Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu (luận văn thạc sĩ)

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG 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 THƢ MÁU Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN QUỐC VƢỢNG Hà Nội - năm 2015 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CÁC KÍ KIỆU VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 BỆNH UNG THƢ MÁU VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ 1.1.1 Những hiểu biết bệnh ung thƣ máu 1.1.2 Phân loại bệnh ung thƣ máu phƣơng pháp điều trị 1.2 Imatinib mesylate 1.2.1 Lịch sử hình thành trình phát triển 10 1.2.2 Cơ chế tác dụng 11 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 22 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 22 2.1.1 Phƣơng pháp tổng hợp hữu 22 2.1.2.Phƣơng pháp sắc ký mỏng, phân lập tinh chế sản phẩm 23 2.1.3 Phƣơng pháp pháp xác định cấu trúc hóa học hợp chất hữu 25 2.2 Nội dung nghiên cứu 26 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM 28 2.1 Hóa chất thiết bị 28 2.1.1 Hóa chất 28 3.2 Tổng hợp nguyên liệu đầu 29 3.2.1 Tổng hợp 3-(Dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2-en-1-one (7) 29 3.2.2 Tổng hợp 4-(Pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (21) 31 3.3 Tổng hợp hợp chất trung gian 33 3.3.1 Tổng hợp N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl) pyrimidin-2amine (8) 33 3.3.2 Tổng hợp chất 6-methyl-N-(4-pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine (9) 36 3.3.3 Tổng hợp 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl) pyrimidin-2-ylamino)phenylbenzamide (12) 42 3.4 Phản ứng amine hóa điều chế imatinib base (2) 46 3.5 Phản ứng tạo muối imatinib mesylate (3) 49 3.6 Phƣơng pháp tinh chế imatinib base 51 3.7 Phƣơng pháp HPLC xác định hàm lƣợng sản phẩm imatinib mesylate 51 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 52 4.1 Quy trình tổng hợp nguyên liệu đầu 55 4.1.1 Hợp chất 3-(Dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2-en-1-one (7) 55 4.1.2.Hợp chất 4-(Pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (21) 56 4.2 Quy trình tổng hợp sản phẩm trung gian 59 4.2.1 Hợp chất N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine(8) 59 4.2.2 Tổng hợp 6-Methyl-N-(4-pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine (9) 62 4.2.3 Tổng hợp 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3- yl)pyrimidin-2-ylamino)phenylbenzamide (12) 63 4.3 Quy trình amine hóa điều chế imatinib base (2) 65 4.4 Quy trình tạo muối imatinib mesylate (3) 68 4.5 Việc tinh chế imatinib base 69 4.6 Hàm lƣợng imatinib mesylate theo kết HPLC 69 KẾT LUẬN 71 CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 73 TÀI LIỆU THAM KHẢO 74 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 proteintyrosinekinase, ức chế đặc hiệu Ber-Abltyrosine kinase (phân tử bất thường gây bệnh bạch cầu tuỷ mạn) cách ngăn không cho Ber-Abl 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 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 BỆNH UNG THƢ MÁU VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ 1.1.1 Những hiểu biết bệnh ung thƣ 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 thƣ 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] 