Nghiên cứu tổng hợp minoxidil ở quy mô phòng thí nghiệm

91 542 0
Nghiên cứu tổng hợp minoxidil ở quy mô phòng thí nghiệm

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Sinh lý tóc da đầu 1.1.1 Nang tóc (chân tóc) 1.1.2.Thân tóc 1.1.3 Các chu kì phát triển tóc 1.1.4 Tuổi thọ tóc 1.2 Giới thiệu bệnh rụng tóc (Alopecia) 1.3 Tổng quan minoxidil 1.3.1.Công thức cấu tạo 1.3.2 Tính chất 1.3.3 Tác dụng dƣợc lý 1.3.4 Cơ chế tác dụng 1.3.5 Chỉ định, dạng bào chế 10 1.3.6 Tác dụng không mong muốn, tƣơng tác thuốc thận trọng dùng minoxidil 10 1.3.7 Phƣơng pháp tổng hợp 11 Chƣơng NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ 19 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 19 2.1 NGUYÊN LIỆU 19 2.1.1 Hóa chất 19 2.1.2 Dung môi hóa chất khác 19 2.2 THIẾT BỊ, DỤNG CỤ 20 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 20 2.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.4.1 Tổng hợp hóa học 22 2.4.2 Xác định cấu trúc 22 2.4.3 Định lƣợng 22 Chƣơng : THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 24 3.1 Tổng hợp hóa học 24 3.1.1 Tổng hợp minoxidil khảo sát điều kiện phản ứng 24 3.1.2 Quy trình tổng hợp minoxidil từ acid 2-cloroacetic 33 3.1.3 Kiểm tra độ tinh khiết 36 3.2 Khẳng định cấu trúc 37 3.2.1 Phổ hồng ngoại (IR) 37 3.2.2 Phổ Khối lƣợng (MS) 38 3.2.3 Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (1H NMR, 13C NMR, 13C NMR DEPT, HMBC, HSQC) 40 3.3 Định lƣợng minoxidil 44 Chƣơng : BÀN LUẬN 45 4.1.Về tổng hợp hóa học 45 4.2 Về xác định cấu trúc 46 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 50 * Kết luận 50 * Kiến nghị 50 TÀI LIỆU THAM KHẢO 52 DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT AA: Alopecia areata ( rụng tóc mảng) AT: Alopecia totalis (rụng tóc toàn da đầu) AU: Alopecia Universalis ( rụng lông tóc toàn thể) CD: Cluster of Differentiation (cụm biệt hóa) DCM: Diclorometan DMF: Dimethylformamid DMSO: Dimethylsulfoxid ESI: electrospray ionization (ion hóa tia điện) HPLC: High-performance liquid chromatography (sắc kí lỏng hiệu cao) IR: Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) MeOH: Methanol MS: Mass Spectrometry (Phổ khối lƣợng) NMR: Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân) SKLM: Sắc kí lớp mỏng TEA: Triethylamin TMS: Tetramethylsilan H-NMR: Proton Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân proton) 13 C-NMR: Carbon Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân carbon) DEPT: Distortionless Enhancement Polarization Transfer (Phổ DEPT) HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Coherence (Phổ cộng hƣởng từ dị hạt nhân đa liên kết) HSQC: Heteronuclear Single Quantum Correlation (Phổ cộng hƣởng từ dị hạt nhân liên kết) DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Cấu tạo tóc Hình 1.2 M t cắt dọc thân tóc Hình 1.3 Chu kì phát triển tóc Hình 1.4 Hình ảnh bệnh nhân bị rụng tóc mảng Hình 1.5 Tác dụng không mong muốn minoxidil điều trị cao huyết áp Hình 3.1 Phổ HSQC chất C4 