nghiên cứu chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ và khảo sát dược động học

Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp bốc hơi dung môi .... Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp khuếch tán hai dung môi.... Chế tạo tinh t

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

NGUYỄN THANH QUÂN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO TINH THỂ PARACETAMOL KÍCH THƯỚC NHỎ VÀ KHẢO SÁT DƯỢC ĐỘNG HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH HÓA DƯỢC

Cần Thơ, 12  2013

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

NGUYỄN THANH QUÂN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO TINH THỂ PARACETAMOL KÍCH THƯỚC NHỎ VÀ KHẢO SÁT DƯỢC ĐỘNG HỌC

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH HÓA DƯỢC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập  Tự do  Hạnh phúc

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 Cán bộ hướng dẫn: TS Lê Thanh Phước 2 Đề tài: Nghiên cứu chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ và khảo sát dược động học 3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Quân MSSV: 2102472 Lớp: Hóa Dược  Khóa 36 4 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:

b Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:

c Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

d Kết luận, đề nghị, điểm:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Cán bộ hướng dẫn

TS Lê Thanh Phước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN Độc lập  Tự do  Hạnh phúc

BỘ MÔN HÓA HỌC - -

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 4 Cán bộ phản biện:

5 Đề tài: Nghiên cứu chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ và khảo sát dược động học 6 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thanh Quân MSSV: 2102472 Lớp: Hóa Dược  Khóa 36 4 Nội dung nhận xét: e Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:

f Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:

g Nhận xét đối với sinh viên thực hiện đề tài:

h Kết luận, đề nghị, điểm:

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013 Cán bộ phản biện

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi đã học hỏi được nhiều kiến thức, kinh nghiệm và kỹ năng chuyên môn rất bổ ích, thiết thực từ quý thầy cô và bạn bè, những người đã hướng dẫn, giúp đỡ và đóng góp ý kiến cho tôi Tôi chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến:

TS Lê Thanh Phước, Bộ môn Hóa học – Khoa Khoa Học Tự Nhiên, trường Đại Học Cần Thơ Thầy đã dành nhiều thời gian hướng dẫn tận tình, truyền đạt kinh nghiệm, đồng thời giúp tôi biết cách tự học, tự tìm tòi và nghiên cứu để hoàn thành tốt đề tài Thầy tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt thời gian nghiên cứu và thực hiện đề tài Những lời thầy hướng dẫn, gợi ý khi tôi thắc mắc hay gặp khó khăn chính là những tia sáng mở đường giúp tôi hoàn thành đề tài này

Các Thầy Cô, bộ môn Hóa học và bộ môn Sinh học – Khoa Khoa Học Tự Nhiên, trường Đại Học Cần Thơ đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành quá trình thực nghiệm

Các anh chị và các bạn – Những người đồng hành, cùng tôi chia sẻ kinh nghiệm và giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt thời gian qua

Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình và những người thân yêu luôn là chỗ dựa tinh thần, nguồn động viên, khuyến khích giúp tôi vượt qua khó khăn trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài

Xin chân thành cảm ơn !

Cần Thơ, ngày tháng năm 2013

Nguyễn Thanh Quân

TÓM TẮT

Mục tiêu của đề tài “Nghiên cứu chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ

và khảo sát dược động học” là tạo được tinh thể paracetamol ở các kích thước nhỏ khác nhau và khảo sát dược động học Phương pháp được sử dụng là các phương pháp kết tinh khác nhau (kết tinh lạnh, bốc hơi dung môi, khuếch tán hai dung môi, hơi khuếch tán,…) Khảo sát độ hòa tan của tinh thể thu được trong dung dịch đệm phosphate 0,1 N

Sau 4 tháng, đề tài thu được kết quả là tạo được tinh thể paracetamol với các kích thước nhỏ khác nhau từ 12,44 μm đến 10,5 mm Đề tài cũng xác định được tỉ lệ: 3 (tinh thể 12,44 μm):3 (tinh thể 237 μm):5 (tinh thể 540 μm):4 (tinh thể 2,14 mm) với tổng là 500 mg, cho kết quả thuốc nhanh đạt tới nồng độ đỉnh và duy trì nồng độ tốt hơn hapacol 650 mg và panadol 500 mg

Với kết quả trên thì ý tưởng cải tiến thuốc bằng việc phối trộn tỉ lệ tinh thể paracetamol ở các kích thước khác nhau là hoàn toàn khả quan và thực hiện được

Từ khóa: paracetamol, hapacol, panadol, dược động học, kết tinh

ABSTRACT

The purpose of “Preparation and pharmacokinetic evaluation of small sizes paracetamol crystals” thesis is to devise various sizes of paracetamol in crystal form and to study their pharmacokinetic The method were used crystallization (cold crystallization, solvent evaporation, diffusion two solvent, vapor diffusion,…) The solubility of these crystals was carried out in 0.1 N phosphate buffer

After 4 months, thesis created various sizes of paracetamol crystals (12,44 μm

- 10,5 mm) Thesis also identified ratio: 3 (crystal 12.44 μm):3 (crystal 237 μm): 5 (crystal 540 μm): 4 (crystal 2,14 mm) with total of 500 mg, which helps drug to achieve Cmax faster and to maintain efficient concentration better than 650 mg of hapacol and 500 mg of panadol

With these results, the idea of improving drug by mixing different ratio of paracetamol crystals is satisfactory and feasible

Key words: paracetamol, hapacol, panadol, pharmacokinetic, crystallization

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Năm học 2013-2014

Đề tài:

Nghiên cứu chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ và

khảo sát dược động học

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Nguyễn Thanh Quân, tác giả của luận văn xin cam đoan đã chỉnh sửa theo những ý kiến và góp ý của các Thầy, Cô phản biện và Hội đồng chấm luận văn

Cần thơ, ngày 23 tháng 12 năm 2013 Sinh viên cam đoan

Nguyễn Thanh Quân

Luận văn tốt nghiệp đại học chuyên ngành: Hóa Dược

Mã số: TN 393

Đã bảo vệ và được duyệt Hiệu trưởng

Trưởng khoa

Trưởng chuyên ngành Cán bộ hướng dẫn

TS Lê Thanh Phước

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN iii

TÓM TẮT iv

ABSTRACT v

LỜI CAM ĐOAN vi

MỤC LỤC vii

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC HÌNH xi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮC …xiii

Chương 1: GIỚI THIỆU 1

1.1 Đặt vấn đề 1

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 1

1.3 Nội dung nghiên cứu 1

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 3

2.1 TỔNG QUAN VỀ PARACETAMOL 3

2.1.1 Lịch sử phát hiện paracetamol [16] 3

2.1.2 Tính chất 8], [16] 4

2.1.3 Dược lý [8], [10], [16] 5

2.1.4 Độc tính 3], [8] 10

2.1.5 Áp dụng điều trị [1], [2], [3] 12

2.2 TỔNG QUAN VỀ TINH THỂ VÀ KẾT TINH 13

2.2.1 Tinh thể [6], [9], [14] 13

2.2.2 Kết tinh [9], [14], [15] 16

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19

3.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT 19

3.1.1 Thiết bị 19

3.1.2 Dụng cụ 19

3.1.3 Nguyên liệu và hóa chất 20

3.2 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG 20

3.2.1 Máy đo quang phổ hấp thu UV-Vis 20

3.2.2 Kính hiển vi điện tử quét (SEM) 21

3.3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 23

3.3.1 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp kết tinh lạnh 23

3.3.2 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp bốc hơi dung môi 24

3.3.3 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp khuếch tán hai dung môi 24

