Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HÀN LÂM KH&CN VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC Nguyễn Thị Thu NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP IMATINIB MESYLATE DÙNG LÀM THUỐC ĐIỀU TRỊ UNG THƯ MÁU LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Hà Nội - năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HÀN LÂM KH&CN VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC Nguyễn Thị Thu NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP IMATINIB MESYLATE DÙNG LÀM THUỐC ĐIỀU TRỊ UNG THƯ MÁU Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN QUỐC VƯỢNG Hà Nội - năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, chưa công bố công trình khác Tác giả Nguyễn Thị Thu LỜI CẢM ƠN Đề tài luận văn thực phòng Công nghệ Hóa dược – Viện Hóa sinh biển, kinh phí thực cấp Đề tài mã số CNHD.ĐT.037-12/14 thuộc “Chương trình nghiên cứu Khoa học công nghệ trọng điểm phát triển Công nghiệp Hóa đến năm 2020” - Cục Hóa chất, Bộ Công Thương Để hoàn thành luận văn này, nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy cô, anh chị bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành tới: TS Nguyễn Quốc Vượng - Trưởng phòng Công nghệ Hóa dược, người trực tiếp hướng dẫn, bảo có nhiều góp ý quý báu thời gian thực luận văn Các anh chị, bạn đồng nghiệp công tác Phòng Công nghệ Hóa dược Phòng Tổng hợp hữu cơ, Trung tâm nghiên cứu phát triển thuốc giúp đỡ, động viên trình thực luận văn Cuối xin chân thành cảm ơn đến toàn thể gia đình, bạn bè, người thân cổ vũ, động viên hoàn thành luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Thu MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CÁC KÍ KIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CÁC KÍ KIỆU VIẾT TẮT Viết tắt δ Aceton AcPy ADP ALL Tên đầy đủ Độ chuyển dịch hoá học Act 3-Acetylpyridine Adenosine Diphosphate Acute Lymphoblastic Leukemia (Bệnh Bạch Cầu AML Nguyên Bào Cấp Tính) Acute Myeloid Leukemia (Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào Cấp ATP br CLL Tính) Adenosine Triphosphate Broad Chronic Lymphocytic Leukemia (Bệnh Bạch Cầu Bạch CML Huyết Bào Mạn tính) Chronic Myeloid Leukemia (Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào Mạn tính) D Dd Di Diox DMEDA DMF-DMA DMSO-d6 Dt EA EtOH GuaNO3 H IR J (Hz): m MeOH MS PMM S SKLM T TEA THF tpư H- NMR 13 C- NMR Doublet Doublet of doublet Diclometan Dioxan N,N- Dimethylene diamide N,N- Dimethylformamide dimethylacetal Dimethyl Sunfoxit deuteri hoá Doublet of triplet Ethyl Acetate Etanol Guanidine nitrate Hiệu suất phản ứng Infrared Spectroscopy (phổ hồng ngoại) Hằng số tương tác Multiplet Methanol Mass Spectrometry(Phổ khối lượng ) Methylpiperazin Singlet Sắc kí lớp mỏng Triplet Triethylamine Tetrahydrofuran Thời gian phản ứng Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) Carbon Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon-13) MỞ ĐẦU Bệnh ung thư máu hay gọi bệnh ung thư bạch cầu xuất 300,000 ca bệnh năm giới (chiếm 2,8% số tất bệnh ung thư) 220,000 người chết bệnh ung thư máu hàng năm Độ tuổi thường gặp bệnh ung thư máu 15 tuổi 21,7% 15 tuổi 78,1% chủ yếu từ 35 - 69 tuổi, đa số bệnh nhân bị bệnh bạch cầu cần điều trị với liệu pháp chữa bệnh hóa chất (còn gọi hóa trị), số khác điều trị phóng xạ (xạ trị), ghép tủy xương sử dụng liệu pháp sinh học Trước việc điều trị ung thư, người ta thường áp dụng phương pháp "ném bom rải thảm" sau với tiến khoa học liệu pháp nhằm trúng đích đưa đem đến hiệu cao đỡ gây hại cho người bệnh, liệu pháp có tên "liệu pháp nhắm trúng phân tử" Liệu pháp nhắm trúng đích tác động trực tiếp vào phân tử đặc biệt chế sinh ung tăng trưởng khối u làm dừng tăng trưởng phân đôi tế bào ung thư Liệu pháp dùng loại thuốc riêng lẻ kếp hợp với kèm thêm liệu pháp xạ trị, quang trị… Hiện có hàng trăm sản phẩm loại thử nghiệm lâm sàng có số