscopy)
Khối lượng phân tử
Phơ khối lượng (Mass spectrometry)
Nelfinavir
Phơ cộng hưởng từ hạt nhân (Nuclear Magnetic
Resonance Spectrometry)
Nevirapin
Trang 7
DANH MUC CAC BANG
Trang
Bảng 2.1 Các hĩa chất được sử dụng 17 Bảng 3.1 Giá trị hiệu suất của phản ứng theo tỉ lệ số mol (2) : Fe 28
Bảng 3.2 Giá trị hiệu suất của phản ứng theo tỉ lệ mol (3) : (4) 32 Bảng 3.3 Tĩm tắt kết quả sắc ký lớp mỏng 34
Bảng 3.4 Các dải hấp thụ đặc trưng trong phổ IR (cm) của các 3s
chất tơng hợp được
Bang 3.5 Số liệu phân tích phổ khối lượng của các chất tổng hợp 3z
được
Bảng 3.6 Số liệu phân tích phơ phổ cộng hưởng từ 'H-NMR 30
Trang 8
DANH MUC CAC HINH, SO DO
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1 Cấu trúc virus HIV
Hình 1 2 Cơ chế tác dụng của Nevirapin
Hình 3.1 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất theo tỉ lệ số
mol (2): Fe
Hình 3.2 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng theo
tỉ lệ mol (3): (4)
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỊ
Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3)
Sơ đồ 3.2 Quy trình tơng hợp chất 5 từ 3-amino-2-cloro-4-methyl
Trang 9H8a-DMSO-C13CED
mie Gas mere
wwoeret om
mì 1q c3 w _— s“ VƠ Ph G 3 \Ð ©
Troon w € 9 ưì Ø G (9 4© œ ~
Oise = eee: |e
Ama w © Œ ơi m ơn Ơi ~ Current Data Farameters
ates ~.mfứm7ẽmmesamnem= oe) BAME Kea
EXPNO 2 PROCHO 1 F2 - Acquisition Paramt Date_ Time 11.17 INSTR av500 S mm Multiniucl zgpg30 TD 65536 SOLVENT DMSO ws G4 bs 2 SM1 31446.541 ! PIDRES 0.479836 | AQ 1,0420863 , RG 8192 Du 15.900 + DE 6.00 + Te 302.2 Di 2.00000000 dil ©,03000000 DELTA 1 89999998 MCREST 0.00000000 ; 9,01500000 , -.—x—= CHANNEL {1 «<== MUC1 1% Pl 10.50 + PLL ~1.,00 + roi 125.7116224 1 — CHAMNWÉL f2 ——— CPDPRG2 waltzl6 MUC2 if ?cpo2 88.00 + PL2 ~3.00 + PL12 14.68 + PL13 ° ‘ s $00.1320005 1 ¥2 - Processing paramete’ sĩ 32768 sr 125.7577867 | “OW =M SSR ọ LB 1,00 ! 6B B r ' ¡ ' | | lưu | q kí 1 ` tT x⁄ ' Tu 1 T 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 ppm
Trang 10
DAT VAN DE
Theo bảo cáo chính thức về “Tình hình nhiễm HIV/AIDS năm 2009 tại
Việt Nam” của Cục Y Tế dự phịng và phịng chống HIV/AIDS - Bộ Y Tế chỉ tính riêng năm 2009 ước tính đã cĩ 15.713 người bị nhiễm HIV, số người
đang sống với HIV là 160.019 người, số bệnh nhân AIDS hiện cịn sống là
35.603 va 44.540 trường hợp tử vong do AIDS [9] Tỷ lệ nữ bị nhiễm HIV/AIDS là 26,83%, và tỷ lệ nữ ở lứa tuơi 15 - 49 chiếm tới 79% So với năm 2008 và các năm trước, phân bố theo giới trong năm 2009 cĩ sự thay đổi và cĩ xu hướng chuyển dịch sang nữ giới [9] Do số phụ nữ trong độ tuơi sinh đẻ bị nhiễm HIV ngày càng tăng nên số trẻ em bị nhiễm và bị ảnh hưởng bởi HIV cũng tăng theo Tỷ lệ trẻ em bị nhiễm HIV bằng con đường lây truyền từ
mẹ sang con là 90% Ước tính ở Việt Nam mỗi năm cĩ trên 6.000 - 8.000 trẻ
em bị lây nhiễm HIV lây truyền từ mẹ sang con trong thời kỳ cĩ thai và cho
con bú
Dự phịng lây truyền từ mẹ sang con là một ưu tiên vì lý đo đạo đức, tiết
kiệm và rất hiệu quả Phác đồ kháng retrovirus là an tồn và hiệu quả để ngăn
ngừa lây nhiễm HIV từ mẹ sang con Hiện nay, việc điều trị ngăn ngừa lây nhiễm HIV từ mẹ sang con được dự phịng bằng Nevirapin (NVP) hoặc kết hop voi AZT
Theo quyết định số 20/2006/QĐ-BYT của Bộ Y Tế về việc phê duyệt “Chương trình hành động quốc gia về phịng chống lây truyền HIV từ mẹ
sang con giai đoạn 2006-2010” giải pháp chuyên mơn kỹ thuật số một của
chương trình là: Cung cấp đủ thuốc dự phịng lây truyền HIV từ tuyến tỉnh đến tuyến huyện; Điều trị dự phịng cho phụ nữ mang thai nhiễm HIV lúc mang thai, chuyên dạ và khi cho con bú, tăng cường khả năng tiếp cận thuốc
kháng virus cho trẻ bị nhiễm HIV [10] Vì vậy nhu cầu sử dụng Nevirapin
làm thuốc phịng và điều trị lây nhiễm HIV từ mẹ sang con là rất lớn Tuy
Trang 11
gia thanh va chi phi điều trị cao (biệt dược Viramune của Nevirapin dạng viên nén 200mg giá §,42$/viên; đạng hỗn dịch 50mg/5ml giá 109,34$/lọ 240ml)
khơng phù hợp với điều kiện kinh tế của người bệnh Mặt khác, theo quyết
định số 61/2007QĐ-TTG của Chính phủ về '*Chương trình nghiên cứu khoa
học cơng nghệ trọng điểm quốc gia phát triển cơng nghệ Hố Dược đến
năm 2020”, nghiên cứu tơng hợp Nevirapin đạt tiêu chuẩn dược dụng, tiền
tới tự sản xuất thuốc này ở trong nước là nội dung nghiên cứu 5Š thuộc lĩnh vực 5 (Tổng hợp nguyên liệu sản xuất thuốc điều trị ung thu, tim mach, chống thải
ghép, HIV/AIDS, cai nghiện và các thuốc thiết yếu) của chương trình này [8]
Hơn nữa, chúng tơi chưa thấy cĩ tài liệu nào cơng bố kết quả nghiên cứu
tơng hợp Nevirapin tại Việt Nam
Với mong muốn gĩp phần vào việc nghiên cứu quy trình tổng hợp