3.3.4 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp hơi khuếch tán 25

3.4 Thực nghiệm 26

3.4.1 Địa điểm và thời gian thực hiện 26

3.4.2 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp kết tinh lạnh 27

3.4.3 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp bốc hơi dung môi 27

3.4.4 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp khuếch tán hai dung môi 28

3.4.5 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp hơi khuếch tán 28

3.4.6 Phương pháp nghiền ướt 29

Chương 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30

4.1 KẾT QUẢ CÁC THÍ NGHIỆM CHẾ TẠO TINH THỂ PARACETAMOL KÍCH THƯỚC NHỎ 30

4.1.1 Phương pháp kết tinh lạnh 30

4.1.2 Phương pháp bốc hơi dung môi 34

4.1.3 Phương pháp khuếch tán hai dung môi 36

4.1.4 Phương pháp hơi khuếch tán 37

4.1.5 Phương pháp nghiền ướt 38

4.2 KHẢO SÁT ĐỘ HÒA TAN CỦA CÁC KÍCH THƯỚC TINH THỂ PARACETAMOL 40

4.2.1 Xây dựng đường chuẩn 40

4.2.2 Khảo sát độ hòa tan của tinh thể paracetamol ở các kích thước khác nhau

41

4.3 NGHIÊN CỨU TỈ LỆ CÁC KÍCH THƯỚC TINH THỂ PARACETAMOL VÀ KHẢO SÁT ĐỘ HÒA TAN 44

4.3.1 Khảo sát khả năng phóng thích của hapacol 650 mg và panadol 500 mg 44

4.3.2 Khảo sát độ hòa tan các tỉ lệ của các kích thước tinh thể 47

Chương 5: KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ 53

5.1 Kết luận 53

5.2 Kiến nghị 53

TÀI LIỆU THAM KHẢO 54

PHỤ LỤC 56

DANH MỤC BẢNG

Bảng 2.1 Các hệ và các mạng tinh thể 15

Bảng 3.1 Độ tan của paracetamol trong các dung môi khác nhau tại 30C 26

Bảng 4.1 Kết quả của phương pháp kết tinh lạnh (làm lạnh nhanh) 30

Bảng 4.2 Kết quả của phương pháp kết tinh lạnh (làm lạnh chậm) 33

Bảng 4.3 Kết quả của phương pháp bốc hơi dung môi 35

Bảng 4.4 Kết quả của phương pháp hơi khuếch tán 37

Bảng 4.5 Độ hấp thụ của các dung dịch paracetamol trong dãy chuẩn 40

Bảng 4.6 Kết quả đo UV của các kích thước tinh thể (ppm) 42

Bảng 4.7 Kết quả đo UV của hai thuốc thương mại (ppm) 45

Bảng 4.8 Kết quả đo UV của các tỉ lệ kích thước tinh thể (ppm) 52

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Hai biệt dược của paracetamol 4

Hình 2.2 Cấu trúc paracetamol (C8H9NO2) 4

Hình 2.3 Sơ đồ chuyển hóa của paracetamol 8

Hình 2.4 Cấu trúc của NAPQI 8

Hình 2.5 Tác dụng phụ của paracetamol (ban đỏ và ban mày đay) 9

Hình 2.6 Cấu trúc của N-acetylcystein 11

Hình 2.7 Các chế phẩm Acetylcysteine 12

Hình 2.8 Bông tuyết và mật ong kết tinh 17

Hình 3.1 Một số thiết bị được sử dụng 19

Hình 3.2 Paracetamol thương mại 20

Hình 3.3 Máy quang phổ hấp thu UV-Vis 21

Hình 3.4 Sơ đồ máy SEM 22

Hình 3.5 Máy SEM JEOL 7500F-1 23

Hình 3.6 Mô tả kết tinh lạnh 24

Hình 3.7 Kết tinh bằng phương pháp bốc hơi dung môi 24

Hình 3.8 Kết tinh bằng phương pháp khuếch tán hai dung môi 25

Hình 3.9 Kết tinh bằng phương pháp hơi khuếch tán 26

Hình 3.10 Bộ thí nghiệm hơi khuếch tán 29

Hình 4.1 Tinh thể ở nồng độ 0,02 g/mL 30

Hình 4.2 Tinh thể ở nồng độ 0,03 g/mL 31

Hình 4.3 Tinh thể ở nồng độ 0,05 g/mL 31

Hình 4.4 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ lên kích thước tinh thể 32

Hình 4.5 Tinh thể ở nồng độ 0,02 g/mL 33

Hình 4.6 Tinh thể ở nồng độ 0,03 g/mL 33

Hình 4.7 Tinh thể ở nồng độ 0,05 g/mL 34

Hình 4.8 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nồng độ lên kích thước tinh thể 34

Hình 4.9 Tinh thể bằng phương pháp bốc hơi chậm dung môi 35

Hình 4.10 Tinh thể bằng phương pháp bốc hơi tự nhiên 35

Hình 4.11 Tinh thể bằng phương pháp bốc hơi nhanh dung môi 36

Hình 4.12 Tinh thể bằng phương pháp khuếch tán hai dung môi 36

Hình 4.13 Tinh thể bằng phương pháp hơi khuếch tán 37

Hình 4.14 Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian lên kích thước tinh thể 38 Hình 4.15 Hình SEM của bột paracetamol thương mại 39

Hình 4.16 Hình SEM tinh thể bằng phương pháp nghiền ướt 39

Hình 4.17 Đường chuẩn paracetamol 40

Hình 4.18 Đồ thị biểu diễn nồng độ thuốc theo thời gian 43

Hình 4.19 Đồ thị biểu diễn nồng độ thuốc trong 60 phút đầu 43

Hình 4.20 Đồ thị biểu diễn phần trăm lượng thuốc hòa tan theo thời gian 44

Hình 4.21 Đồ thị biểu diễn nồng độ thuốc theo thời gian 46

Hình 4.22 Đồ thị biểu diễn nồng độ thuốc theo thời gian 47

Hình 4.23 Đồ thị biểu diễn nồng độ thuốc theo thời gian 48

Hình 4.24 Đồ thị biểu diễn nồng độ thuốc theo thời gian 49

Hình 4.25 Đồ thị biểu diễn nồng độ thuốc theo thời gian 50

Hình 4.26 Thời gian tác dụng của paracetamol 50

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT SEM (Scanning Electron Microscope): Kính hiển vi điện tử quét

UV-Vis (Ultraviolet Visible Spectrophotometry): Quang phổ tử ngoại - khả

kiến

NSAID (Non-Steroidal Anti-Inflamatory Drugs): Thuốc hạ sốt, giảm đau,

chống viêm không steroids

MEC (Minimum Effective Concentration): Nồng độ tối thiểu có hiệu lực MTC (Minium Toxic Concentration): Nồng độ tối thiểu gây độc