cấp phép lưu hành, cụ thể biệt dược gleevec (glivec), hoạt chất imatinib mesylate hay gọi tắt imatinib Imatinib chất ức chế protein-tyrosinekinase, ức chế đặc hiệu Ber-Abltyrosine kinase (phân tử bất thường gây bệnh bạch cầu tuỷ mạn) cách ngăn không cho BerAbl gắn kết với A.T.P Nó tác động xác lên phân tử gây bệnh, tỷ lệ đáp ứng mặt huyết học di truyền học tế bào cao có khả đưa người bệnh trở lại sống bình thường Hiện nay, bệnh ung thư máu có chiều hướng gia tăng nhanh nước ta Việc đời của imatinib thần dược bệnh nhân ung thư máu, nhiên chi phí điều trị cho bệnh nhân cao, khoảng 2000 đô la tháng trở ngại lớn tài người bệnh Để đáp ứng nhu cầu cấp thiết ngày tăng người bệnh, Chương trình hóa dược - Bộ Công thương phê duyệt thực đề tài tổng hợp thuốc chống ung thư máu imatinib mesylate Viện Hóa sinh biển chủ trì Với mong muốn đóng góp đạt mục tiêu chương trình Hóa dược, khuôn khổ luận văn Thạc sĩ lựa chọn thực đề tài: “Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu” Các mục tiêu luận văn là: - Nghiên cứu tổng hợp hợp chất đầu, hợp chất trung gian tổng hợp - imatinib base Nghiên cứu phản ứng tạo muối imatinib mesylate từ imatinib base - Xác định cấu trúc hợp chất tổng hợp phương pháp phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng hạt nhân, phổ khối lượng - Xác định hàm lượng imatinib tổng hợp phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao HPLC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 BỆNH UNG THƯ MÁU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ 1.1.1 Những hiểu biết bệnh ung thư máu Ung thư máu hay gọi ung thư bạch cầu loại bệnh ác tính có tính dòng vô tính tế bào gốc tạo huyết Tế bào bệnh ung thư máu dòng vô tính làm khả phân hóa ngưng lại giai đoạn khác trình phát triển tế bào Trong tủy quan tạo máu khác, tế bào bệnh ung thư máu tăng sinh tích tụ với lượng lớn xâm nhập vào quan phận khác gây ức chế tạo máu bình thường [1] Khi bệnh ung thư máu phát triển, thể sản sinh số lượng lớn tế bào bạch cầu dị thường, tế bào non không thực chức bạch cầu bình thường Việc tăng nhanh chóng số lượng lớn bạch cầu dị thường làm giảm hồng cầu tiểu cầu thể làm cho người bệnh bị thiếu máu dẫn đến chết Đây bệnh ung thư không tạo u (ung bướu), bệnh nhân thường sống thêm khoảng từ tháng đến năm kể từ xuất triệu chứng mệt mỏi sút cân Đến có số biện pháp điều trị bệnh ung thư máu hiệu không cao tốn tiếp máu, hóa trị liệu,xạ trị, quang trị thay tủy v v Việc điều trị ung thư máu hay chữa trị bệnh ung thư máu dựa vào giai đoạn bệnh [29, 30, 31] Nguyên nhân dẫn đến bệnh ung thư máu: Nguyên nhân bệnh ung thư máu người chưa rõ, có liên quan tới nhân tố sau: nhân tố virus, xạ điện ly, nhân tố hóa học (benzene, chất alkylating thuốc chống ung bướu, bimolane chuyển hóa từ ethylenedeiamine tetracetylimide, chloramphenicol, phenylbutazone…), nhân tố di truyền (hội chứng Down, hội chứng Bloom, chứng thiếu globulin loại C bẩm sinh,…), bệnh máu khác cuối phát triển thành bệnh ung thư máu Sắc thể liên quan tới bệnh nguyên nhân gây bệnh [1, 30] 10 Phụ lục 16: Phổ MS chất Phụ lục 17: Phổ HNM R chất 12 Phụ lục 18: Phổ 13 CNM R chất 12 Phụ lục 19: Phổ IR chất 12 Phụ lục 20: Phổ MS chất 12 Phụ lục 21: Phổ HNM R chất Phụ lục 22: Phổ 13 CNM R chất Phụ lục 23: Phổ HSQ C chất2 Phụ lục 24: Phổ HM BC chất Phụ lục 25: Phổ IR chất Phụ lục 26: Phổ MS chất Phụ lục 27: Phổ HNM R chất Phụ lục 8: Phổ 13 CNM R chất Phụ lục 29: Phổ IR chất Phụ lục 30: Phổ MS chất [...]... bệnh ung thư máu và phương pháp điều trị Dựa vào mức độ hoàn chỉnh của tế bào bệnh ung thư máu và bệnh trình tự nhiên, bệnh ung thư máu có thể chia làm hai loại lớn, cấp tính và mãn tính Tế bào bệnh ung thư máu cấp tính ngưng phân hóa ở giai đoạn khá sớm, phần lớn là tế bào nguyên thủy và tế bào non thời kỳ đầu, bệnh tình phát triển nhanh, bệnh trình tự nhiên chỉ vài tháng Tế bào bệnh ung thư máu mãn... Imatinib đặc hiệu đối với sự chiếm hữu TK trong abl (the albelson proto-oncogene) là gen gây đột biến ung thư (Hình 1.5, hình 1.6) 18 Hình 1.6: Imatinib chiếm cứ vị trí hoạt động tyrosine kinase của tế bào Vì vậy imatinib điều trị đặc biệt hiệu quả với bệnh ung thư bạch cầu (bệnh ung thư máu) 1.2.3.Các phương pháp tổng hợp imatinib mesylate Sự hình thành của imatinib mesylate Hình 1.7: Sơ đồ tổng hợp. .. tổng hợp imatinib base Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate từ imatinib base - Xác định cấu trúc các hợp chất đã tổng hợp bằng phương pháp phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng hạt nhân, và phổ khối lượng - Xác định hàm lượng imatinib mesylate của sản phẩm cuối bằng phương pháp HPLC 32 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 2.1 Hóa chất và thiết bị 2.1.1 Hóa chất - Nguyên liệu được sử dụng trong các quy trình bao... Nghiên cứu tổng hợp nguyên liệu đầu: 3-(dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2en-1-one ; 4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine - Nghiên cứu tổng hợp các hợp chất trung gian : N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4- (pyridin-3-yl)-2-amine; 6-Methyl-N-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3- diamine; 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-ylamino)phenyl)benzamide Nghiên cứu qui trình tổng hợp. .. imatinib mesylate Sự hình thành của imatinib mesylate Hình 1.7: Sơ đồ tổng hợp ngược của imatinib mesylate Imatinib mesylate được tạo thành từ imatinib base bởi sự trung hòa với methanesulfonic acid như trong Hình 1.7, để tổng hợp imatinib mesylate trước hết phải tổng hợp imatinib base Phân tử Imatinib basecó thể chia ra làm 4 phần: phần1 19 là phần gốc gồm hệ vòng dị tố pyridinepyrimidine, phần 2 là nhân... phenylaminopyrimidin dẫn tới imatinib base Quá trình phát triển 15 Năm 1993, hoạt chất Imatinib mesylate được đưa thử nghiệm Năm 1996, Imatinib mesylate được cấp bằng sáng chế, hết hạn vào 2015 Năm 2001, Imatinib mesylate được FDA chấp thuận sử dụng tại Hoa Kỳ và được đưa ra thị trường dưới tên: Gleevec ở Hoa Kỳ, Glivec ngoài Hoa Kỳ, Imatinib Mesylate Năm 2013, được FDA chấp thuận sử dụng điều trị ung thư bạch cầu... cung cấp nhóm benzamide xảy ra dễ dàng với hiệu suất 93% Cuối cùng là phản ứng kết hợp của alkylchloride 12 với piperazine cho hiệu suất 91,4% Như vậy hiệu xuất toàn phần của quy trình vào khoảng 40% tính theo 3-acetylpyridine Hình 1.14: Phương pháp tổng hợp imatinib của Wang và cộng sự 26 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Phương pháp nghiên cứu Qua phân tích các phương pháp tổng hợp. .. và quá trình phát triển Lịch sử hình thành Imatinib được ra đời vào cuối những năm 1990 bởi 3 nhà khoa học: Nicholas Lydon- Nghiên cứu viên về Hóa sinh của hãng Novartis, Brian Druker nghiên cứu về ung thư học của trường Đại học Sức khỏe và Khoa học Oregon (Mỹ) và Charles Sawyers của Trung tâm ung thư Kettering Imatinib được phát triển theo quá trình thiết kế thuốc dựa vào những hiểu biết về sinh học... bệnh 1.2 Imatinib mesylate CTCT, CTPT, tên IUPAC 13 N H N N N N HN N CH3SO3H O Imatinib mesylate Hình 1.1: Công thức cấu tạo của imatinib mesylate Công thức phân tử của imatinib mesylate: C29H31N7O.CH4SO3 Trọng lượng phân tử: 589,71 Tên IUPAC: 4-[(methylpiperazin-1-yl)methyl]-N-[4-methyl-3-[(4-pyridin-3-yl) pyrimidin-2-yl)amino]phenyl]benzamide mesylate Imatinib mesylate được tạo thành từ dạng imatinib. .. pháp tổng hợp imatinib mesylate trên thế giới chúng tôi thấy: Phương pháp của Wang và cộng sự đáp ứng được các yêu cầu môi trường và hiệu suất toàn phần của qui trình (khoảng 40% tính theo 3-acetyl pyridine) Hơn nữa, các sản phẩm phụ của các bước đều có thể kiểm soát được Vì vậy phương pháp của Wang và cộng sự được chúng tôi sử dụng nghiên cứu tổng hợp imatinib mesylate Các bước tổng hợp liên quan