Nevirapin đạt tiêu chuẩn dược dụng ở Việt Nam, chúng tơi tiễn hành đề tài
“Nghiên cứu tơng hợp 2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3- carboxamid làm chất trung gian trong quá trình tổng hợp Nevirapin
(NVP) làm thuốc điều trị HIV/AIDS” với mục tiêu sau:
1- Tổng hợp chất trung gian 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3) và khảo
sát một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng
2- Tổng hợp chất 2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3-
Trang 12
Chuong 1 TONG QUAN
1.1 Tổng quan vé Nevirapin [20] [21]
Tén khoa hoc: 1-cyclopropyl-S,11-dihydro-4-methyl-
6H-dipyrido[3,2-b:2',3'-e][1,4]diazepin-6-on HạC i Oo Cơng thức phân tử: C¡;H¡¿N,O > i S
Khối lượng phân tử: 266.298 g/mol \ NĨ N“`NZ
Định lượng nguyên tố: C: 67.65%; A
H: 5.30%; N: 21.04%; O: 6.01%
Nhiệt độ nĩng chảy: 247 - 249°C
Biệt dược: Viramune (Đức)
Tên khác: BI-RG-587, BIRG-0587, Nevirapina
Nevirapin được tổng hợp đầu tiên bởi Hargrave và cộng sự (Boehringer Nevirapin (1)
Ingelheim Pharmaceuticals, Inc.) nam 1993 Quy trinh téng hgp Nevirapin cla Hargrave và cộng sự đã được đăng ký bằng phát minh tại Mỹ số: US Patent
5366972 cấp ngày 22/11/1994 Sau đĩ quy trình tơng hợp Nevirapin đã được
các nhà khoa học trên thế giới tiếp tục đi sâu nghiên cứu cải tiến nhằm xây
dựng quy trình mới ưu việt hơn để thu được sản phẩm tỉnh khiết cĩ hiệu suất
cao hơn, an tồn, đơn giản và thần thiện hơn với mơi trường [14] [15] [17] [18] [20]
Nevirapin đã được Cục quản lý dược và thực phẩm Mỹ (FDA) cấp phép lưu hành đưa vào sử dụng trong phịng và điều trị HIV/AIDS ngày 21/6/1996
(đối với chế phẩm viên nén dành cho người lớn) và ngày 11/9/1998 (đối với
chế phẩm hỗn dịch uống cho trẻ em) Nevirapin cũng đã được cấp phép lưu
hành tại châu Âu từ năm 1997 Hiện nay, trên thị trường, biệt được Viramune
của Nevirapin dạng viên nén 200mg giá §,42$/viên; dạng hỗn dịch 50mg/5ml
Trang 13
1.1.1 Tác dụng sinh học [1] [2] [3] [6] [21] [19]
s* Dược động học
Thuốc hấp thu tốt qua đường tiêu hĩa và khơng bị ảnh hưởng bởi thức ăn Thuốc liên kết với protein huyết tương khoảng 60%, chuyển hĩa ở gan, thời
gian bán hủy là 45h, được thải trừ qua thận và mật, sinh khả dụng của thuốc
đạt trên 90%
“+ Dang bào chế, đường dùng
Nevirapin được dùng qua đường uống dưới dạng viên nén hàm lượng 200mg
Chế phẩm dành cho trẻ em được bào chế dưới dạng hỗn dịch, mỗi 5ml hỗn
dịch chứa 50mg hoạt chất * Chỉ định, liều dùng
Nevirapin thường dùng phối hợp trong các phác đồ điều trị nhiễm
retrovirus Liều đùng: khởi đầu 200mg/lần/24h, sau 14 ngày tăng lên 200mg/
lần x 2 lần/24h
Nevirapin cịn được sử dụng trong phịng và điều trị lây nhiễm HIV/AIDS
từ mẹ sang con đo Nevirapin cĩ tác dụng ức chế sự lan truyền HIV từ mẹ sang
con khi dùng cho bà mẹ lúc chuyển dạ và dùng cho trẻ trong vịng 3 ngày sau khi sinh
Theo quy định hiện nay của Bộ Y tế, các phác đồ được sử dụng Lại các cơ sở điều trị lâm sàng phịng lây truyền mẹ con như sau:
Cho mẹ: chọn một trong ba phác đồ sau:
- AZT + 3TC + NFV từ lúc 36 tuần tuổi thai và chưa chuyển dạ
- AZT từ lúc 28 - 36 tuần tuổi thai và NVP liều duy nhất khi chuyên dạ
- NVP liều duy nhất khi chuyển dạ Cho con:
Trang 14
$% Cơ chế tác dụng kháng HIV của Nevirapin [6]
> Cấu trúc HIV
HIV là virus thuộc họ Retroviridae (Retrovirus)
HIV-1 va HIV-2 cĩ hình dạng và thành phần tương tự nhau Chúng đều
hình cầu và đường kính từ 80 —120nm với cấu trúc hồn chỉnh gồm 3 lớp cĩ cau trúc như sau (Hình 1.1):
Hình 1.1 Cấu trúc virus HIV
- Lớp vĩ ngồi (vỏ peplon): là một màng lipid kép, bên ngồi cĩ các gai nha
cĩ bản chất là glycoprotein trọng lượng phân tử 160kd (gp160) Mỗi gai được
gọi là glycoprotein màng ngồi, trọng lượng phân tử 120kd (gp120), gắn vào màng lipid nhờ một chân dài 7 - §nm gọi là glycoprotein xuyên màng cĩ trọng lượng phân tử 41 kd (gp4I )
- Lớp vỏ trong (vỏ eapsid): Gồm 2 lớp protein:
+ Lớp ngồi hình cầu, gồm các protein cĩ trọng lượng phân tử 17kd (gp17) với HIV-1 và I§kd (gp18) với HIV-2
+ Lớp trong hình trụ, gồm các protein cĩ trọng lượng phân tử 24kd (gp^24) - Lõi: Gồm cĩ các genom và các enzym
Trang 15
+ Cac enzym: Protease co nhiém vu phan tach cac polypeptid
Reverse Transcriptase: enzym sao mã ngược
Intergrase: tích hợp ADN virus vào ADN vật chủ
> Sự xâm nhập và nhân lên của virus HIV trong tế bào cơ thể người e Hấp phụ lên bê mặt tế bào: HIV bám vào bề mặt tế bào vật chủ nhờ sự phù hợp giữa các điểm tiếp nhận của tế bào vật chủ với gp120 của virus
e Xâm nhập vào tế bào vật chủ: Nhân của HIV di chuyển vào nguyên sinh
chất của tế bào, màng nhân tan biến đi giải phĩng các thành phần cấu trúc di
truyền của HIV (2 sợi ARN, enzym sao chép ngược RT, .)