43 Hình 3.2 Phổ HMBC chất C4 44 Hình 4.1 Phổ khối lƣợng chất C1 Error! Bookmark not defined DANH MỤC BẢNG Bảng 3.1 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C1 25 Bảng 3.2 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C2 27 Bảng 3.3 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C3 với dung môi khác 28 Bảng 3.4 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C3 với xúc tác khác 29 Bảng 3.5 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C3 với thời gian khác 29 Bảng 3.6 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C4 với lƣợng TMF khác 31 Bảng 3.7 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C4 với lƣợng cyanamid khác 32 Bảng 3.8 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C4 với lƣợng NH2OH.HCl khác 33 Bảng 3.9 Hiệu suất phản ứng tổng hợp C4 33 Bảng 3.10 trị Rf, hệ dung môi khai triển nhiệt độ nóng chảy chất tổng hợp đƣợc 36 Bảng 3.11 số liệu phân tích phổ IR (cm-1) 37 Bảng 3.12 Số liệu phổ MS chất tổng hợp đƣợc 39 Bảng 3.13 Số liệu phân tích phổ 1H-NMR 40 Bảng 3.14 Số liệu phân tích phổ 13C-NMR 41 Bảng 3.15 Sự tƣơng quan phổ HMBC hợp chất minoxidil 43 Bảng 3.16 Số liệu phân tích phổ 13C-NMR 44 DANH MỤC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Quy trình tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 11 Sơ đồ 1.2 Tổng hợp 6-(2,4-diclorophenoxy)pyrimidin-2,4-diamin 12 Sơ đồ 1.3 Oxy hóa (4) với tác nhân m-CPBA 12 Sơ đồ 1.4 Phản ứng tạo minoxidil theo Upjohn 13 Sơ đồ 1.5 Tổng hợp 2,4,6-tricloropyrimidin 13 Sơ đồ 1.6 Tổng hợp 6-cloropyrimidin-2,4-diamin 14 Sơ đồ 1.7 Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 14 Sơ đồ 1.8 Tổng hợp 2,6-diamino-4-cloropyrimidin 1-oxid 14 Sơ đồ 1.9 Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp 15 Sơ đồ 1.10 Tổng hợp 2,6-diaminopyrimidin-4-ol 15 Sơ đồ 1.11 Tổng hợp 6-cloropyrimidin-2,4-diamin 15 Sơ đồ 1.12 Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 16 Sơ đồ 1.13 Tổng hợp 3-oxo-3-(piperidin-1-yl)propanitril 16 Sơ đồ 1.14 Tổng hợp 3-methoxy-3-(piperidin-1-yl)acrylonitril 17 Sơ đồ 1.15 Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 17 Sơ đồ 2.1 Tổng hợp ethyl 2-cyanoacetat 20 Sơ đồ 2.2 Quy trình tổng hợp minoxidil 21 Sơ đồ 3.1 Tổng hợp ethyl 2-chloroacetat 25 Sơ đồ 3.2 Tổng hợp ethyl 2-cyanoacetat 26 Sơ đồ 3.3 Tổng hợp 3-oxo-3-(piperidin-1-yl)propanitril 27 Sơ đồ 3.4 Tổng hợp minoxidil 30 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong sống đại ngày nay, bệnh lý rụng lông tóc ngày trở lên phổ biến, ảnh hƣởng môi trƣờng, hóa chất căng thẳng sống Khi bị hói đầu ngƣời thƣờng cảm thấy tự ti ngoại hình dẫn đến làm tăng căng thẳng, áp lực sống.Tại Việt Nam, đời sống nhân dân ngày phát triển việc chăm sóc sắc đ p đƣợc quan tâm Từ năm 70 thập kỉ trƣớc, minoxidil đƣợc sử dụng để điều trị bệnh tăng huyết áp, dùng viên n n minoxidil tác dụng phụ chủ yếu gây tăng mọc tóc lông, với ngƣời bị hói Chính tác dụng phụ ngƣời ta ngh đến việc bào chế minoxidil bôi da để điều trị hói đầu cho nam giới, sau nữ giới Năm 1986 minoxidil chế phẩm mắt thị trƣờng NewYork sau năm chế phẩm đời để điều trị hói đầu.