PE: Petroleum ether

DCM: Dichloromethane

MeOH: Methanol

Tt: Tinh thể

rpm (revolutions per minute): Vòng/phút

X: Kích thước trung bình tinh thể

M tb: Khối lượng trung bình của tinh thể

H % : Hiệu suất quá trình kết tinh

T: Thời gian tính từ lúc bắt đầu kết tinh đến khi kết thúc quá trình kết tinh

T 0: Thời gian tính từ lúc bắt đầu ngâm lạnh đến lúc bắt đầu xuất hiện tinh thể

t: Nhiệt độ bắt đầu xuất hiện tinh thể

d: Đường kính

h: Chiều cao

Chương 1: GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề

Paracetamol (tên nhãn hiệu quốc tế không độc quyền) hay acetaminophen (tên được chấp nhận tại Hoa Kỳ) là một thuốc có tác dụng hạ sốt và giảm đau, tuy nhiên không như aspirin nó không có hoặc ít có tác dụng kháng viêm So với các thuốc NSAIDs, paracetamol có rất ít tác dụng phụ với liều điều trị nên được cung

cấp không cần kê đơn ở hầu hết các nước

Trên thị trường Việt Nam hiện nay, có rất nhiều chế phẩm paracetamol được bào chế ở nhiều dạng khác nhau như viên nén, viên sủi, dịch truyền,… Tuy nhiên hiệu quả điều trị của các chế phẩm này chưa cao, nguyên nhân chủ yếu là do sinh khả dụng của các chế phẩm này thấp bởi phần lớn dược chất bị mất đi do trải qua hiệu ứng vượt qua lần đầu ở ruột và gan Thêm vào đó, hầu hết các chế phẩm đều có thời gian bán thải ngắn (khoảng 2,5 giờ) chính vì vậy người dùng phải dung nạp thuốc nhiều lần trong một ngày để có thể duy trì tác dụng của thuốc Việc dùng thuốc nhiều lần trong ngày không những làm tăng chi phí điều trị, đem lại phiền toái cho người bệnh mà còn làm tăng tác dụng phụ của thuốc do sự tích tụ dược chất

Vì vậy đề tài "NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO TINH THỂ PARACETAMOL KÍCH THƯỚC NHỎ VÀ KHẢO SÁT DƯỢC ĐỘNG HỌC" với mục đích chế tạo

ra những tinh thể paracetamol có hình dạng và kích thước mong muốn nhằm kiểm soát quá trình tan rã của thuốc Sau đó, tiến tới mục tiêu đẩy nhanh hiệu quả tác động, giảm được liều lượng thuốc và giảm tần suất uống thuốc, góp phần nâng cao hiệu quả tác dụng của thuốc trong điều trị bệnh

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu của đề tài này sẽ chủ yếu nghiên cứu các phương pháp chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ

Khảo sát độ hòa tan của một số kích thước tinh thể vừa chế tạo được

Khảo sát khả năng phóng thích hai biệt dược của paracetamol

Nghiên cứu tỉ lệ giữa các kích thước tinh thể, tìm ra tỉ lệ tối ưu để thuốc nhanh

đạt tới nồng độ đỉnh và kéo dài được nồng độ có tác dụng của thuốc

1.3 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu phương pháp và các điều kiện tối ưu để tạo được tinh thể paracetamol với các kích thước nhỏ khác nhau

Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hình dạng, kích thước tinh thể paracetamol như: nhiệt độ, nồng độ, thời gian

Xác định hình dạng và kích thước của các tinh thể paracetamol vừa chế tạo được bởi kính hiển vi và SEM

Khảo sát độ hòa tan của các kích thước tinh thể khác nhau theo thời gian trong dung dịch đệm có pH sinh lý cơ thể là 7,4, bằng máy đo quang phổ UV-Vis

Khảo sát khả năng phóng thích của hapacol 650 mg và panadol 500 mg

Nghiên cứu tỉ lệ giữa các kích thước tinh thể, tìm ra tỉ lệ tối ưu cho mục tiêu của đề tài

Chương 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 TỔNG QUAN VỀ PARACETAMOL

2.1.1 Lịch sử phát hiện paracetamol [16]

Từ xưa, cây liễu được biết đến như một vị thuốc có tác dụng hạ sốt, mà sau này khi nghiên cứu về cây thuốc trên, các nhà khoa học đã chiết suất được aspirin, một loại thuốc có tác dụng hạ sốt giảm đau kháng viêm Vào thế kỷ 19, cây Canh ki

na (Cinchona) và chất chiết suất từ nó là quinin được dùng để làm thuốc hạ sốt

của acetanilide Khám phá này đã bị lãng quên vào thời gian đó

Năm 1946, Viện nghiên cứu về giảm đau và thuốc giảm đau (the Institute for the study of Analgesic and Sedative Drugs) đã tài trợ cho Sở y tế New York để nghiên cứu các vấn đề xung quanh các thuốc điều trị đau Bernard Brodie và Julius Axelrod được chỉ định nghiên cứu tại sao các thuốc non-aspirin lại liên quan đến tình trạng gây met-hemoglobin (tình trạng làm giảm lượng oxy được mang trong hồng cầu và có thể gây tử vong) Năm 1948, Brodie và Axelrod đã kết nối việc sử dụng acetanilide với met-hemoglobin và xác định được rằng, tác dụng giảm đau của acetanilide là do paracetamol, chất chuyển hóa của nó gây ra Họ chủ trương sử dụng paracetamol trong điều trị và từ đó không xuất hiện các độc tính như của acetanilide nữa Sản phẩm paracetamol đầu tiên đã được McNeil Laboratories bán

ra năm 1955 như một thuốc hạ sốt giảm đau cho trẻ em với tên Tylenol Children's Elixir Sau này, paracetamol đã trở thành thuốc giảm đau hạ sốt được sử dụng rộng rãi nhất với rất nhiều tên biệt dược được lưu hành như: panadol, panamax, dymaton,

Hình 2.1: Hai biệt dược của paracetamol

2.1.2 Tính chất [8], [16]

Paracetamol là một thuốc giảm đau, hạ sốt được sử dụng rộng rãi nhất, hiện

có trên 100 sản phẩm thuốc khác nhau có chứa paracetamol Đây là một thuốc nói chung an toàn, nhưng khi dùng quá liều có thể gây ngộ độc, chủ yếu là gây hoại tử

tế bào gan

O

N H

 Tổng hợp

Từ nguyên liệu ban đầu là phenol, paracetamol có thể được tổng hợp theo cách sau đây:

Hình 2.2: Cấu trúc paracetamol (C 8 H 9 NO 2 )

+ Phenol được nitrat hóa bởi acid sulfuric và natri nitrat (phenol là chất có hoạt tính cao, sự nitrat hóa của nó chỉ đòi hỏi điều kiện thông thường trong khi hỗn hợp hơi acid sulfuric và acid nitric cần có nitrate benzene)

+ Chất đồng phân para được tách ra từ chất đồng phân ortho bằng thủy phân

(sẽ có một ít meta, như OH là mạch thẳng o-p)

+ Chất 4-nitrophenol được biến đổi thành 4-aminophenol sử dụng một chất khử như natri borohydride trong dung môi base

+ 4-aminophenol phản ứng với acetic anhydride để cho paracetamol

2.1.3 Dược lý [8], [10], [16]

2.1.3.1 Dược động học

 Hấp thu: Paracetamol được hấp thu nhanh chóng và hầu như hoàn toàn qua

đường tiêu hóa Thức ăn có thể làm paracetamol viên nén giải phóng chậm, đặc biệt

là thức ăn giàu carbon hydrat làm giảm tỷ lệ hấp thu của paracetamol Nồng độ đỉnh trong huyết tương đạt trong vòng 30 đến 60 phút sau khi uống thuốc với liều điều trị

 Phân bố: Paracetamol được phân bố nhanh và đồng đều trong phần lớn các

mô của cơ thể Khoảng 25% paracetamol trong máu kết hợp với protein huyết tương

 Chuyển hóa: Paracetamol chuyển hóa ở cytocrom P450 ở gan tạo N-

acetyl-p-benzoquinone imine (NAPQI) là chất trung gian, chất này tiếp tục liên hợp với nhóm sulfydryl của glutathion để tạo ra chất không có hoạt tính

 Thải trừ: Thuốc thải trừ qua nước tiểu chủ yếu ở dạng đã chuyển hóa, độ

thanh thải là 19,3 l/h Thời gian bán thải là 2,5 giờ

Khi dùng paracetamol liều cao (>10 g/ngày), sẽ tạo ra nhiều

N-acetyl-p-benzoquinone imine làm cạn kiệt glutathion gan, khi đó N-acetyl-p-N-acetyl-p-benzoquinone

imine sẽ phản ứng với nhóm sulfydrid của protein gan gây tổn thương gan, hoại tử

gan, có thể gây chết người nếu không cấp cứu kịp thời

p-aminophenol acetic anhydride paracetamol acid acetic

Paracetamol (acetaminophen hay N-acetyl-p-aminopenol) là chất chuyển hóa

có hoạt tính phenacetin, là thuốc giảm đau hạ sốt hữu hiệu có thể thay thế aspirin, tuy vậy, khác với aspirin, paracetamol không có hiệu quả điều trị viêm Với liều ngang nhau tính theo gam, paracetamol có tác dụng giảm đau hạ sốt tương tự như aspirin

Paracetamol giảm thân nhiệt ở người bệnh sốt, nhưng hiếm khi làm giảm thân nhiệt ở người bình thường Thuốc tác động lên vùng dưới đồi gây hạ nhiệt, tỏa nhiệt nhanh do giãn mạch và tăng lưu lượng máu ngoại biên Paracetamol với liều điều trị

ít tác động đến hệ tim mạch và hô hấp, không làm thay đổi cân bằng acid - base, không gây kích ứng, xước hoặc chảy máu dạ dày như khi dùng salicylat, vì paracetamol không tác dụng trên cyclooxygenase toàn thân, chỉ tác động tới hệ cyclooxygenase/prostaglandin của hệ thần kinh trung ương Paracetamol không có

tác dụng trên tiểu cầu hoặc thời gian chảy máu

2.1.3.3 Cơ chế tác dụng

Cơ chế tác dụng của paracetamol còn đang được tranh cãi, do thực tế là nó cũng có tác dụng ức chế men cyclooxygenase (COX) làm giảm tổng hợp prostaglandin giống như aspirin, tuy nhiên paracetamol lại không có tác dụng chống viêm Các nghiên cứu tập trung khám phá cách thức ức chế COX của paracetamol

đã chỉ ra hai con đường: Các men COX chịu trách nhiệm chuyển hóa acid arachidonic thành prostaglandin H2, là chất không bền vững và có thể bị chuyển hóa thành nhiều loại chất trung gian viêm khác, các thuốc chống viêm kinh điển như NSAIDs tác động ở khâu này Hoạt tính của COX dựa vào sự tồn tại của nó dưới dạng oxy hóa đặc trưng, tyrosine 385 sẽ bị oxy hóa thành một gốc Các nhà khoa học đã chỉ ra rằng, paracetamol làm giảm dạng oxy hóa của men này từ đó ngăn chặn nó chuyển hóa các chất trung gian viêm

Các nghiên cứu sâu hơn cho thấy, paracetamol còn điều chỉnh hệ cannabinoid nội sinh Paracetamol bị chuyển hóa thành AM404, một chất có các hoạt tính riêng biệt, quan trọng nhất là nó ức chế sự hấp thu của cannabinoid nội sinh bởi các neuron Sự hấp thu này gây hoạt hóa các thụ thể đau tổn thương của cơ thể Hơn nữa, AM404 còn ức chế kênh natri giống như các thuốc tê lidocaine và procaine

Một giả thiết rất đáng chú ý nhưng hiện nay đã bị loại bỏ cho rằng paracetamol ức chế men COX-3 Men này khi thí nghiệm trên chó đã cho hiệu lực giống như các men COX khác, đó là làm tăng tổng hợp các chất trung gian viêm và

bị ức chế bởi paracetamol Tuy nhiên, men COX-3 lại không có hoạt tính viêm và

không bị tác động bởi paracetamol trên người và chuột

2.1.3.4 Chuyển hóa

Các phản ứng trong chuyển hóa paracetamol

Trước tiên, paracetamol được chuyển hóa tại gan, nơi các sản phẩm chuyển hóa chính của nó gồm các tổ hợp sulfate và glucuronide không hoạt động rồi được bài tiết bởi thận Với một lượng nhỏ nhưng rất quan trọng được chuyển hóa qua con đường hệ enzyme cytochrome P450 ở gan (các CYP2E1 và isoenzymes CYP1A2)

và có liên quan đến các tác dụng độc tính của paracetamol do các sản phẩm alkyl hóa rất nhỏ Các hiện tượng đa dạng trong gen P450 và đa hình thái gen trong CYP2D6 đã được nghiên cứu rộng rãi Nhóm này có thể được chia thành chuyển hóa "rộng rãi", "cực nhanh" và "chuyển hóa kém" dựa vào sự biểu lộ của CYP2D6 CYP2D6 cũng có thể góp phần trong sự hình thành NAPQI, dù tác động kém hơn các P450 isozymes khác và hoạt tính của nó có thể tham gia độc tính của paracetamol trong dạng chuyển hóa"rộng rãi" và "cực nhanh" khi paracetamol được dùng với liều rất lớn

OH

O Glucuronic acid

O S O

Monooxygenase hydroxylation

Rearrangement

Glutathione conjugation

Reaction with proteins and nucleic acids Toxicity

c

Hình 2.3: Sơ đồ chuyển hóa của paracetamol [16]

Sự chuyển hóa của paracetamol là ví dụ điển hình về sự ngộ độc, bởi vì chất chuyển hóa NAPQI chịu trách nhiệm trước tiên về độc tính hơn là bản thân paracetamol Ở liều thông thường, chất chuyển hóa độc tính NAPQI nhanh chóng bị khử độc bằng cách liên kết bền vững với các nhóm sulfhydryl của glutathione hay

sự kiểm soát của một hợp chất sulfhydryl như N-acetylcysteine, để tạo ra các tổ hợp không độc và thải trừ qua thận Hơn nữa, methionine đã được nhắc đến trong một số

trường hợp, mặc dù các nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng N-acetylcysteine là thuốc

giải độc quá liều paracetamol hiệu quảhơn

O O

Hình 2.4: Cấu trúc của NAPQI

 Ngoài ra, dùng đồng thời isoniazid với paracetamol cũng có thể dẫn đến tăng nguy cơ độc tính với gan, nhưng chưa xác định được cơ chế chính xác của tương tác này Nguy cơ paracetamol gây độc tính ở gan gia tăng đáng kể ở người bệnh uống liều paracetamol lớn hơn liều khuyên dùng trong khi đang dùng thuốc chống co giật hoặc isoniazid Thường không cần giảm liều người bệnh dùng đồng thời liều điều trị paracetamol và thuốc chống co giật, tuy vậy người bệnh phải hạn chế tự dùng

paracetamol khi đang dùng thuốc chống co giật hoặc isoniazid

1.1.3.6 Tác dụng phụ

 Ở liều thông thường, paracetamol không gây kích ứng niêm mạc dạ dày, không ảnh hưởng đông máu như các NSAIDs, không ảnh hưởng chức năng thận Tuy nhiên, một số nghiên cứu cho biết dùng paracetamol liều cao (trên 2 g/ngày) có thể làm tăng nguy cơ biến chứng dạ dày

 Đôi khi xảy ra ban da và những phản ứng dị ứng khác Thường là ban đỏ hoặc ban mày đay, nặng hơn có thể kèm theo sốt do thuốc và thương tổn niêm mạc Người bệnh mẫn cảm với salicylat hiếm khi mẫn cảm với paracetamol và những thuốc có liên quan

Hình 2.5: Tác dụng phụ của paracetamol (ban đỏ và ban mày đay)

 Ở một số ít trường hợp paracetamol đã gây giảm bạch cầu trung tính, giảm tiểu cầu và giảm toàn thể huyết cầu

 Sử dụng paracetamol trong năm đầu tiên của cuộc sống và sau đó trong thời

kỳ thơ ấu có thể tăng nguy cơ bị hen, viêm mũi, kết mạc mắt và eczema vào lúc 6 đến 7 tuổi, theo các kết quả của giai đoạn 3 của Chương trình Nghiên cứu quốc tế

 Buồn nôn, nôn và đau bụng xảy ra trong vòng 2 - 3 giờ sau khi uống liều độc của thuốc

 Met-hemoglobin máu, dẫn đến chứng xanh tím da, niêm mạc và móng tay là

một dấu hiệu đặc trưng nhiễm độc cấp tính dẫn chất p-aminophenol, một lượng nhỏ

sulfhemoglobin cũng có thể được sản sinh Trẻ em có khuynh hướng tạo hemoglobin dễ hơn người lớn sau khi uống paracetamol

met- Khi bị ngộ độc nặng, ban đầu có thể vật vã, kích thích mê sảng Sau đó có thể

là ức chế hệ thần kinh trung ương, sững sờ, hạ thân nhiệt, mệt lả, thở nhanh, nông, mạch nhanh, yếu, không đều, huyết áp tụt và suy tuần hoàn

 Trụy mạch do giảm oxy huyết tương và do tác dụng ức chế trung tâm, tác dụng này chỉ xảy ra với liều rất lớn

 Sốc có thể gây ra nếu giản mạch nhiều Cơn co giật nghẹt thở gây tử vong có

thể xảy ra, thường hôn mê xảy ra trước khi chết đột ngột hoặc sau vài ngày hôn mê

1.1.4.2 Nguyên nhân

Do paracetamol bị oxy hóa ở gan cho N-acetyl-p-benzoquinone imine Bình

thường, chuyển hóa này bị khử độc ngay bằng liên hợp các glutathion của gan

Nhưng khi dùng liều cao, N-acetyl-p-benzoquinone imine quá thừa (glutathion sẽ không còn đủ để trung hòa nữa) sẽ gắn vào protein của tế bào gan và gây hoại tử tế

bào gan

1.1.4.3 Điều trị

 Cần rửa dạ dày trong mọi trường hợp, tốt nhất trong vòng 4 giờ sau khi uống

 Liệu pháp giải độc chính là dùng những hợp chất sulfhydryl, có lẽ tác động

một phần do bổ sung dự trữ glutathion ở gan N-Acetylcystein (NAC) là tiền chất

của glutathion có tác dụng khi uống hay tiêm tĩnh mạch Thuốc phải được cho ngay lập tức nếu chưa đến 36 giờ kể từ khi uống paracetamol, nếu sau 36 giờ gan đã bị tổn thương thì kết quả điều trị sẽ kém

 Ngoài ra có thể dùng than hoạt hoặc thuốc tẩy muối, hoặc nước chè đặc để

làm giảm hấp thu paracetamol

1.1.4.4 Acetylcysteine [1], [2], [16]

Acetylcysteine (N-acetylcystein) là dẫn chất N-acetyl của L-cystein, một

amino-acid tự nhiên Acetylcysteine được dùng làm thuốc giải độc khi quá liều paracetamol và tiêu chất nhầy Thuốc làm giảm độ quánh của đờm ở phổi hoặc không bằng cách tách đôi cầu nối disulfua trong mucoprotein và tạo thuận lợi để tống đờm ra ngoài bằng ho, dẫn lưu tư thế hoặc bằng phương pháp cơ học Acetylcysteine cũng được dùng tại chổ để điều trị không có nước mắt

O HO

NH

Hình 2.6: Cấu trúc của N-acetylcystein

Acetylcysteine dùng để bảo vệ chống gây độc cho gan do quá liều paracetamol Bằng cách duy trì hoặc khôi phục nồng độ glutathion là chất cần thiết

để làm bất hoạt chất chuyển hóa trung gian của paracetamol gây độc cho gan Trong quá liều paracetamol, một lượng lớn chất chuyển hóa này được tạo ra vì đường chuyển hóa chính (liên hợp glucuronid và sulfat) trở nên bão hòa Acetylcysteine chuyển hóa thành cystein kích thích gan tổng hợp glutathion và do đó, acetylcysteine có thể bảo vệ được gan nếu bắt đầu điều trị trong vòng 12 giờ sau quá liều paracetamol, bắt đầu điều trị càng sớm càng tốt

Khi dùng acetylcysteine làm thuốc giảm độc quá liều paracetamol có thể sử dụng đường tiêm truyền tĩnh mạch hoặc đường uống:

 Liều tiêm truyền tĩnh mạch: Liều đầu tiên 150 mg/kg thể trọng, dưới dạng dung dịch 20% trong 200 mL glucose 5%, tiêm tĩnh mạch trong 15 phút, tiếp theo, truyền nhỏ giọt tĩnh mạch 50 mg/kg trong 500 mL glucose 5%, trong 4 giờ tiếp theo

và sau đó 100 mg/kg trong 1 lít glucose 5% truyền trong 16 giờ tiếp theo Đối với trẻ em thể tích dịch truyền tĩnh mạch phải thay đổi

 Liều uống: Liều đầu tiên 140 mg/kg, dùng dung dịch 5%, tiếp theo cách 4 giờ uống một lần, liều 70 mg/kg thể trọng và uống tổng cộng thêm 17 lần

Acetylcysteine được nghiên cứu là rất hiệu quả khi dùng trong vòng 8 giờ sau khi bị quá liều paracetamol, hiệu quả bảo vệ giảm đi sau thời gian đó Nếu bắt đầu điều trị chậm hơn 15 giờ thì không hiệu quả, nhưng các công trình nghiên cứu gần đây cho rằng vẫn còn có ích Một số chế phẩm tại Việt Nam là: ACC 200, Acehasan 100, Acetylcysteine 200 mg, Acinmuxi 200 mg, Exomuc 200 mg, Mucomyst 200 mg,

 Đau: Paracetamol được dùng giảm đau tạm thời trong điều trị chứng đau nhẹ

và vừa: đau đầu, đau răng, đau bụng kinh, Thuốc có hiệu quả nhất là giảm đau cường độ thấp có nguồn gốc không phải nội tạng Paracetamol là thuốc thay thế salicylat (được thay thế ở người bệnh chống chỉ định hoặc không dung nạp salicylat) để giảm đau nhẹ hoặc hạ sốt, không có tác dụng trị thấp khớp

 Sốt: Paracetamol được dùng để giảm thân nhiệt ở người bệnh sốt do bất cứ nguyên nhân gì như: viêm khớp, nhiễm khuẩn tai mũi họng, miệng, phế quản - phổi,

say nắng, phát ban và truyền nhiễm ở trẻ em, sốt do tiêm chủng,

1.1.5.2 Chống chỉ định

 Người bệnh suy gan, suy thận, thiếu máu nặng

 Mẫn cảm với paracetamol

 Người thiếu hụt glucose-6-phosphat dehydrogenase

 Chỉ nên dùng paracetamol cho phụ nữ có thai khi thật cần thiết

2.2 TỔNG QUAN VỀ TINH THỂ VÀ KẾT TINH

Các vật thể rắn trong thiên nhiên hầu hết đều có cấu trúc tinh thể Thể khí, thể lỏng và các vật chất phi tinh thể (như chất rắn vô định hình) trong một số điều kiện thích hợp cũng có thể chuyển biến thành tinh thể (ví dụ: tinh thể lỏng) Các nguyên tử bên trong tinh thể hoặc các phân tử có sắp xếp theo kết cấu không gian ba

chiều và mang tính tuần hoàn tạo nên những tính chất đặc trưng như:

 Đồng nhất: Các vị trí khác nhau trong tinh thể có tính chất vật lý và hóa học

rất nhiều các nguyên tử sắp xếp theo một cách rất đặc biệt, vị trí của chúng được lập

lại một cách tuần hoàn trong không gian ba chiều theo một mạng Bravais Kích

thước của ô đơn vị theo các chiều khác nhau được gọi là các thông số mạng hay

hằng số mạng Tùy thuộc vào tính chất đối xứng của ô đơn vị mà tinh thể đó thuộc

vào một trong các nhóm không gian khác nhau Cấu trúc và đối xứng của tinh thể

có vai trò rất quan trọng với các tính chất liên kết, tính chất điện, tính chất quang,

của tinh thể

Ô đơn vị: Là một cách sắp xếp của các nguyên tử trong không gian ba chiều,

nếu ta lặp lại nó thì nó sẽ chiếm đầy không gian và sẽ tạo nên tinh thể Vị trí của các

nguyên tử trong ô đơn vị hay còn gọi là một hệ cơ sở bao gồm ba thông số tương

ứng với ba chiều của không gian

Đối với mỗi cấu trúc tinh thể, tồn tại một ô đơn vị quy ước, thường được chọn

để mạng tinh thể có tính đối xứng cao nhất Tuy vậy, ô đơn vị quy ước không phải

luôn luôn là lựa chọn nhỏ nhất Ô nguyên tố mới là một lựa chọn nhỏ nhất mà từ đó

ta có thể tạo nên tinh thể bằng cách lặp lại ô nguyên tố Ô Wigner-seitz là một loại ô

nguyên tố mà có tính đối xứng giống như của mạng tinh thể

Hệ tinh thể: Là một nhóm điểm của các mạng tinh thể (tập hợp các phép đối

xứng quay và đối xứng phản xạ mà một điểm của mạng tinh thể không bị biến đổi) Hệ tinh thể không có các nguyên tử trong các ô đơn vị, nó chỉ là những

biểu diễn hình học Có tất cả bảy hệ tinh thể, hệ tinh thể đơn giản nhất và đối xứng

cao nhất là hệ lập phương, các hệ tinh thể khác có tính đối xứng thấp hơn là: Hệ sáu

phương, hệ bốn phương, hệ ba phương (còn gọi là hệ mặt thoi), hệ thoi, hệ một

nghiêng, hệ ba nghiêng Một số nhà tinh thể học coi hệ tinh thể ba phương là một

phần của hệ tinh thể sáu phương

Mạng tinh thể: Mạng Bravais là một tập hợp các điểm tạo thành từ một điểm

duy nhất theo các bước rời rạc xác định bởi các vector cơ sở Trong không gian ba

chiều có tồn tại 14 Bravais (phân biệt với nhau bởi các nhóm không gian) Tất cả

các vật liệu có cấu trúc tinh thể đều thuộc vào một trong các mạng Bravais này Cấu

trúc tinh thể là một trong các mạng tinh thể với một ô đơn vị và các nguyên tử có

mặt tại các nút mạng của các ô đơn vị nói trên

Nhóm điểm tinh thể học hoặc lớp tinh thể: Là một tập hợp các phép đối

xứng không tịnh tiến mà dưới tác dụng của các phép đối xứng đó tinh thể trở lại vị

trí như cũ, có tất cả 32 lớp tinh thể

Nhóm không gian: Được tạo thành từ các phép đối xứng tịnh tiến bổ sung vào

các phép đối xứng của các nhóm điểm, có tất cả 230 nhóm không gian như vậy

Bảng 2.1: Các hệ và các mạng tinh thể [9]

P Tam tà (Ba nghiêng)

(Rhombohedral hay

trigonal)

P Lục phương

lỏng hóa chất rắn, trong đó sẽ xảy ra quá trình chuyển đổi chất tan trong dung dịch lỏng vào trong pha rắn mà ở đó tinh thể hình thành ở dạng tinh sạch nhất

Trong hóa học, kết tinh xảy ra khi có sự xuất hiện của tinh thể Kết tinh là một khía cạnh của kết tủa, xảy ra khi có sự thay đổi về điều kiện hòa tan của chất tan

trong dung môi, còn kết tủa là hiện tượng của phản ứng hóa học

2.2.2.2 Quá trình kết tinh

Quá trình kết tinh bao gồm hai bước chính là tạo mầm và phát triển tinh thể Tạo mầm là bước mà các phân tử chất tan phân tán trong dung môi bắt đầu tập hợp thành cụm ở mức độ nanomer (nâng cao nồng độ chất tan trong một khu vực nhỏ), khi các điều kiện đã ổn định, các cụm sẽ tạo thành mầm, tuy nhiên, khi các cụm này không ổn định thì chúng sẽ hòa tan trở lại Vì vậy, các cụm cần phải đạt đến kích thước nhất định để trở thành mầm ổn định Kích thước này được quyết định bởi các điều kiện như: nhiệt độ, độ quá bão hòa, Ở giai đoạn tạo mầm, các nguyên tử sắp xếp theo một trình tự nhất định và có tính tuần hoàn, từ đó, hình thành cấu trúc xác định của tinh thể Tuy nhiên, "cấu trúc tinh thể" là một thuật ngữ để đề cập đến vị trí tương đối của các nguyên tử, chứ không thể hiện được hình dạng và kích thước tinh thể, mặc dù, đó là kết quả của cấu trúc bên trong tinh thể

Phát triển tinh thể là giai đoạn tiếp theo của bước tạo mầm, hai giai đoạn này xảy ra đồng thời khi dung dịch còn ở mức quá bão hòa Độ quá bão hòa là động lực của sự kết tinh Do đó, tỉ lệ mầm và phát triển tinh thể được thúc đẩy bởi độ quá bão hòa của dung dịch, tùy thuộc vào điều kiện hoặc là tạo mầm hoặc là phát triển tinh thể chiếm ưu thế hơn và kết quả là các tinh thể được hình thành với các kích thước

và hình dạng khác nhau (kiểm soát kích thước và hình dạng tinh thể là vấn đề quan trọng trong sản xuất công nghiệp, chẳng hạn như trong dược phẩm) Khi dung dịch không còn ở trạng thái quá bão hòa nữa thì hệ thống rắn lỏng đạt trạng thái cân bằng

và hoàn tất quá trình kết tinh

Nhiều hợp chất có khả năng kết tinh với các cấu trúc tinh thể khác nhau, được gọi là hiện tượng đa hình Trên thực tế, hiện tượng đa hình sẽ cho các thông số về nhiệt động học, hình dạng tinh thể, tính chất vật lý khác nhau của cùng một hợp chất như góc giữa mặt và các cạnh của tinh thể, nhiệt độ nóng chảy, Vì vậy, hiện tượng đa hình có tầm quan trọng lớn trong sản xuất công nghiệp đối với các sản

phẩm tinh thể

Kết tinh tự nhiên: Trong thực tế có rất nhiều ví dụ về kết tinh tự nhiên như:

sự hình thành của các khoáng sản, đá quý, Hay trong cuộc sống hằng ngày ta dễ quan sát được như bông tuyết, mật ong kết tinh,

Hình 2.8: Bông tuyết và mật ong kết tinh

Kết tinh bằng phương pháp nhân tạo: Quá trình kết tinh xảy ra khi dung

dịch phải đạt trạng thái trên mức bão hòa Điều này có nghĩa là dung dịch phải chứa một lượng chất tan nhiều hơn lượng chất tan cần thiết để dung dịch đạt trạng thái bão hòa Một số phương pháp kết tinh nhân tạo thường được áp dụng như:

 Thay đổi nhiệt độ dung dịch

 Thêm một dung môi thứ hai để làm giảm độ tan của chất tan (kỹ thuật này còn được gọi là antisolvent hay drown-out)

 Phản ứng hóa học

 Thay đổi pH (phương pháp phổ biến nhất được áp dụng trong công nghiệp) Ngoài ra, còn có một số phương pháp khác, chẳng hạn như bốc hơi dung môi cũng có thể được sử dụng Sự kết tinh cho tinh thể hình cầu sẽ có một số thuận lợi

về độ linh động và sinh khả dụng cho việc nghiên cứu các loại dược phẩm

2.2.2.3 Yếu tố nhiệt động học

Quá trình kết tinh được kiểm soát bởi cả hai yếu tố: Động học và Nhiệt động học Các yếu tố này làm cho tinh thể rất đa dạng và khó kiểm soát Bên cạnh đó, các yếu tố như: tạp chất, cách hòa tan, dụng cụ chứa, phương thức làm lạnh, cũng ảnh hưởng rất lớn đến hình dạng, kích thước và số lượng của tinh thể

Một phân tử nằm trong tinh thể tinh khiết và hoàn hảo, khi tinh thể được cung cấp nhiệt từ nguồn nhiệt bên ngoài, đến một nhiệt độ xác định thì phân tử này sẽ tách khỏi các phân tử xung quanh để tiến tới trạng thái lỏng, khi ấy cấu trúc tinh thể

bị phá vỡ Theo nhiệt động học thì nhiệt độ trên gọi là nhiệt độ nóng chảy vì khi đó tăng entropy, S, các phân tử chuyển động ngẫu nhiên trong một không gian nhất định đã vượt qua enthalpy, H

T(Sliquid - Ssolid) > Hliquid - Hsolid

Gliquid < Gsolid

Khi hạ nhiệt độ thì các nguyên tử, phân tử có xung hướng tập trung lại với nhau hình thành tinh thể Entropy giảm do sự chuyển động của các phân tử giảm, lượng nhiệt bị thoát ra môi trường xung quanh, khi ấy entropy của môi trường ngoài lại tăng Trên thực tế kết tinh thường xảy ra ở nhiệt độ thấp, điều này đồng nghĩa

với việc tinh thể bị phá vỡ dễ hơn là hình thành

Chương 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ, NGUYÊN LIỆU VÀ HÓA CHẤT

Cân điện tử

Máy đo quang phổ UV-Vis

Máy khuấy từ gia nhiệt Máy khuấy trục RW20

Kính hiển vi (CH2OBIMF200) Cân điện tử

Hình 3.1: Một số thiết bị được sử dụng

3.1.2 Dụng cụ

Ống đong 10 mL (2cái), 25 mL (1cái), 50 mL (1cái)

Pipet 10 mL (1 cái), 5 mL (1 cái), 25 mL (1 cái)

Đĩa thủy tinh (4 cái)

Đũa thủy tinh (2 cái)

Kẹp kim loại (2 cái)

Phễu thủy tinh (4 cái)

Becher 50 mL (4 cái), 100 mL (4 cái), 250 mL (2 cái), 500 mL (2 cái), 1000

mL (2 cái)

Bình định mức 10 mL (5 cái), 100 mL (2 cái), 1000 mL (1 cái)

3.1.3 Nguyên liệu và hóa chất

3.1.3.1 Nguyên liệu

Paracetamol thương mại (tinh khiết 99% - Trung Quốc)

Hình 3.2: Paracetamol thương mại

3.1.3.2 Hóa chất

PE (petroleum ether) – Trung Quốc

DCM (dichloromethane) – Trung Quốc

Methanol – Trung Quốc

Na2HPO4.12H2O, rắn – Trung Quốc

NaH2PO4.2H2O, rắn – Trung Quốc

Các dung dịch: Na2HPO4 1N, NaH2PO4 1N, đệm phosphate 0,1N

3.2 GIỚI THIỆU SƠ LƯỢC VỀ CÁC THIẾT BỊ SỬ DỤNG

3.2.1 Máy đo quang phổ hấp thu UV-Vis

Máy dựa trên sự tương tác chọn lọc giữa chất cần xác định với năng lượng bức xạ thuộc vùng tử ngoại, khả kiến, hay hồng ngoại

Nguyên tắc của phương pháp là dựa vào lượng ánh sáng đã bị hấp thu bởi chất hấp thụ để tính hàm lượng của chất hấp thụ

Trong phương pháp này, thường sử dụng vùng phổ UV-Vis có bước sóng từ 200-800 nm

Cường độ của tia đơn sắc trước và sau khi đi qua môi trường hấp thụ được liên hệ với nhau bởi định luật Lambert - Beer

A = lg(I0/I) = ε.l.C Trong đó: I0: Cường độ ban đầu của nguồn sáng

I: Cường độ ánh sáng sau khi qua dung dịch

A: Độ hấp thụ hay còn gọi là mật độ quang

ε: Hệ số hấp thụ

l: Bề dầy của cuvet đựng mẫu (cm)

C: Nồng độ chất tan (mol/L, ppm, )

Hình 3.3: Máy quang phổ hấp thu UV-Vis

3.2.2 Kính hiển vi điện tử quét (SEM)

Kính hiển vi điện tử quét (Scanning Electron Microscope, thường viết tắt là SEM), là một loại kính hiển vi điện tử có thể tạo ra ảnh với độ phân giải cao của bề mặt mẫu vật bằng cách sử dụng một chùm điện tử (chùm các electron) hẹp quét trên

bề mặt mẫu Việc tạo ảnh của mẫu vật được thực hiện thông qua việc ghi nhận và phân tích các bức xạ phát ra từ tương tác của chùm điện tử với bề mặt mẫu vật Việc phát các chùm điện tử trong SEM là điện tử được phát ra từ súng phóng điện tử (có thể là phát xạ nhiệt hay phát xạ trường ), sau đó được tăng tốc Tuy nhiên, thế tăng tốc của SEM thường chỉ 10 kV đến 50 kV vì sự hạn chế của thấu kính từ, việc hội tụ các chùm điện tử có bước sóng quá nhỏ vào một điểm kích thước nhỏ sẽ rất khó khăn Điện tử phát ra, tăng tốc và hội tụ thành một chùm điện

tử hẹp (cỡ vài trăm angstrong đến vài nanomet) nhờ hệ thống thấu kính từ, sau đó quét trên bề mặt mẫu nhờ các cuộn quét tĩnh điện Ngoài ra, độ phân giải của SEM còn phụ thuộc vào tương tác giữa vật liệu tại bề mặt mẫu và điện tử Khi điện tử tương tác với bề mặt mẫu vật, sẽ có các bức xạ phát ra, sự tạo ảnh trong SEM và các phép phân tích được thực hiện thông qua việc phân tích các bức xạ này

Hình 3.4: Sơ đồ máy SEM

 Điểm mạnh của SEM

Phân tích nhưng không phá hủy mẫu và có thể hoạt động ở chân không thấp, thao tác đơn giản, dễ sử dụng, giá thành thấp

 Điểm yếu của SEM

Không có độ phân giải tốt như kính hiển vi điện tử truyền qua (Transmission Electron Microscopy - TEM)

Hình 3.5: Máy SEM JEOL 7500F-1

3.3 Phương pháp nghiên cứu

3.3.1 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp kết tinh lạnh

Kết tinh lạnh: Là một trong những phương pháp đơn giản và thông dụng nhất

trong các phương pháp kết tinh Phương pháp dựa trên sự thay đổi độ tan của chất tan trong dung môi theo nhiệt độ Dung môi được lựa chọn là phải hòa tan tốt chất tan khi được đun nóng và không hòa tan hoặc hoàn tan rất ít chất tan khi ở nhiệt độ phòng hoặc được làm lạnh

Ví dụ: 1 g paracetamol hòa tan trong 70 mL nước cất ở khoảng nhiệt độ phòng nhưng với nước nóng thì chỉ cần 20 mL, vì vậy, nước cất có thể được chọn khi muốn kết tinh lạnh paracetamol

Dung dịch phải đạt trạng thái bão hòa khi được đun nóng, sau đó, tùy theo mục đích người nghiên cứu về kích thước và hình dạng tinh thể mà chọn cách thức làm lạnh khác nhau Thường thì làm lạnh nhanh sẽ cho tinh thể nhỏ hơn so với làm lạnh chậm

 Ưu điểm: Dễ dàng thực hiện

 Nhược điểm: Cần nhiều chất tan, thường diễn ra ở nhiệt độ cao, có thể dẫn đến rối loạn tinh thể hoặc kết chùm

Ví dụ: Methanol thường được chọn để tạo tinh thể paracetamol bằng phương pháp trên, methanol có nhiệt độ sôi thấp (ts = 65 C), dễ bốc hơi ở nhiệt độ phòng

và hòa tan tốt paracetamol ở điều kiện thường (1 g paracetamol tan hoàn toàn chỉ trong 3,5 mL MeOH)

 Ưu điểm: Dễ thực hiện

 Nhược điểm: Cần nhiều nguyên liệu, có thể tạo quá nhiều mầm, không tốt cho các hợp chất nhạy cảm với không khí

Hình 3.7: Kết tinh bằng phương pháp bốc hơi dung môi

3.3.3 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp khuếch tán hai dung môi

Phương pháp dựa vào độ tan của chất tan trong các dung môi khác nhau Chọn một dung môi có thể hòa tan tốt chất tan để tạo dung dịch bão hòa, sau đó

thêm dung môi thứ hai vào dung dịch bão hòa trên, dung môi này không hòa tan hoặc hòa tan rất ít chất tan Giữa hai dung môi phải có sự tách lớp, nghĩa là chúng không hòa tan hoặc hòa tan rất ít vào nhau, tuy nhiên, theo thời gian chúng sẽ khuếch tán vào nhau, dung môi thứ nhất sẽ bỏ lại những phân tử chất tan để khuếch tán vào dung môi thứ hai, từ đó hình thành quá trình kết tinh Trong phương pháp này, nhiệt độ sôi của hai dung môi không ảnh hưởng nhiều đến kết quả, tuy nhiên nồng độ của chất tan trong dung môi thứ nhất sẽ có ảnh hưởng lớn đối với kết quả thu được

Ví dụ: Để tạo tinh thể paracetamol bằng phương pháp trên, dung môi thứ nhất thường được chọn là MeOH (hoàn tan tốt paracetamol), dung môi thứ hai là PE (hòa tan rất kém paracetamol) và hai dung môi này không hòa tan vào nhau

 Ưu điểm: Thực hiện với một lượng nhỏ chất tan, các thông số dễ dàng kiểm soát

 Nhược điểm: Khó khăn trong việc tìm được hai dung môi thích hợp

Hình 3.8: Kết tinh bằng phương pháp khuếch tán hai dung môi

3.3.4 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp hơi khuếch tán

Đối với phương pháp này cần một hệ hai dung môi, dung môi thứ nhất có khả năng hòa tan tốt chất tan, dung môi thứ hai hòa tan kém chất tan và có nhiệt độ sôi thấp hơn Tạo dung dịch bão hòa của dung môi thứ nhất và chất tan, sau đó cho vào một cốc nhỏ, đặt cốc nhỏ này trong một cốc lớn hơn có chứa dung môi thứ hai với mức của dung môi thứ hai cao hơn mức của dung dịch trong cốc nhỏ, cốc lớn được làm kín, theo thời gian, dung môi thứ hai sẽ khuếch tán vào trong dung dịch làm dung dịch đạt tới ngưỡng quá bão hòa và hình thành quá trình kết tinh

Ví dụ: Để tạo tinh thể paracetamol bằng phương pháp trên thì dung môi thứ nhất thường được chọn là MeOH và dung môi thứ hai là DCM

 Ưu điểm: Thực hiện với một lượng nhỏ chất tan, thường thu được các tinh thể tốt, các thông số dễ dàng kiểm soát

 Nhược điểm: Phức tạp, khó tìm kiếm hai dung môi thích hợp

Hình 3.9: Kết tinh bằng phương pháp hơi khuếch tán

(Journal of Chemical and Engineering Data, Vol 44, No 6, 1999)

3.4 Thực nghiệm

3.4.1 Địa điểm và thời gian thực hiện

 Địa điểm: Phòng thực tập Hóa dược và phòng thực tập Hóa đại cương A3,

Bộ môn Hóa học, khoa Khoa học Tự nhiên, Trường Đại học Cần Thơ

 Thời gian: Từ 08/2013 đến 12/2013

3.4.2 Chế tạo tinh thể paracetamol kích thước nhỏ bằng phương pháp kết tinh lạnh

Làm lạnh nhanh: Cân chính xác 0,25 g paracetamol thương mại, sau đó, hòa

tan vào 5 mL nước nóng trong cốc 100 mL, vừa khuấy vừa gia nhiệt bằng máy Bảng 3.1: Độ tan của paracetamol trong các dung môi khác nhau tại 30C