e_ Nhân lên trong tế bào: Nhờ hoạt động của RT, ADN virus được tạo thành
từ khuơn ARN, sau đĩ là quá trình tích hợp ADN virus vào ADN vật chủ
Tiếp đĩ là các quá trình sao mã, dịch mã để tổng hợp các thành phần virus
mới
© Giải phĩng hạt virus mới: HIV thốt ra khỏi tế bào vật chủ bằng cách nảy chdi
> Cơ chế tác dụng của Nevirapin
Dựa vào cơ chế tác dụng của thuốc, các thuốc kháng HIV được chia thành
3 nhĩm:
- Thuốc ức chế enzym sao chép ngược: gồm
+ Nhĩm ức chế enzym sao mã ngược nueleosid (NRTIs)
+ Nhĩm ức chế enzym sao mã ngược khơng nucleosid (NNRTIs)
- Thuốc ức chế protease (Protease Inhibitors- PIs)
- Ức chế sự hợp nhất của virus vào màng tế bào (Fusion Inhibitor)
Nevirapin thuộc nhĩm ức chế enzym sao mã ngược khơng nucleosid
(NNRTIs)
Nevirapin đính trực tiếp vào vào vị trí hoạt động enzym sao mã ngược reverse transcriptase và làm thay đổi câu trúc của vị trí ấy, ngăn chặn sự biến
Trang 16
- Sản phâm được kết tinh lại từ đieloroethan, nhiệt độ nĩng chảy 247 - 249°C, đạt hiệu suất khoảng 25%
- Sơ đồ quy trình tổng hợp: oO Hs CH; ẹ Chi H (ỒN ⁄ NO sac "2 „NHọ C1 `NT 4 KN ZN
XNẾỔ Cl AcOHHCI ldo Pyridin/Cyclohexan/Dioxan Z¡Ø CI
(2) (3) (5)
HO
NHa CH, H xà HạC N
A (6) Ay’ 24 NaH/DMF e\ 8à
Xylen | Hồi lưu \ Ý N NZ
N ul A
(7) A (1)
Phương pháp tổng hợp này cĩ các nhược điểm:
* Khử (2) sử dụng tác nhân khử là thiéc(II) clorid, dung mdi acid acetic thời
gian phản ứng dài, ít nhất là 12h Chất phản ứng thiếc(II) clorid nguy hiểm và
khĩ sử dụng trong cơng nghiệp do sự bốc hơi và ăn mịn tự nhiên của nĩ
Y Acyl héa (3) str dung dung méi dioxan rất độc với phơi khi hít vào Hơn
nữa, dioxan cần phải bảo đảm điều kiện an tồn khá nghiêm ngặt trong quá trình bảo quản và sử dụng vì nĩ đễ nơ Hiệu suất phản ứng rất thấp, chỉ đạt
10% Dioxan nếu giải phĩng vào đất khĩ mắt đi do nĩ khơng bị phân hủy
* Phản ứng giữa hai chất 2-eloro-N-(2-eloro-4-methylpyridin-3-yl) pyridin-
3-carboxamid (5) và cyclopropylamin tạo ra (7) phải thực hiện ở nhiệt độ cao
(130 - 145°C) và áp suất cao Đồng thời đây là phản ứng toả nhiệt mà (5)
khơng bên & 145°C, vi vay nếu nhiệt độ phản ứng cao hơn nhiệt độ này thì
hỗn hợp phản ứng sẽ gây nỗ
Y Phản ứng đĩng vịng 2-N'-cyclopropylamino-N-(2-cloro-4-methylpyridin-
3-y])pyridin-3-carboxamid (7) sử dụng base rất mạnh làm xúc tác là NaH
Mặt khác khi tách Nevirapin dùng nước nên khá nguy hiểm do NaH phản ứng
Trang 17
* Do cĩ sự tạo thành sản phẩm phụ nên hiệu suất tồn phần của phản ứng tơng hợp khá thấp
s* Phương pháp của Boswell Robert Fredrick, Lo Young Sek [14J
Quy trình tơng hợp đi từ 2-cloro-3-cyanopyridin (8) gồm 5 bước
- Sơ đồ quy trình tổng hợp:
O
2N 4N
Gr “
(7 " Cr KOH/IPA or OH SOCh/ CH,CN ý# Sa ˆ Hồi lưu NZ NH HCI N* NH
() @) 6) Ả, (10) A CH; H5N HO Oo 2 1 CH; H S H,C N ⁄ { — rẽ J a ent (Y ZN _ TH ‘et > + — * Natri hexamethy! N = N „HCl NẾ cl 0 > di silazan N ` (11) (7) (1) Ouy trình gồm các bước:
+ Bước 1: tiến hành phản ứng ghép đơi 2-cloro-3-cyanopyridin (8) với cyclopropylamin dé thu duge 9
+ Bước 2: thuỷ phân nhĩm nitril và tách sản phẩm để thu được acid 2- (cyclopropylamino)pyridin-3-carboxylic (10)
+ Bước 3: tạo acyl clorid với tác nhân SOC]; trong dung mơi CHCN
+Bước 4-5: tạo sản phẩm trung gian rồi đĩng vịng với tác nhân là một base
mạnh đề thu được Nevirapin
- Phương pháp này cĩ ưu điểm là an tồn hơn so với phương pháp trên vì
khơng phải tiến hành phản ứng ở nhiệt độ áp suất cao, hiệu suất lớn hơn và
chi phí giảm so với phương pháp của Hargrave
Tuy nhiên, phương pháp này vẫn cĩ các nhược điểm:
* Phương pháp sử dụng base natri hexamethyl disilazan là một chat dé
Trang 18
10
Y Phuong phap sir dung chat 2-cloro-3-cyanopyridin (9) là một nguyên liệu déc va nguy hiém (do chat 9 chtta nhom chire cyano), do dé kho str dung dé
tơng hợp trên quy mơ cơng nghiệp
s* Plhuương pháp của Gharpure Milind Moreshwa va cong sw [16] - Quy trình tơng hợp đi từ 2-cloro-4-methyl-3-nitropyridin (2) gồm 4 bước - Sơ đồ quy trình tổng hợp: Hy Fe/HCI CH; 2-cloronicotinoyl CH; H 1 Ss (3= = clorid > N N toluen | Cl Cư cl ` @) (5) CH; jy I | ms : HC i 2 N
cyclopropylamin = Í S N at eee Kali tert-butoxyd ( | S
———— etl
toluen ⁄ O HN Ý NNZ
N “Cl À
(7) -Các bước của quy trình:
+ Bước I: khử 2-cloro-4-methyl-3-nitropyridin (2) tạo 3-amino-2-cloro-4-
methylpyridin (3)
+ Bước 2: tiễn hành phản ứng acyl hố thu được chất 5
+ Bước 3: tạo sản phẩm trung gian 7
+ Bước 4: đĩng vịng nội phân tử sử dụng alkoxyd của kim loại kiềm tạo sản
phẩm Nevirapin
Đây là phương pháp mới nhất được cơng bồ với nhiều ưu điểm, tính khả thi
cũng như sự thân thiện với mơi trường được đánh giá cao hơn
* Tránh được sử dụng tác nhân khử thiếc(I) clorid và dung mơi hữu cơ
trong phản ứng khử nhĩm nitro thành amin trong bước thứ nhất điều chế (3)
Trang 19
1]
pyridin
* Khơng sử dụng base mạnh như natri hexamethyl disilazan và NaH để đĩng
vịng tạo Nevirapin, do đĩ làm quy trình an tồn, thuận tiện và thân thiện với mơi trường