[18] Tại Việt Nam thuốc minoxidil đƣợc bán thị trƣờng với giá thuốc cao, thuốc phải nhập Theo tìm hiểu nƣớc chƣa có sở nghiên cứu sản xuất minoxidil làm nguyên liệu làm thuốc Vì vậy, tiến hành thực đề tài: Nghiên cứu tổng hợp minoxidil quy mô phòng thí nghiệm với mục tiêu sau: - Tổng hợp minoxidil quy mô phòng thí nghiệm - Tinh chế minoxidil đạt hàm lượng theo tiêu chuẩn dược điển Anh 2013 Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 Sinh lý tóc da đầu Tóc đƣợc chia thành phần, phần gốc phần thân Phần gốc tóc nằm dƣới da đầu Phần có cấu trúc hình túi bao lấy gốc tóc gọi nang tóc Mao mạch sợi dây thần kinh vào nang tóc Các tế bào trung tâm bầu đƣợc phân chia Những tế bào tóc đẩy tế bào tóc trƣớc lên Những tế bào di chuyển phía chết để tạo thành phần thân tóc cứng.[9] Hình 1.1 Cấu tạo tóc Tóc đƣợc cấu tạo thành phần chủ yếu protein (88 ) Những protein loại sợi cứng, gọi keratin Các thành phần khác tóc gồm: nƣớc, chất b o, hydrat carbon, vitamin, khoáng chất thân tóc cứng 1.1.1 Nang tóc (chân tóc) Nang tóc hay gọi chân tóc phần bầu hình ch n nằm dƣới da đầu Mỗi nang tóc chứa nhiều mạch máu nhỏ li ti Nang tóc dính ch t với da đầu để chất dinh dƣỡng theo mạch máu nuôi tóc Nang tóc phần sống sợi tóc giúp tóc mọc dài ra.[9] 1.1.2.Thân tóc Thân tóc sợi tóc mà bạn nhìn thấy hàng ngày Thân tóc phần tóc chết trao đổi hóa sinh (vì mà bạn không thấy đau dùng k o cắt tóc) Xung quanh nang tóc có tuyến nhờn (còn gọi tuyến dầu hay tuyến bã) giúp bôi trơn sợi tóc nang để giúp tóc dựng lên (ví dụ sợ tới mức dựng tóc gáy ) Thân tóc gồm lớp: Lớp biểu bì (cutin), lớp (cortex) lớp tủy (medulla) Hình 1.2 M t cắt dọc thân tóc Lớp tủy (medulla): phần sợi tóc, chứa hạt chất b o không khí Nếu sợi tóc bạn mỏng lớp tủy Lớp (cortex) : lớp bao gồm nhiều bó sợi nhỏ hợp thành chứa sắc tố (chất tạo nên màu cho sợi tóc, gọi melanin) Lớp lớp có khả định độ khỏe nhƣ màu tóc vàng, nâu, đỏ ho c đen Lớp biểu bì (cutin) : phần thân tóc, gồm 5-10 lớp keratin suốt xếp chồng lên nhƣ vảy cá có tác dụng bảo vệ sợi tóc khỏi hóa chất ho c ảnh hƣởng bên Giữa vảy keratin có chất kết dính gọi KIT Lớp biểu bì đƣợc bao phủ màng mỡ mỏng (lipid) để tóc không thấm nƣớc 1.1.3 Các chu kì phát triển tóc Tóc có chu kỳ tăng trƣởng nghỉ ngơi Quá trình bình thƣờng chu kỳ sống tóc đƣợc gọi đổi tóc Tóc rụng trung bình hàng ngày 60 80 sợi, vào mùa xuân mùa thu rụng lên đến khoảng 100 sợi tóc ngày Có khoảng 80,000 - 140,000 sợi tóc đầu, 90 giai đoạn tăng trƣởng, - số tóc trong giai đoạn chuyển tiếp 12 - 18 % giai đoạn lại Sự phát triển tóc phụ thuộc vào gen nội tiết tố Tóc đầu thƣờng phát triển nhanh nhiều so với lông phận khác thể Điều tế bào tóc đầu phát triển chủ động Tốc độ tăng trƣởng trung bình sợi tóc 0,35 mm/ngày + Pha tăng trƣởng (Phase Anagen) Trong giai đoạn nang lông tạo mái tóc, tóc giai đoạn phát triển tích