1.1.2 Phân loại bệnh ung thƣ máu phƣơng pháp điều trị Dựa vào mức độ hoàn chỉnh tế bào bệnh ung thư máu bệnh trình tự nhiên, bệnh ung thư máu chia làm hai loại lớn, cấp tính mãn tính Tế bào bệnh ung thư máu cấp tính ngưng phân hóa giai đoạn sớm, phần lớn tế bào nguyên thủy tế bào non thời kỳ đầu, bệnh tình phát triển nhanh, bệnh trình tự nhiên vài tháng Tế bào bệnh ung thư máu mãn tính ngưng phân hóa giai đoạn muộn, phần lớn tế bào non hoàn thiện tế bào trưởng thành bệnh ung thư máu tế bào nhung mao thấy, bệnh ung thư máu tiền tế bào lympho… Bệnh tình phát triển chậm, bệnh trình tự nhiên vài năm Bốn dạng bệnh bạch cầu thông thường là: Bệnh Bạch Cầu Nguyên Bào Cấp Tính (Acute Lymphoblastic Leukaemia – ALL); Bệnh Bạch Cầu Bạch Huyết Bào Mạn tính (Chronic Lymphocytic Leukaemia – CLL); Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào Cấp Tính (Acute Myeloid Leukaemia – AML) Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào Mạn tính (Chronic Myeloid LeukaemiaCML) a Bệnh bạch cầu nguyên bào cấp tính (Acute lymphoblastic Leukaemia ALL Còn gọi acute lymphocytic hay acute lymphatic leukaemia) Bệnh bạch cầu ALL thường xảy với trẻ em, xảy với người lớn, bạch huyết bào non – tức bạch cầu thuộc hệ bạch huyết, đó, gọi nguyên bào bạch huyết bào (lymphoblasts) Trị liệu: Bệnh bạch cầu dạng thường trị liệu hữu hiệu liệu pháp hóa học Đối với trẻ em, ALL tương đối dễ trị, có đến 75% trẻ em bị bệnh bạch cầu dạng này, trị liệu, bệnh thuyên giảm hoàn toàn sau dứt hẳn, ALL cần phải trị liệu đặc biệt, gọi cách điều trị não hay hệ thần kinh trung ương dự phòng (brain hay central nervous system prophylaxis).Nhiều hóa chất dùng để trị ALL bị màng não cản lại, tế bào bệnh bạch cầu qua để tránh trường hợp sử dụng trị liệu não trị liệu màng não không cho tế bào bệnh bạch cầu ẩn núp nơi lúc điều trị hóa chất, tiếp tục phát triển sau ngưng điều trị Cách trị liệu chích thuốc vào cột sống, lưng, hay có điều trị cách rọi tia xạ vào não hay cột sống, cách sử dụng hơn, bệnh nhân sau trị liệu lần đầu, bệnh tái phát, trị phương pháp ghép tế bào mầm b Bệnh bạch cầu bạch huyết bào mạn tính (Chronic lymphocytic leukaemia – CLL Còn gọi la chronic lymphatic hay chronic lymphoid leukaemia) Đây dạng bệnh bạch cầu mạn tính hay tiến triển chậm, tương tự ALL, bệnh ảnh hưởng đến bạch huyết bào, thường gặp người lớn tuổi gặp trẻ em, nhiên bệnh mắc phải lứa tuổi Vì bệnh tiến triển chậm, bạch huyết bào tế bào khác không bị tràn ngập nhanh trường hợp bệnh cấp tính, vậy, bệnh nhân bị CLL không cảm thấy có triệu chứng lạ, bệnh phát triển phát ra, có trường hợp trị liệu Trị liệu: Nếu bệnh tiềm ẩn trị liệu bệnh nhân sinh hoạt bình thường nhiều năm, bệnh hoành hành, trị liệu pháp hóa trị hay xạ trị Nói chung, trị dứt hẳn CLL, bệnh nhân thường sống khỏe mạnh nhiều năm c Bệnh bạch cầu tủy bào cấp tính (Acute myeloid leukaemia – AML Còn gọi acute myelocytic, acute granulocytic hay acute myelogenous leukaemiabệnh) Bệnh bạch cầu tủy bào cấp tính ảnh hưởng đến tế bào thuộc gia đình tủy bào Gia đình tủy bào gồm có bốn loại tế bào máu:bạch cầu hạt, bạch cầu đơn nhân to, hồng cầu, tiểu cầu Bệnh bạch cầu dạng xảy với trẻ em thiếu niên thông thường người lớn dễ bị bệnh Trị liệu: Khi trị liệu, bệnh AML số người thuyên giảm hoàn toàn (tức không bị bệnh dài hạn) Tuy nhiên, cách trị liệu nâng cao xác suất sống bệnh nhân d Bệnh bạch cầu tủy xƣơng mãn tính (CML) (Chronic myeloid leukaemia CML Còn gọi chronic myelogenous, chronic granulocytic hay chronic myelocytic leukaemia) Bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính (CML) loại ung thư phổ biến tế bào máu Thuật ngữ "mãn tính" bệnh bạch cầu mãn tính tủy xương bệnh ung thư có xu hướng tiến triển chậm so với hình thức cấp tính bệnh bạch cầu Thuật ngữ "tủy xương" bệnh bạch cầu mãn tính tủy xương dùng để loại tế bào bị ảnh hưởng bệnh ung thư Bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính gọi bệnh bạch cầu myeloid cấp mãn tính bệnh bạch cầu mãn tính granulocytic Bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính thường ảnh hưởng đến người cao niên xảy trẻ em, xảy lứa tuổi Trị liệu: Mục tiêu điều trị bệnh bạch cầu mãn tính tủy xương loại trừ tế bào máu có chứa gen BCR - ABL bất thường gây dư thừa tế bào máu bị bệnh Đối với hầu hết người, loại bỏ tất tế bào nhiễm bệnh, điều trị giúp đạt thuyên giảm lâu dài bệnh 1.2 Imatinib mesylate CTCT, CTPT, tên IUPAC N H N N N N HN N CH3SO3H O Imatinib mesylate Hình 1.1: Công thức cấu tạo imatinib mesylate Công thức phân tử imatinib mesylate: C29H31N7O.CH4SO3 Trọng lượng phân tử: 589,71 Tên IUPAC: 4-[(methylpiperazin-1-yl)methyl]-N-[4-methyl-3-[(4-pyridin-3yl) pyrimidin-2-yl)amino]phenyl]benzamide mesylate Imatinib mesylate tạo thành từ dạng imatinib base trung hòa với methane sulfonic acid để tăng khả tan nước Imatinib base Imatinib mesylate Hình 1.2: Sự tạo muối imatinib base thành imatinib mesylate Cấu tạo phân tử imatinib base bao gồm hệ vòng dị tố pyridinepyrimidine, nhân methylphenylamine, nhóm methylbenzamide nhóm methylpiperazine liên kết với liên kết amine amide 1.2.1 Lịch sử hình thành trình phát triển Lịch sử hình thành Imatinib đời vào cuối năm 1990 nhà khoa học: Nicholas Lydon- Nghiên cứu viên Hóa sinh hãng Novartis, Brian Druker nghiên cứu ung thư học trường Đại học Sức khỏe Khoa học Oregon (Mỹ) Charles Sawyers Trung tâm ung thư Kettering Imatinib phát triển theo trình thiết kế thuốc dựa vào hiểu biết sinh học kỹ thuật sinh học phân tử, phân tích ảnh hưởng cấu trúc phân tử đến tác dụng thông qua mô hình từ phán đoán xây dựng cấu trúc với chức xác định Sau phát hình thành nhiễm sắc thể bất thường philadelphia hỗn hợp protein bcr-abl nguồn gốc gây bệnh ung thư máu, nhà khoa học điều tra sàng lọc thư viện hóa học để tìm thuốc ức chế protein xác định cấu tử 2-phenylaminopyrimidine Cấu tử dẫn đường kiểm tra biến tính với đưa vào nhóm methyl benzamide để tăng cường tính liên kết kết thu imatinib base Hình 4.7 :Phổ 1H-NMR hợp chất Hình 4.8: Phổ MS hợp chất 4.2.2 Tổng hợp 6-Methyl-N-(4-pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3diamine (9) Hợp chất pyridinpyrimidine amine thu qua phản ứng khử nhóm nitro hợp chất nitrophenylpyridinpyrimidin Cơ chế phản ứng khử hóa nhóm nitro amin sử dụng hydrazine xảy qua bước: công nhân hydrazine lên nguyên tử N nhóm nitro tạo thành 1-hydroxy-1-aryltriazane1-oxide, công anion HO-vào hợp chất triazane oxide hình thành hợp chất trung gian nitroso, giải phóng diazene H2O Phân tử hydrazine thứ hai công vào chất trung gian nitroso cho ta 1-hydroxy-1-aryltriazane chuyển sang dạng aniline, giải phóng N2 H2O [28] Hình 4.9: Cơ chế khử hóa nhóm nitro amin hidrazine Cấu trúc hóa học pyridinpyrimidine amine khẳng định phương pháp phổ Theo đó, phổ 1H-NMR đo trongDMSO-d6 xuất thêm tín hiệu proton amine dạng singlet tù δH 4,90, phù hợp với có mặt nhóm NH2 Tín hiệu singlet proton CH3-Ph δH 2,08, trường thấp tín hiệu proton thơm H-Ph δH 6,36, (dd), δH 6,83(d) δH 6,88(d) Ở trường thấp tín hiệu proton mảng pyridinpirimidine từ 6,83-9,26 ppm Phổ 13 C-NMR cho tín hiệu nhóm methyl δc 17,23 15 cacbon vùng trường thơm nhân phenyl pyridinpirimidine phù hợp với số cacbon phân tử Đồng thời phổ khối lượng (ESI negative) cho pic ion giả phân tử m/z 276 [MH]- phù hợp cấu trúc phân tử dự kiến Hình 4.10: Phổ IR chất 4.2.3 Tổng hợp 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3yl)pyrimidin-2-ylamino)phenylbenzamide (12) Hợp chất pyridinpyrimidinphenylbenzamide methyl chloride 12 thu qua phản ứng kết hợp amine với tác nhân chloride acid a Phản ứng xảy theo chế chế cộng loại nucleophin: đôi điện tử tự Nitơ công nhân vào cacbon dương điện nhóm chloride acid (COCl) đồng thời loại phân tử axit HCl HCl sinh trung hòa bazơ có mặt phản ứng triethylamine hay base khác Tuy nhiên để tránh phản ứng đề HCl nhóm ankylchloride phản ứng tiến hành nhiệt độ thấp 0oC sử dụng xúc tác êm dịu TEA Hình 4.11: Cơ chế cộng loại nucleophile phản ứng tạo 12 Cấu trúc hóa học pyridinpyrimidine amine 12 khẳng định phương pháp phổ Phổ 1H-NMR cho thấy xuất thêm tín hiệu proton thơm hệ A2B2 δH 7,95 (d, J = 8,0 Hz, 2H) 7,58 (d, J = 8,0 Hz, 2H) tín hiệu nhóm methylene δH 4,84 (s, 2H) mảng benzyl kết hợp phenylpyridinpirimidine Phổ 13 15 tín hiệu proton mảng C-NMR cho tín hiệu nhóm methyl δc 17,62, nhóm methylene δc 45,43 21 cacbon hệ thơm cacbon amide phù hợp số cacbon phân tử Đồng thời phổ khối lượng (ESI negative) 12 cho pic ion giả phân tử m/z 428 [M-H]- phù hợp cấu trúc phân tử dự đoán Hình 4.12: Phổ 13C hợp chất 12 4.3 Quy trình amine hóa điều chế imatinib base (2) Phản ứng ankyl halide 12 với methylpiperazine xảy theo chế nucleophile lưỡng phân tử, phân tử methylpiperazine nguyên thử clo ankylchloride 12 Do độ âm điện cao nguyên tử clo làm nguyên tử cacbon nhóm methylen dương điện Đôi điện tử tự nguyên tử nitơ phân tử methylpiperazine công nhân vào cacbon dương điện nhóm methylene Hình 4.13: Cơ chế phản ứng nucleophile lưỡng phân tử Axit HCl giải phóng phản ứng trung hòa tác nhân methylpiperazine phản ứng thường tiến hành với lượng dư tác nhân methyl piperazine Cấu trúc hóa học imatinib base (2) khẳng định phương pháp phổ Phổ 1H NMR xuất thêm tín hiệu nhóm Nmethyl δH 2,14 (s, 3H) proton vòng piperazine δH 2,28 - 2,45 so với hợp chất 12 Các tín hiệu proton thơm mảng pyridinpirimidine, methylphenyl benzylamide chất thay đổi Phổ 13C-NMR cho tín hiệu cacbon mảng methylpiperazine δc 45, δc 68, δc 52,53, δc 54,66 Tổng số tín hiệu cacbon phù hợp với số cacbon phân tử Phổ khối tử ESI-MS 2cho pic ion giả phân tử m/z 494[M+H]+ phù hợp với cấu trúc phân tử đề nghị Hình 4.14: Phổ 1H hợp chất Hình 4.15: Phổ HMBC chất Hình 4.16: Phổ MS chất 4.4 Quy trình tạo muối imatinib mesylate (3) Phản ứng tạo muối imatinib mesylate tiến hành dung môi EtOH nhằm tránh độc hại cho người lao động tồn dư dung môi sản phẩm Cấu trúc hóa học imatinib mesylate (3) khẳng định phương pháp phổ Phổ 1H NMR xuất thêm tín hiệu nhóm CH3SO3H δH 3,45 Tổng số tín hiệu cacbon phù hợp với số cacbon phân tử Phổ khối tử ESI-MS cho pic ion giả phân tử 590 [M+H]+, 612 [M+Na]+ phù hợp với cấu trúc phân tử đề nghị Hình 4.17: Phổ MS chất 4.5 Việc tinh chế imatinib base Độ tinh khiết sản phẩm muối imatinib mesylate phụ thuộc vào độ tinh khiết chất đầu imatinib base Vì để thu mesylate có độ tinh khiết cao việc tinh chế imatinib base giữ vai trò định Imatinib base thu từ phản ứng đun hồi lưu ankyl halogene 4-(chloromethyl)N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-ylamino)phenylbenzamide với methylpiperazine nhiệt độ cao có màu vàng nhạt xử lý với than hoạt tính cho sản phẩm màu trắng Nhiều phương pháp tinh chế imatinib base công bố dạng patent sử dụng số dung môi tác nhân độc hại khác toluene, dichloromethane, pyridin, NH3 [6-8] Chúng nghiên cứu sử dụng dung môi không độc hại, thông dụng, giá thành thấp, sử dụng nhiều dược phẩm etanol isopropanol cho bước tinh chế chất trung gian imatinib base điều chế muối imatinib mesylate 4.6 Hàm lƣợng imatinib mesylate theo kết HPLC Dung dịch thử (chế phẩm) cho sắc ký đồ HPLC hình 4.18 Hình 4.18: Sắc ký đồ HPLC imatinib mesylate Trên sắc ký đồ HPLC mẫu thử ta thấy sản phẩm imatinib mesylate điều chế có hàm lượng cao Hàm lượng (%) imatinib mesylate, tính theo chế phẩm khan, tính theo công thức: X(%) = S t  C  100  100  100 S c  mt  (100  a) Trong đó: St: Diện tích píc imatinib mesylate sắc đồ dung dịch thử Sc: Diện tích píc imatinib mesylate sắc đồ dung dịch chuẩn C: Nồng độ imatinib mesylate dung dịch chuẩn (mg/ml) mt: Lượng cân mẫu thử (mg) a: Hàm lượng nước mẫu thử (%) Phép đo tiến hành lần cho kết bảng 20 Bảng 20: Hàm lượng imatinib mesylate mẫu thử Mc Sc Mt St X (mg) (mg) (%) 14,01 38207,9 71,8 39199,2 99,98 14,01 38207,9 71,9 38815,1 98,87 14,01 38207,9 72,4 39188,0 99,13 TB (%) 99,33 RSD (%) 0,59 Như hàm lượng imatinib mesylate so với chất chuẩn 99,33% KẾT LUẬN Đã hoàn thành mục tiêu luận văn là: Nghiên cứu tổng hợp nguyên liệu đầu: Đã tiến hành phản ứng formyl hóa acetylpyridin sử dụng tác nhân N,N-dimetylformamide diethylacetal tác nhân sẵn có thương mại để thu hợp chất enaminone 3-(dimethylamino)1-(pyridine-3-yl)-prop-2-ene-1-one (7)với hiệu suấtcao (90%) Hợp chất enaminone 7đã ngưng tụ đóng vòng với guanidine nitrate môi trường kiềm cung cấp pyrimidinyl amine 4(Pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (21) với hiệu suất 85% Nghiên cứu tổng hợp hợp chất trung gian: Đã tiến hành phản ứng “Ullmann-type” cải tiến sử dụng hệ xúc tác CuI/N,N’- dimethylethylenediamine/k2CO3 kết hợp pyrimidinyl amine 21với arylchloride 2-bromo-1-methyl-4-nitrobenzene (23) hình thành liên kết C-N chất trung gian N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (8) hiệu suất 75% Hợp chất trung gian nitro bị khử diamine 6-Methyl-N-(4(pyridin-3-yl) pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine (9) hệ khử hydrazine hydrate /FeCl3/C methanol với hiệu suất 89% Phản ứng acyl hóa diamine với benzoyl chloride 4-(chloromethyl)benzoyl chloride (a) cung cấp benzyl chloride 4-(chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2- ylamino)phenyl)benzamide (12) hiệu suất 87% Nghiên cứu phản ứng điều chế imatinib base N-(4-Methyl-3-(4- (pyridin-3-yl)pyrimidin-2-ylamino)phenyl)-4-((4-methylpiperazin-1yl)methyl)benzamide(2) Phản ứng amine hóa benzyl chlorua 12 tiến hành dư thừa amine 1-methylpiperazine với tỉ lệ Benzyl chloride 12: amine (1/5, mol/mol) giảm đáng kể lượng amine dư thừa theo quy trình công bố (tỉ lệ Benzyl chloride 12: amine (1/10, mol/mol) với hiệu suất cao 85% Nghiên cứu phản ứng tạo muối imatinib mesylate N-(4-Methyl-3-(4- (pyridin-3-yl)pyrimidin-2-ylamino)phenyl)-4-((4-methylpiperazin-1yl)methyl)benzamidemethanesulfonate(3)từ imatinib base phương pháp tinh chế để thu sản phẩm imatinib mesylate có hàm lượng cao theo HPLC Xác định cấu trúc sản phẩm trung gian sản phẩm cuối phương pháp phổ Hồng ngoại (FT-IR), phổ Cộng hưởng từ hạt nhân chiều ( H, 13 C-NMR), chiều (HMBC, HSQC)và phổ Khối (ESI- MS) Xác định hàm lượng imatinib tổng hợp phương pháp sắc ký lỏng hiệu cao HPLC đạt 99,33% Lần Việt Nam nghiên cứu thành công tổng hợp toàn phần hợp chất imatinib mesylate phương pháp tinh chế để thu sản phẩm imatinib mesylate tinh khiết đạt đến 99,33% theo HPLC Kết nghiên cứu có ý nghĩa định hướng cho việc triển khai tổng hợp sản phẩm imtinib mesylate qui mô pilot tiến tới sản suất sản phẩm nước ta CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Nguyễn Quốc Vượng*, Vũ Văn Chiến, Nguyễn Thị Thu, Nguyễn Thị Huế, Phạm Văn Cường, “Nghiên cứu tổng hợp imatinib base”, Tạp chí Hóa học (VHLKH&CNVN), (2013), 51(6ABC), 183-187 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tiếng Việt Mã Lương Minh (2006), Chuẩn đoán phòng trị bệnh ung thư máu, Nxb Tổng hợp thành phố Hồ Chí Minh Tài liệu tiếng Anh Castaner J and et all., Drugs Fut.(2001),6, 1765-174 Christian Wolf, Shuanglong Liu, Xuefeng Mei, Adam T August, and Michael D Casimir, J Org Chem., (2006), 71, 3270-3273 Dawei Ma and Qian Cai, Organic Letters, (2003), 5(21), 3799-3802 Driver M S., Hartwig J F., J Am Chem Soc.(1997), 119, 8232 Druker B J., Moshe Talpaz., Debra J Resta, Bin Peng, Buchdunger E., John M Ford, Nicholas B Lydon, Hagop Kantarjian, Renaud Capdeville, Sayuri Ohno-Jones, Charles L Sawyers., N Engl J Med., (2001), Vol 344(14) 1031-1037 Elena Diez-Cecilia, Brendan Kelly, Isabel Rozas One-step double reduction of aryl nitro and carbonyl groups using hydrazine, Tetrahedron Letters 52 (2011) 6702–6704 Gao H., Lee B-N., Talpaz M., Donato N J., Cortes J E., Katarjian H M., Reuben J M., Leukemia(2005), 19, 1905-1911 Hartwig J F., Pure Appl Chem.(1999), 71, 1417 10 Henkermeyer M J., Bennett R L., Gertler F B., Hoffmann F M., Molecular and Cellular Biology, (1988), Vol 8(2), 843-853 11 Huang Anli, Liu Xing, Lior Zelikovitch, Joseph Kaspi U.S Patent 7,507,821B2 (2006) 12 Krystal G W., Honsawek S., Litz J., Buchdunger E., Clin Cancer Res (2000), 6, 3319 13 Li J J., Johnson D S., Slisskovic D R., Roth B D., Contemporary Drug Synthesis Copyright© (2004) John Wiley &Sons, Inc , page 29-37 14 Lindley J., Tetrahedrone(1984), 40, 1433 15 Liu Xing , He Xungui, Yuan Wang, Michel Bekhazi, Sonia Krivonos, Edna Danon, U.S Patent 7,550,591B2 (2008) 16 Liu Y F., Wang C L., Bai Y J., Han Ning, Jiao J P., and Qi X L., Orgnic Process Research & Development (2008), 12, 490-495 17 Loiseleur O., Kufmann D., Abel S., Buerger H M., Meisenbach M., Schmitz B., Sedelmer G., W O Patent 03/066,613 (2003) 18 Loiseleur O., Kufmann D., Abel S., Buerger H M., Meisenbach M., Schmitz B., Sedelmer G., U.S Patent 7,825,247B2 (2007) 19 Lowe W., Braun B., Muller B., J Heterocycl Chem (1994), 31, 1577 20 Lyseng-Wilhamson K., Jarvis B Drugs (2001), 61, 303-315 21 Michael Samoszuk and Mark A Corwin, Int J Cancer,(2003), 106, 647652 22 Schuda P F., Ebner C B., Morgan T M., Tetrahedrone Lett.(1986), 27, [...]... bào 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) 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 phƣơng 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 CHƢƠNG 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... 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 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu Qua phân tích các phương pháp tổng hợp imatinib. .. - Nghiên cứu tổng hợp nguyên liệu đầu: 3-(dimethylamino)-1-(pyridin-3yl)prop-2-en-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-1,3diamine; 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 là phần gốc gồm hệ vòng dị tố pyridinepyrimidine, phần 2 là nhân methylaminphenyl,... acyl hóa amine và phản ứng amine hóa alkylhalide 2.1.1 Các phƣơng pháp tổng hợp hữu cơ 2.1.1.1 Phƣơng pháp tổng hợp vòng dị tố pyrimidine Con đường chung nhất và được áp dụng rộng rãi nhất để tổng hợp vòng dị tố pyrimidine là dựa vào sự kết hợp của các tác nhân chứa khung N-C-N với tác nhân chứa các đơn vị C-C-C Phương pháp tổng hợp dị tố này được gọi là 2 ái nhân cộng với 2 ái electron (double nucleophile... thể bắt đầu từ phản ứng kết hợp để tổng hợp phần 3 và phần 4 trước sau đó kết hợp với các phần 2 , 1 còn lại; Hoặc cũng có thể bằng phản ứng kết hợp phần 2 và phần 3 trước sau đó tiến hành phản ứng ngưng tụ đóng vòng với tác nhân phù hợp để tạo hệ vòng dị tố pyridinepyrimidine sau đó kết hợp với phần 4 thu được imatinib base Phương pháp của Zimmermann: Imatinib được tổng hợp đầu tiên bởi Zimmermann...Hình 1.3: Quá trình của sự sàng lọc các dẫn suất của phenylaminopyrimidin dẫn tới imatinib base Quá trình phát triển 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... 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 3acetyl 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 đến các... được tổng hợp trước, hợp chất nitrophenylpyrimidine 8 trung gian này được khử về amine sử dụng xúc tác Pd/C trong THF cho aminophenylpyrimidine 9 Phản ứng amit hóa nhóm amine tiếp theo của hợp chất 9 với 4-(4methylpiperazinomethyl)-benzoyl chloride 10 (đã bao gồm phần 3 và phần 4) cho sản phẩm imatinib ba sơ 2 và cuối cùng là sự mesylate hóa imatinib ba sơ với tỉ lệ mol 1/1 thu được imatinib mesylate, ... 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... 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... 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-ylamino)phenyl)benzamide - Nghiên cứu qui trình tổng hợp imatinib base - Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate từ imatinib base - Xác định cấu trúc hợp chất tổng hợp phương pháp phổ hồng