* Sử dụng toluen làm dung mơi trong bước thứ hai, ba, bốn tiết kiệm được
dung mơi do cĩ thể dé dàng thu hồi và tái sử dụng lại toluen
ˆ Cung cấp một chất cĩ hoạt tính dược học và loại bỏ được sự hạn chế về
độ tỉnh khiết của chất tổng hợp được
Nhận xét: Với những ưu điểm vượt trội nêu ở trên trong phương pháp tổng hợp Nevirapin của Gharpure Milind Moreshwa và cộng sự, chúng tơi đã dựa trên phương pháp này đẻ tổng hợp các chất trung gian và Nevirapin
> Trong khĩa luận này, chúng tơi tiến hành tổng hợp chất trung gian 2-
cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3-carboxamid (5) trong quy trinh tong hop Nevirapin Dé téng hgp 2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-
yl) pyridin-3-carboxamid (5), chúng tơi phải tiến hành 2 bước trong quy trình
tổng hợp [16] đi từ chất ban đầu là 2-cloro-4-methyl-3-nitropyridin:
1 Tổng hợp chất trung gian 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3) bằng
phản ứng khử hĩa 2-cloro-4-methyl-3-nitropyridin (2) thành amin
2 Acyl hĩa 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3) tạo ra 2-cloro-N-(2- cloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3-carboxamid (5)
1.2 Một số phương pháp khử hĩa dẫn chất nitro thơm thành amin [1| |2] [3] [11] [16]
Cĩ nhiều phương pháp khử hĩa hợp chất nitro thơm thành amin Dưới đây
chúng tơi nêu một số phương pháp cĩ thẻ sử dụng
1.2.1 Khử hĩa bằng kim loại trong mơi trường acid
> Sắt trong mơi trường acid: đây là phương pháp quan trọng và được ứng
Trang 20
[HỊ
Ar-NO; —* Ar-NH; + HạO
Fe/Acid
Phản ứng qua các giai đoạn sau: 2H 2H
ArNO; ———> Ar-N=O —> Ar-NH-OH ——> Ar-NH; -H;O
Cơ chế của phản ứng:
Trong mơi trường acid, nhĩm nitro lấy 2 điện tử của sắt, đồng thời lấy
thêm 2 proton và loại đi l phân tử nước tạo thành nitrozo
— wC
RNS ——— R—N—O
Sau đĩ cũng tương tự tạo ra hydroxylamin
2e
` "¬
R— N=0 + 2H =
Cuối cùng là khử hĩa hydroxylamin thành amin
HỶ _~ H_ -H,0 R—NH—ƯH =—= R—NH— Ở N ` H R— NH % 2e = R— NH)
Vai trị xúc tác của acid cĩ thé giải thích như sau:
Fe + 2HCI ———ỪP FeClạ + 2H
2FeCl, +O+H,O —* 2FeCl;(OH)
2FeCl,(OH) + Fe +2H2O0 ———* Fe304 + FeCl, + 2HCI Lugng sat can ding dé khir hgp chat nitro duge tinh theo phuong trinh phan
Trang 21
13
Sự cé mat ciia chat dién ly nhu FeCl, CaCl, NaCl, NH4Cl sé tang
nhanh quá trình oxy hĩa sắt do tăng độ dẫn điện của dung dịch, bản thân nĩ
chỉ đĩng vai trị xúc tác
Fe + H;ạO + NaCl —* NaOH + FeCl, + H
FeCl, + NaOH ——~* _ Fe(OH): + NaCl > Thiếc, kẽm trong mơi trường acid
[H]
Ar-NO; ——* Ar`NH; + HạO
Sn (Zn)/Acid
Thiéc va kém gia thanh con tuong đối cao nên việc sử dụng làm tác nhân
khử trong cơng nghiệp cịn hạn chế
1.2.2 Lithi va amin hitu co
Amin hay được dùng trong phản ứng khử là ethylamin và ethylendiamin
Phản ứng được tiền hành ở nhiệt độ phịng hoặc nhiệt độ sơi của amin
[H]
Ar-NO; —*Y Ar-NH; Li/ethylamin
(ethylendiamin )
1.2.3 Các hợp chất của lưu huỳnh
> Natri sulfid (Na2S)
4Ar-NO; + Na;S.9HạO ——> 4Ar-NH; + NaOH +Na;S;O;
Na;S thường dùng loại kỹ thuật, hàm lượng 60-65% Dạng tỉnh thể ngậm
9H;O, dễ hút âm Quá trình khử hĩa tiến hành trong mơi trường kiềm vì vừa
cĩ sự thủy phân của nĩ, vừa cĩ sự hình thành NaOH trong quá trình khử hĩa
Trang 22
14
[H] [H] [H]
Ar-NO, —— Ar-N=O ——>Ar-NH-OH ———> Ar-NH;
-HO fon
Ar —N=O0 + Ar-NH-OH —~ Ar—N=N-Ar ——* Ar-NH-HN-Ar O
Ar —N=N —Ar
> Natri disulfid (Na;S;)
4Ar-NO; + Na;S; + HạO ———* 4Ar-NH; + Na;S;O;
4 Trong khĩa luận này, chúng tơi chọn phương pháp khử hĩa nhĩm —NO; của 2-cloro-4-methyl-3-nitropyridin thành amin đề điều chế 3-amino-2-cloro- 4-methylpyridin bằng phương pháp khử hĩa với tác nhân khử là sắt trong mơi trường acid acetic do là phương pháp cĩ các ưu điểm kẻ trên và phù hợp nhất
với điều kiện thực nghiệm tại phịng thực nghiệm 1.3 Acyl hĩa 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin
Cĩ 2 phương pháp acyÌ hĩa 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin sau: 1.3.1 Phương pháp của Hargrave và cộng su [17]
Sơ đơ phản ứng:
2
Nx1‡ M yy! a |
| 7 | ⁄ 2 &O
17 ~&O — 3\UGQ& RRK[D' TQ 1 `&Ò
Phương pháp này acyl hĩa chất 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin với tác
nhân acyl hĩa là 2-eloronicotinoyl clorid và xúc tác là base pyridin, hỗn hợp dung mơi là cyclohexan và dioxan tạo ra 2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin- 3-yl)pyridin-3-carboxamid (5)
Phan ứng dùng dung mơi dioxan là một chất độc đối với phơi khi hít vào,
Trang 23
15
Dung mơi dioxan nếu giải phĩng vào đất rất khĩ mắt đi do nĩ khơng bị phân
hủy
Mặt khác, hiệu suất của phản ứng chỉ đạt 10%, giá trị hiệu suất này là rất
thấp
Phương pháp trên cịn cĩ nhiều nhược điểm như trên, do vậy chúng tơi
khơng chọn phương pháp này dé tiến hành phản ứng acyl hĩa
1.3.2 Phương pháp của Gharpure Milind Moreshwa và cộng sự [16]
O
œ CƠ Hạ XS cứ `N CHs x | i '
| (2-cloro nicotionyl clorid) a Ss
we Dung mdi Toluen NẾ a? 3
Phương pháp này dùng tác nhân acyl hĩa là 2-cloronieotinoyl clorid giống