cực chủ động Tốc độ tăng trƣởng tóc pha tăng trƣởng xấp xỉ cm/tháng Điều có ngh a 80.000 sợi tóc đầu phát triển 25 - 30 m t tóc hàng ngày ho c khoảng 800 m t tháng Khoảng 90% tóc đầu pha tăng trƣởng Thời gian pha tăng trƣởng năm Nếu khung tóc bị thiệt hại nh pha tăng trƣởng, tóc chuyển sớm từ pha tăng trƣởng sang pha chuyển tiếp, qua rút ngắn chu kỳ sống tóc Hình 1.3 Chu kì phát triển tóc + Pha chuyển tiếp (Phase Catagen) PHỤ LỤC 13: Phổ 13C-NMR chất C1 PHỤ LỤC 13: Phổ 13C-NMR chất C1 PHỤ LỤC 14: Phổ 13C-NMR chất C2 PHỤ LỤC 14: Phổ 13C-NMR chất C2 PHỤ LỤC 15: Phổ 13C-NMR chất C3 PHỤ LỤC 15: Phổ 13C-NMR chất C3 PHỤ LỤC 16: Phổ 13C-NMR chất C4 PHỤ LỤC 16: Phổ 13C-NMR chất C4 PHỤ LỤC 17: Phổ 13C-NMR-DEPT chất C4 PHỤ LỤC 17: Phổ 13C-NMR-DEPTcủa chất C4 PHỤ LỤC 18: Ph ổHSQC chất C4 PHỤ LỤC 19: Phổ HMBC chất C4 PHỤ LỤC 19: Phổ HMBC chất C4 PHỤ LỤC 20: Phiếu kiểm nghiệm chất C4 [...]... (IR) - Máy phổ khối lƣợng (MS) - Máy Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (NMR) 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu triển khai các bƣớc tổng hợp minoxidil ở quy mô phòng thí nghiệm theo quy trình của phƣơng pháp Upjohn 3 theo sơ đồ 1.12 Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 3 Dựa vào sơ đồ 1.12 và điều kiện hóa chất s n có chúng tôi tiến hành thêm các bƣớc tổng hợp ethyl-2-cyanoacetat từ acid 2-chloroacetic... 0,1 M là tƣơng đƣơng với 20,93 mg của minoxidil. [16] 23 Chƣơng 3 : THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ 3.1 Tổng hợp hóa học 3.1.1 Tổng hợp minoxidil và khảo sát điều kiện phản ứng Sau khi tham khảo các tài liệu, dựa vào các điều kiện thí nghiệm cho ph p, chúng tôi tiến hành tổng hợp minoxidil mô phỏng theo phƣơng pháp3 của Upjohn và có cải tiến Dự kiến sơ đồ tổng hợp nghiên cứu triển khai nhƣ sau: Tác nhân và điều... chế tác dụng Minoxidil đã đƣợc biết đến rất lâu với vai trò kích thích tóc tăng trƣởng, nhƣng cơ chế tác dụng của minoxidil mới gần đây mới đƣợc nghiên cứu Các tác giả Mori và Uno4 nghiên cứu ảnh hƣởng của minoxidil vào chu kỳ phát triển lông ở chuột 80 ngày tuổi Kết quả cho thấy minoxidil không có ảnh hƣởng trên thời gian pha tăng trƣởng nhƣng đã rút ngắn thời gian trên pha nghỉ Pha nghỉ ở chuột không... từng phản ứng trong quy trình cho hiệu suất cao và ổn định - Khẳng định cấu trúc của các chất trung gian và minoxidil bằng phƣơng pháp phổ - Tinh chế sản phẩm minoxidil tổng hợp đƣợc - Kiểm tra hàm lƣợng minoxidil tổng hợp đƣợc theo Dƣợc điển Anh 2013 2.4 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 21 2.4.1 Tổng hợp hóa học - Dựa trên những nguyên tắc, phƣơng pháp cơ bản của hóa học hữu cơ để tổng hợp các dẫn chất thiết... b) NaCN,EtOH Sơ đồ 2.1 Tổng hợp ethyl 2-cyanoacetat Để thu đƣợc quy trình tổng hợp minoxidil nhƣ sau: 20 Tác nhân và điều kiện: a) C2H5OH, HCl 5M, hồi lƣu; b) NaCN, CH2Cl2:CH3OH 1:1, nhiệt độ phòng; c) piperidin, isopropanol, hồi lƣu; d) (CH3)3OBF4, DCM khan, nhiệt độ phòng; e)H2N-CN,C2H5OH, nhiệt độ phòng; f) NH2OH.HCl, K2CO3, C2H5OH, nhiệt độ phòng Sơ đồ 2.2 Quy trình tổng hợp minoxidil - Khảo sát... nghỉ ở chuột không đƣợc bôi minoxidil k o dài 20 ngày, trong khi ở chuột đƣợc bôi minoxidil chỉ k o dài 1-2 ngày.