phương pháp aeyl hĩa trên nhưng đã thay thế dung mơi độc, nguy hiểm là
dioxan bằng hỗn hợp dung mơi toluen và DME, thay base xúc tác khơng an tồn, cĩ hại cho sức khỏe là pyridin bằng N,N-dimethylanilin
Sự cải tiến của phương pháp so với phương pháp Hargrave và cộng sự làm
cho phương pháp an toản và thân thiện với mơi trường hơn so với phương
pháp trước
Do vậy chúng tơi đã chọn phương pháp của Hargrave và cộng sự để tiến
hành phản ứng acyl hĩa
e Cơ chế phản ứng acyl hĩa [1]:
Phản ứng xảy ra theo cơ chế thể ái nhân: Nhĩm acyl bị phân cực do đơi điện tử lệch về phía nguyên tử oxy cĩ độ âm điện lớn hơn
Giai đoạn chậm: nguyên tử C của nhĩm acyl mang điện tích dương phần bị tác nhân ái nhân (amin) mang đơi điện tử tự đo tấn cơng vào hình thành nên
Trang 24
16
Giai đoạn nhanh: sản phẩm trung gian cĩ cấu trúc tứ diện nhanh chĩng bị
xúc tác base tấn cơng vào lấy proton loại đi hydroclorid tạo thành sản phẩm
Trang 25
17
Chuong 2
ĐĨI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Nguyên vật liệu, thiết bị
2.1.1 Hĩa chất
Hĩa chất sử dụng trong thực nghiệm là các hĩa chất thơng thường của hãng Merck (Đức), cơng ty hĩa chất Shanto Xilong Quảng Đơng (Trung Quốc), cơng ty hĩa chất Đức Giang (Việt Nam) Các hĩa chất được chúng tơi sử dụng
được liệt kê trong bang 2.1
Bảng 2.1 Các hĩa chất được sử dụng
STT| Tênhĩachất | Nguồn gốc |STT| Tênhĩachất | Nguơn gốc
| Aceton Trung Quéc| 11 Natri sulfat | Trung Quốc
2-cloro-4-methyl-| | Merck N,N-dimethyl ồ 2 " 12 Trung Quơc
3-nitropyridin (Đức) anilin
Dimethyl- , Acid Merck 3 ; Trung Quoc} 13 a
formamid 2-cloronicotinic (Đức)
4 Acidacetic | TrungQuốc| 14 Ethanol Việt Nam
5 Ethyl acetat | Trung Quéc| 15 | Thionylclorid | Trung Quéc
6 | Natri bicarbonat | Trung Quéc| 16 Natri clorid Trung Quốc
7 Nước cât Việt Nam | 17 | Natricarbonat | Trung Quốc
§ Toluen Trung Quốc | 18 Amoni clorid ' Trung Quốc
9 Methanol Trung Quốc š Merck
: 19 Bột sắt
10 Cloroform Trung Quoc (Đức)
2.1.2 Thiết bị ;
Trang 26
Memmert, tu say hút chân khơng Shellab, cân dién tu Shimadzu, ống nghiệm,
pipet định mức, pipet Pasteur, đũa thủy tinh, đĩa Petri, giấy lọc
- Sắc ký lớp mỏng (SKLM) được tiễn hành trên bản mỏng silicagel
Kieselgel 60 F›s¿ (Merck)
- Nhiệt độ nĩng chảy được đo trên máy Electrothermal Digital tại bộ mơn Hĩa Hữu cơ - Trường đại học Dược Hà Nội
- Phổ hồng ngoại (IR) được ghi trên máy Perkin Elmer, tại phịng thí
nghiệm Hĩa vật liệu, khoa Hĩa học - Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại
học Quốc gia Hà Nội
- Phổ khối lượng (MS) ghi trên máy AutoSpec Primier tại phịng thí nghiệm
Hĩa vật liệu, khoa Hĩa học - Trường đại học Khoa học tự nhiên, Đại học
Quốc gia Hà Nội
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ('H-NMR và '*C-NMR) ghi trên máy Bruker-
AV 500 tại phịng Phân tích cấu trúc - Viện hĩa học (Viện khoa học và cơng
nghệ Việt Nam)
2.2 Nội dung nghiên cứu
- Tổng hợp chất trung gian 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3) và khảo sát
một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng: Ảnh hưởng của tỉ lệ mol sắt sử dụng
trong phản ứng tới hiệu suất phản ứng, nghiên cứu thay thế dung mơi acid acetic băng bằng hỗn hợp dung mơi acid acetic băng : ethanol (1:1,) khử hĩa
bằng nhĩm nitro bằng sắt, cĩ mặt chất điện giải amoni clorid
- Tổng hợp 2-eloro-N-(2-eloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3-carboxamid (5)
và khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng: Khảo sát ảnh hưởng của tỉ
lệ mol chất 4 tới hiệu suất phản ứng 2.3 Phương pháp thực nghiệm
- Áp dụng các phương pháp thực nghiệm trong hĩa học hữu cơ đề tổng hợp các sản phẩm dự kiến
Trang 27
19
- Sơ bộ kiểm tra độ tỉnh khiết của các sản phảm bằng SKLM và đo nhiệt độ
nĩng chảy
- Xác định cấu trúc hĩa học của chất tơng hợp được dựa trên kết quả phân
Trang 28
20
Chuong 3
THUC NGHIEM, KET QUA VA BAN LUAN
So dé quy trinh tong hgp Nevirapin [16]:
Hs Fe/HCI 2-cloronicotinoy| CH; H | a ae oe clorid ` an AcOH toluen | Nn Cl n* a1? (2) @®) (5) Natri twEb0Eovd) F ,
_cyclopropylamin: ta Kali ‘ali tert-butoxyd Si
~~ foluen Ý Ẳ N
Các bước của quy trình:
+ Bước 1: khử 2-cloro-4-methyl-3nitropyridin thu được chất 3 + Bước 2: tiên hành phản ứng aeyl hố thu được chất 5 + Bước 3: tạo sản phẩm trung gian 7
+ Bước 4: đĩng vịng nội phân tử sử dụng alkoxid của kim loại kiềm
tạo sản phẩm đĩng vịng Nevirapin
Trong khĩa luận, chúng tơi tiến hành tổng hợp 2-cloro-N-(2-cloro-4- methylpyridin-3-yl)pyridin-3-carboxamid (5) là chất trung gian trong quá trình tổng hợp Nevirapin dựa trên phương pháp của Gharpure Milind
Moreshwa và cộng sự [16] nhưng cải tiến cho phù hợp với điều kiện thực
nghiệm tại bộ mơn Hĩa hữu cơ Đồng thời khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng
tới phản ứng dé lựa chọn thơng số thích hợp cho phản ứng như: tỉ lệ mol chất
phản ứng, dung mơi, xúc tác
Để tổng hợp chất 5 chúng tơi tiến hành hai bước đầu tiên (bước 1 và bước
Trang 29
21
3.1 Tống hợp 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin và khảo sát một số yếu tố ảnh hướng đến phản ứng
3.1.1 Tổng hợp 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin
Trong khĩa luận này, chúng tơi tiến hành phản ứng khử chất 2 với tác nhân khử Fe và acid acetic
Phản ứng khử nhĩm nitro dùng tác nhân khử Fe và acid acetic là các
nguyên liệu rẻ tiền và dễ kiếm, hiệu suất phản ứng khá cao Mặt khác, việc dùng tác nhân khử này là phù hợp nhất với các điều kiện trong phịng thực
nghiệm tại bộ mơn Hĩa hữu cơ
Phương pháp tơng hợp chất 3 được tiến hành dựa trên tài liệu [16] với một số điểm đáng lưu ý trong tài liệu như sau:
Acid được chọn cĩ thể là vơ cơ hoặc hữu cơ Acid hữu cơ tốt nhất là acid
acetic và acid vơ cơ cĩ thể chọn trong nhom: acid clohydric, acid sulphuric, ortho phosphoric acid
Nhiệt độ phản ứng cĩ thé tir 50°C - 110°C, thích hợp nhất 1a 65°C - 85°C Nong dé acid acetic trong phản ứng thường được dùng trong khoảng 5- /5
thé tich/gam cua chat 2
Lượng sắt sử dụng trong phản ứng trong khoảng /.0-5.0 mol trên 7 moi
chat 2
Dựa trên các tài liệu chúng tơi tham khảo và điều kiện thực nghiệm tại bộ
mơn, chúng tơi đã tiến hành phản ứng khử hĩa 2-cloro-4-methyl-3-nitro
pyridin và khảo sát một yếu tố ảnh hưởng tới phản ứng khử hĩa dé tìm ra các
điều kiện thích hợp để điều chế 3-amino-2-eloro-4-methylpyridin
Chúng tơi đã tiến hành tổng hợp và khảo sát điều kiện phản ứng như đã
trình bày ở dưới
e Tiến hành
- Dung cu: binh cau, sinh hàn hồi lưu, bình gan, may khuấy từ gia nhiệt, bản
Trang 3022 - So dé phan teng: CH, CH; ® NĨ; rc/AcOH 1y NH; ă L N Cl 68°C 2 82°C N Cl (2) (3) CTPT: C;H;CIN;O; C¿H;CIN; KLPT: 172 142
- Quy trinh tiến hành:
Chat 2 Fe AcOH
Tylé: 0,344g 0,224g 5ml
0,002 mol 0,004mol
- Cho vào bình cầu dung tích 30ml: 0,344g 2-cloro-4-methyl-3-nitro pyridin (2) (0.002 mol); 0,224g Fe (0,004mol); 5ml AcOH Lắp bộ dụng cụ
hồi lưu, đun nĩng và khuấy bằng máy khuấy từ gia nhiệt Nâng nhiệt độ từ từ đạt tới 68°C thì bắt đầu tính giờ, duy trì nhiệt độ 68 - §2°C Theo đõi phản
ứng bằng SKLM với hệ dung mơi khai triển là CHCI; : CH:OH (30:1), xác định thời gian phản ứng là 2h
- Xử lý hỗn hợp phản ứng: hỗn hợp sau phản ứng lọc qua phễu Buchner loại
tủa, thu dịch lọc Sau đĩ, chuyển hỗn hợp phản ứng sang bình cầu đáy trịn,
cất quay loại đung mơi Cắn thơ được hịa với 20ml hỗn hợp AcOEt : H;O
(1:1) Lớp AcOEt được rửa với NaHCO; bao hoa 2 lần, mỗi lần 20ml, Rửa lại
bằng dung dịch natri clorid bão hịa 2 lần Chiết lấy lớp AeOEt Làm khan
dịch chiết bằng Na;SO¿ Lọc lấy dịch loc Cat quay loại dung mơi Cắn thơ rửa
với n-hexan 3 lần, mỗi lần 4ml Kết tinh lại trong dung mơi EtOAc thu được 0,26g chat kết tinh màu trắng hơi ngả vàng
Kết quả: + Hiệu suất: 91,5%
Trang 31
23
+ SKLM: hé dung mdi khai trién 14 CHCI; : CH;OH (30:1) cho
một vết gọn rõ dưới ánh sáng tử ngoại, R; = 0,8
+ Khả năng hịa tan trong các dung mơi: tan trong aceton, ethanol, ethylacetat, toluen, khơng tan trong n-hexan
3.1.2 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng
3.1.2.1 Ảnh hưởng của tỉ lệ moi sắt sử dụng trong phản ứng tới hiệu suất
phản ứng
Chúng tơi đã khảo sát sự ảnh hưởng của tỉ lệ mol sắt sử dụng trong phản
ứng khử hĩa tới hiệu suất bằng cách thay đồi tỷ lệ mol sắt sử dụng trong phản
ứng cịn các hợp phần khác vẫn giữ nguyên Với mỗi tỷ lệ mol sắt sử dụng,
tiến hành 5 mẻ phản ứng, lấy kết quả trung bình để đánh giá mức độ ảnh hưởng của tỷ lệ mol sắt tới hiệu suất phản ứng
Quy trình tơng hợp chúng tơi tiến hành tương tự như mục 3.I.I:
- Cân lần lượt chất 2: 0,344g (0,002mo)) ; Fe: lần lượt khảo sát với các tỉ lệ
(2) : Fe la 1:2; 1:3; 1:3,5; 1:4; 1:5 va dong 5ml dung mơi, cho con khuấy vào
bình phản phản ứng Lắp bộ dụng cụ đun hồi lưu, đun nĩng hỗn hợp ở nhiệt
độ 68°C - 8§2°C trong 2h
- Kết thúc phản ứng, lọc loại tủa, thu địch lọc, cất quay loại dung mơi - Chiết sản phẩm băng hỗn hợp AcOFt : H;O (1:1)
- Lớp AcOEt được rửa với NaHCO: bão hịa 2 lần, mỗi lần 20ml Rửa lại bằng dung dịch natri clorid bão hịa 2 lần Chiết lấy lớp AcOEt Làm khan dịch chiết bằng Na;SO¿ Loc lay dich lọc Cất quay loại dung mơi Cắn thơ rửa
với n-hexan 3 lần, mỗi lần 4ml Kết tinh lại trong dung mơi AcOEt
Các sản phẩm sau khi tỉnh chế chạy SKLM với hệ dung mơi khai triển
CHC];: CHẠOH (30:1) cho một vết gọn rõ đưới ánh sáng tử ngoại
Ảnh hưởng của tỷ lệ mol sắt đến hiệu suất của phản ứng khảo sát được trình
Trang 32
25
3.1.2.2 Nghiên cứu thay thé dung méi acid acetic bang bang hin hop dung
méi acid acetic bang : ethanol (1:1)
Khi sử dụng acid băng làm dung mơi cho phản ứng khử hĩa, chúng tơi nhận thấy trong quá trình xử lý hỗn hợp phản ứng, acid acetic cĩ nhiệt độ sơi cao
nên khi cất quay loại dung mơi mắt nhiều thời gian, khi chiết cĩ hiện tượng
tạo tủa keo mầu đỏ nâu nên khĩ phân lớp Do vậy, chúng tơi khảo sat thay thế dung mơi acid acetic băng bằng hỗn hợp dung mdi la AcOH: EtOH (I:1) với
mục đích giảm thời gian xử lý hỗn hợp phản ứng và dễ dàng xử lý hỗn hợp
sau khi chiết vì hỗn hợp EtOH và AcOH cĩ nhiệt độ sơi thấp hơn acid acetic (118°C) nên thời gian cất giảm
So dé phản ứng: CH; CH; ~~ NO Fe NH; ei AcOH:EtOH | Zz N (1:1) N“cI KLPT: 172 142
Ci ii: CsHsCIN2O> C¿H;CIN;
- Tiến hành: Kết quả khảo sát ở mục 3.1.1 cho thấy với tỉ lệ mol giữa chất 2:
Ee là 1 : 3, hiệu suất phản ứng thu được cao nhất Do vậy, chúng tơi đã chọn tỉ lệ trên trong phản ứng này
- Tỷ lệ:
Chất 2 Fe AcOH : EtOH (1:1)
0,344g 0,336g Sml
0,002 mol 0,006mol
- Quy trình tơng hợp chúng tơi tiễn hanh tuong tu muc 3.1.1:
+ Cân lần lượt các chất (2): Fe và đong dung mơi, cho con khuấy vào bình
phản phản ứng ĐÐun hồi lưu ở nhiệt độ 68 - 82°C Theo dõi phản ứng bằng SKLM, xác định được thời gian phản ứng là 2h
Trang 33
26
+ Thu được 0,22g sản phẩm kết tinh mau trắng ngà Kết quả: + Hiệu suất: 77,46%
+ Nhiệt độ nĩng chảy: 61 - 64°C
+ SKLM: hệ dung mơi khai triển là CHC]; : CH:OH (30:1) cho một vết gọn rõ đưới ánh sáng tử ngoại, R;= 0,82
Nhận xét:
Khi sử đụng hỗn hợp dung mơi AcOH : EtOH (1:1) hiệu suất của phản ứng khử thấp hơn khi sử dụng dung mơi AecOH đơn thuần
Tuy nhiên, khi thay thế dung mơi AcOH bằng hỗn hợp dung mơi AcOH :
EtOH (1:1), chúng tơi nhận thấy thời gian phản ứng khử hĩa khơng thay đổi
nhưng ở giai đoạn xử lý hỗn hợp phản ứng thời gian cất quay loại dung mơi
giảm đi đáng kể từ 25 phút xuống cịn 15 phút Hơn nữa, khi chiết sản phâm
bằng dung mơi AcOEt : HạO (1:1) dễ tách lớp hơn do khơng cĩ hiện tượng tạo tủa keo màu đỏ nâu Do vậy, khi dùng hỗn hợp dung mơi AcOH : EtOH (1:1)
tạo điều kiện thuận lợi hơn trong quá trình xử lý hỗn hợp phản ứng về mặt
thời gian và quá trình chiết tách
3.1.2.3 Khử hĩa bằng nhĩm nitro bằng sắt, cĩ mặt chất điện giải amoni clorid
Trong phản ứng khử với tác nhân là sắt và acid thì sự cĩ mặt của chất điện ly nhu FeCl,, CaCl, NaCl, NH,Cl sé tang nhanh qua trình oxy hĩa sat do
tăng độ dẫn điện của dung địch, bản thân nĩ chỉ đĩng vai trị xúc tác
Chúng tơi khảo sát phản ứng với xúc tác là NH„CI Để khảo sát ảnh hưởng
của xúc tác NH„CI, chúng tơi dùng (2) : Fe tỉ lệ mol là 1:3 (do khảo sat chúng
tơi thấy với tỉ lệ mol này phản ứng thu được hiệu suất cao nhất) và hỗn hợp
dung mơi AcOH : EtOH (1:1) để giảm thời gian xử lý hỗn hợp phản ứng với
sự cĩ mặt của muối NHaCI
Chúng tơi tiến hành 5 mẻ phản ứng với các điều kiện giống nhau để khảo
Trang 3427 Sơ đồ phản ứng: CH; CH; + Fe, NHạCI om ` ¡uc “h ` cl KLPT: 172 142 CTPT: C;H:CIN;O; C.H;CIN; e Tiến hành
+ Can 0,344g (0,002mol) chat 2; 0,336g (0,006mol) Fe; 0,108g
(0,002mol) NH,Cl, dong 10m] hén hop dung méi AcOH : EtOH (1:1), cho
vao binh cau dung tich 30ml Lap b6 dung cy Dun héi lưu hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ 68 - 82°C trong 2h.Theo đõi phản ứng bằng SKLM
+ Xử lý hỗn hợp phản ứng: sau khi kết thúc phản ứng, lọc trên phễu
Buchner loại tủa sắt, thu địch lọc Cất loại dung mơi, cắn thơ thu được hịa với
20ml hỗn hợp AcOEt : NaHCO; (1:1) Lớp AcOEt rửa bằng dung dịch NaCl
bão hịa, làm khan bằng Na;SO¿ Lọc lấy dịch lọc Cat loai dung méi Can thé
rửa với n-hexan 2 lần, mỗi lần 4ml Kết tỉnh lại trong dung mơi AcOEt Thu được 0,25g sản phẩm tỉnh khiết
Kết quả:
+ Hiệu suất: 88,03%
+ Nhiệt độ nĩng chay: 62,5 - 64°C
+ SKLM: hệ dung mơi khai triển là CHC]: : CH:OH (30:1) cho một vết gọn
rõ dưới ánh sáng tử ngoại, R; = 0,80
Nhận xét: Như vậy trong phản ứng khử khi dùng tác nhân là Fe trong acid
thêm chất điện ly NH„CI thì hiệu suất phản ứng tăng Cụ thẻ, phản ứng khử chỉ dùng hỗn hợp dung mơi thì hiệu suất là 77,46% khi thêm NHCI hiệu suất
Trang 35
28
Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3)
KẾ GHỦ HH 2-cloro-4-methyl-3- nitropyridin (2) = Bột sắt
Hơi lưu (Chat 2 : Fe = 1:3)
(68 - 82°C, 2h)
Loai Fe du va Acid acetic
các sản phẩm |
rắn khác + Loc Amoni clorid
Loại đụng a Cat quay
mơi
v
Loai lop ie Chiet 2 AcOEt: H;O (1:1)
nước I
Rửa Lần lượt bằng
| NaHCoO;; NaCl bh
Lam khan “ Na;SO¿ khan
Loại Na;SO, L| Lọc
Loaidung [41 Cat quay
mơi
%
Rửa n-hexan
Ket tinh lai | Ethyl acteat |
San pham
Trang 36
29
3.2 Tong hợp 2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3-
carboxamid (5) và khảo sát một số yếu tố ảnh hướng đến phản ứng
2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3-carboxamid (5) được
tổng hợp từ chất trung gian 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3) bằng phản
ứng acyl hĩa với 2-cloronicotinoyl clorid
Theo những tài liệu chúng tơi tham khảo [16] [17], cĩ 2 phương pháp acyl hĩa hợp chất 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3):
- Phương pháp của Hargrave và cộng su [17]
- Phương pháp của Gharpure Milind Moreshwa và cộng su [16]
Tuy nhiên, phương pháp của Gharpure Milind Moreshwa và cộng sự cĩ
nhiều ưu điểm hơn nên chúng tơi dựa trên phương pháp này đề tơng hợp
3.2.1.Tong hop chat 2-cloro-N-(2-cloro-4-methylpyridin-3-yl)pyridin-3-
carboxamid (5)
Phương pháp tơng hợp chất 5 theo Gharpure Milind Moreshwa va cong su [16]:
Tổng hợp chất 5 được tiễn hành qua 2 giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Điều chễ 2-cloronicotinoyl clorid (4) bằng cách cho acid 2-
cloronicotinic tác dụng với thionyl clorid trong dung mơi DMEF và toluen - Giai đoạn 2: Acyl hoa 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3): 2- cloronicotinoyl clorid (4) tác dụng với 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin
(3) được hịa tan trong dung mơi là alkyÌ acetat hoặc hydrocarbon thơm
như benzen, toluen với xúc tác là base
Base xúc tác cho phản ứng acyl hĩa cĩ thê là hữu cơ hoặc vơ cơ Khi
base vơ cơ được sử dụng là AcOK thì phản ứng diễn ra trong 12 - 16h ở nhiệt độ 80 - 90°C, trong khi phản ứng cũng ở nhiệt độ đĩ khi ding base
hữu cơ là N,N-dimethylanilin thi phản ứng chỉ dién ra trong /-2h
Tỷ lệ mol N,N-dimethylanilin được dùng trong khoảng /,/-/,5 mol trén
Trang 37
30
Dựa trên những tài liệu tham khảo được, chúng tơi đã tiến hành tổng hợp
chất 5 như sau:
Quy trình tiến hành: Gồm 2 giai đoạn:
e Giai doan 1: Tao 2-cloronicotinoyl clorid (4)
COCI “⁄ NỔ `CI DMF: Toluen N* “cl KLPT: 157 176 CTPT: C<H,CINO, C;H;Cl,NO
Cho vào bình cầu dung tích 30ml acid 2-cloro nicotinic (1,57g; 0,01mol),
toluen (10ml), thionyl clorid (0,5g; 0,005mol) va DMF (0,2 ml) Dun hỗn hợp
phản ứng ở nhiệt độ 80 - 90°C dén khi kết thúc phản ứng
Hồn hợp phản ứng được cất loại dung mơi, khơng tỉnh chế tách riêng chat 4
mà dùng cắn thơ đề điều chế tiếp chất 5 ở giai đoạn sau
¢ Giai doan 2: Acyl héa 3-amino-2-cloro-4-methyl pyridin
Cắn thơ của giai đoạn 1 chứa hợp chất nicotioyl clorid (4) được hịa tan
trong dung mơi toluen (10ml) Cân 1,42g (0,01mol) chất 3 cho bình chứa cắn thơ ở nhiệt độ phịng Sau đĩ thêm 1,76g (0,01mol) N.N-dimethyl anilin Hỗn hợp được khuấy ở 25 - 40°C Sơ đồ quy trình: O CH; ci~ ~N* (4) CHH 7S í »;xNH; KLPT: 176 SN aN nN? Cl wa? S8 (3) (3) KLPT: 142 282
Trang 38
31
Theo dõi phản ứng bằng SKLM với hệ dung mơi CHC];: CH;OH (30:1),
xác định thời gian phản ứng 1a 2,5h
Xử lý hỗn hợp phản ứng: Sau khi kết thúc phản ứng, hỗn hợp được làm lạnh đến nhiệt độ phịng và trung hịa bằng Natri carbonat 10% đến pH 7,0 - 7,5 Lọc lấy tủa và kết tinh lại trong toluen, thu được 1,6g sản phẩm kết tinh
màu trắng ngà
Kết quả:
+ Hiệu suất: 56,74%
+ Nhiệt độ nĩng chay: 155 - 157°C
+ SKLM: hệ dung mơi khai triển là CHC]; : CH;OH (30:1) cho một vết gọn
rõ dưới ánh sáng tử ngoại, Rr= 0.32
3.2.2 Khao sat anh hwéng cia ti lé mol chat 4 tới hiệu suất phản ứng
Trong phản ứng acyl hĩa amin, chúng tơi đã khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ
mol chất 4 tới hiệu suất phản ứng với các tỷ lệ mol khác nhau Tỷ lệ mol của chất 4 được quy đơi từ lượng acid nicotinic sử dụng trong phản ứng điều chế
2-cloronicotinoyl clorid (Quy ước: phản ứng điều chế 2-cloronicotinoyl clorid
đạt hiệu suất 100%) Với mỗi tỷ lệ mol tiễn hành 5 mẻ phản ứng như sau: thay
đổi số mol chất nicotinoyl elorid (4) sử dụng trong phản ứng cịn các hợp phần
khác vẫn giữ nguyên, lấy kết quả trung bình đề xác định ảnh hưởng của tỉ lệ mol chất 4 tới hiệu suất phản ứng
Khảo sát: sử dụng 1,42g (0,01mol) sắt và thay đổi số mol 2-eloronicotinoyl
clorid voi cac ti 1é 1:1,1; 1:1,2; 1:1,3
Quy trinh tién hanh: tuong tu nhu muc 3.1.1:
- Giai đoạn l: tạo 2-cloronicotinoyl clorid, sản phẩm là cắn thơ chứa 2-
cloro nicotinoyl clorid (4)
- Giai đoạn 2: Acyl hĩa 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3) Hịa tan cắn
thơ chứa 2-cloronicotinoyl clorid (4) Chất 3 được thêm bình chứa cắn, sau đĩ
Trang 39
32
- Xử lý hỗn hợp phản ứng: Sau khi kết thúc phản ứng, hỗn hợp được làm
lạnh đến nhiệt độ phịng và trung hịa bằng Natri carbonat 10% đến pH 7,0-
7,5 Lọc lấy tủa và kết tinh lại trong toluen
Các chất tổng hợp được trong các quy trình phản ứng khảo sát này được
chạy SKLM với hệ dung mơi khai triển là CHC]:: CH:OH (30:1) cho 1 vết gọn rõ dưới ánh sáng tử ngoại, R¢ = 0,32
Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol chất được 4 tới hiệu suất phản ứng
được trình bày ở bảng 3.2 và hình 3.2
Bang 3.2 Giá trị hiệu suất của phân ứng theo tỉ lệ mol (3) : (4)
Kết quả
STT| Tilé | Số gchất5tinh khiết| Hiệu suất i
thu được(g) (%) (°C)
l L:1,1] 1,60 56,74 155-157
2 1:12 1,78 63,12 155,5-157,2
3 1:1,3 2,30 81,56 156-157,8
Hình 3.2 Đơ thị biéu dién sự phụ thuộc của hiệu suất phản ứng theo tỉ lệ moi (3): (4) H% gụ “Hi u su t 80 - ° wee 60 sI2 50 56,74 40 30 20 10 0ˆ ‘ 01:01.1 01:01.2 01:01.3 Tỷ lệ
Nhận xét: Với tỷ lệ mol 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin (3) va 2- cloronicotinoyl clorid (4) với tỉ lệ là 1:1,3 thì hiệu suất phản ứng acyl hĩa thu
Trang 40
33
So dé 3.2 Quy trinh tong hop chat 5 tir 3-amino-2-cloro-4-methylpyridin
San pham
Hồi lưu _————— | Acid 2-cloro Thionyl clorid
DMF + Toluen Loaidung |< Cat quay
mơi
Cắn thơ hịa tan 3-amino-2-cloro-4-
trong toluen methylpyridin (3)
Hồi lưu
(25°C -40°C; 2,5h)
Trung hoa š Dung dịch (pH = 7 —7,5) Na;CO; bh
r Bỏ dịchlọc L_ Lọc lấy tủa
Kết tinh lại + Dung mơi toluen