[11,14,15] 8 Hình 1.5 Tác dụng không mong muốn của minoxidil khi điều trị cao huyết áp Tác dụng của minoxidil về tăng trƣởng tóc cũng đƣợc nghiên cứu trên khỉ cộc đuôi, một loại linh trƣờng có pha rụng tóc gần giống pha rụng tóc ở ngƣời Các nghiên cứu cho thấy minoxidil bôi rút ngắn pha nghỉ... 1.12 Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 3 - Bƣớc 1: Thực hiện phản ứng amid hóa giữa ethyl-2-cyanoacetat (10) và piperidin với dung môi isopropanol, đun hồi lƣu 24 giờ Sơ đồ 1.13 Tổng hợp 3-oxo-3-(piperidin-1-yl)propanitril 16 - Bƣớc 2: Thực hiện phản ứng giữa (11) và trimethylamonium tetrafluoroborat, với dung môi DCM dƣới bầu khí quy n N 2, trong 24 giờ ở nhiệt độ phòng Sơ đồ 1.14 Tổng hợp. .. CH2Cl2:CH3OH 1:1, nhiệt độ phòng; c) piperidin, isopropanol, hồi lƣu; d) (CH3)3OBF4, DCM khan, nhiệt độ phòng; e)H2N-CN,C2H5OH, nhiệt độ phòng; f) NH2OH.HCl, K2CO3, C2H5OH, nhiệt độ phòng Sơ đồ 2.2 Quy trình tổng hợp minoxidil 3.1.1.1 Tổng hợp ethyl 2-chloroacetat (C1) từ acid 2-chloroacetic - Sơ đồ phản ứng: 24 Hóa chất và điều kiện: a) C2H5OH, HCl 5M, hồi lƣu Sơ đồ 3.1 Tổng hợp ethyl 2-chloroacetat... 4-cloropyrimidin-2,6-diamin đƣợc tổng hợp từ pyrimidin2,4,6(1H,3H,5H)- trion qua 2 giai đoạn phản ứng - Halogen hóa pyrimidin-2,4,6(1H,3H,5H)- trion (1) Sơ đồ 1.5 Tổng hợp 2,4,6-tricloropyrimidin - Amino hóa (2) ở vị trí 2,4 13 Sơ đồ 1.6 Tổng hợp 6-cloropyrimidin-2,4-diamin 1.3.7.2 Phƣơng pháp Upjohn 2 Trong quá trình tổng hợp Upjohn đã cải tiến phƣơng pháp thứ nhất của mình, với bƣớc đầu tiên là tổng hợp 6-amino-4-cloro-2-imino-2H-pyrimidin-1ol... với piperidin ở nhiệt độ 150oC trong 1,5 giờ thu đƣợc minoxidil Toàn bộ quy trình phản ứng đƣợc thể hiện tại sơ đồ 1.1.[12,25] Tác nhân và điều kiện: a) 2,4-diclorophenol, KOH, 150oC, 3h; b)m-CPBA, EtOH; c) piperidin, 250oC, hồi lƣu trong 25h Sơ đồ 1.1 Quy trình tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 1 11 - Bƣớc 1: Tác nhân và điều kiện: 2,4-diclorophenol, KOH, 150oC, 3h Sơ đồ 1.2 Tổng hợp 6-(2,4-diclorophenoxy)pyrimidin-2,4-diamin ... sở nghiên cứu sản xuất minoxidil làm nguyên liệu làm thuốc Vì vậy, tiến hành thực đề tài: Nghiên cứu tổng hợp minoxidil quy mô phòng thí nghiệm với mục tiêu sau: - Tổng hợp minoxidil quy mô phòng. .. cộng hƣởng từ hạt nhân (NMR) 2.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu triển khai bƣớc tổng hợp minoxidil quy mô phòng thí nghiệm theo quy trình phƣơng pháp Upjohn theo sơ đồ 1.12 Tổng hợp minoxidil. .. 17 Sơ đồ 1.15 Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 17 Sơ đồ 2.1 Tổng hợp ethyl 2-cyanoacetat 20 Sơ đồ 2.2 Quy trình tổng hợp minoxidil 21 Sơ đồ 3.1 Tổng hợp ethyl 2-chloroacetat

Ngày đăng: 02/01/2017, 01:13

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan