Nghiên cứu quy trình tổng hợp gefitinib làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị ung thư phổi

Hiện có hai loại thuốc được sử dụng trong điều trị theo mục tiêu và một trong số đó là gefitinib đã được cơ quan FDA của Hoa Kỳ cấp phép lưu hành năm 2003 dưới dạng thuốc điều trị bệnh u

Danh mục các hình vẽ iv

Danh mục các bảng v

Danh mục các chữ viết tắt vi

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN 3

1.1 MỘT VÀI NÉT VỀ BỆNH UNG THƯ PHỔI 3

1.2 TỔNG QUAN VỀ GEFITINIB 7

1.2.1 Các loại tên và công thức của thành phẩm 7

1.2.2 Tính chất vật lí 8

1.2.3 Tiêu chuẩn dược điển của thành phẩm [19] 8

1.2.4 Tác dụng dược học của thành phẩm 10

1.2.5 Giá thành của thuốc 20

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP GEFITINIB 22

Chương 2 NGUYÊN VẬT LIỆU, DỤNG CỤ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 34

2.1.NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ DỤNG CỤ 34

2.1.2.Nguyên vật liệu 34

2.1.3 Dụng cụ thí nghiệm 34

2.1.4.Các dung môi chạy sắc ký 35

2.2.PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP 35

2.3.CÁC PHƯƠNG PHÁP PHỔ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC 35

2.4.CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM SẢN PHẨM Error! Bookmark not defined Chương 3 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 37

3.1.NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ TỔNG HỢP GEFITINIB THEO QUY TRÌNH CỦA JYOTHI PRASAD R [28] 37 3.1.1.Nghiên cứu tổng hợp 4-methoxy-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy]

morpholinyl)propoxy] benzaldehyd (III) 413.1.3 Nghiên cứu tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-morpholinyl)

propoxy]benzaldoxim (IV) 453.1.4.Nghiên cứu tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-

morpholinyl)propoxy] benzonitril (V) 483.1.5 Nghiên cứu tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-morpholinyl)

propoxy]benzamid (VI) 513.1.6 Nghiên cứu tổng hợp 2-amino-4-methoxy-5-[3-

(morpholinyl)propoxy] benzamid (VII) 543.1.7 Nghiên cứu tổng hợp 7-methoxy-6-(3-morpholinopropoxy) -3,4-dihydro-quinazolin-4-on (VIII) 573.1.8 Nghiên cứu tổng hợp 4-cloro-6-(3-morpholinopropoxy)-7-methoxy-quinazolin (IX) 603.1.9 Nghiên cứu tổng hợp 4-(3’-cloro-4’-floroanilino)-7-methoxy-6-(3-morpholinopropoxy)-quinazolin (gefitinib-X) 623.1.10 Nghiên cứu quy trình kết tinh lại gefitinib 653.2.CẢI TIẾN QUY TRÌNH TỔNG HỢP GEFITINIB 673.3.KẾT LUẬN VỀ QUY TRÌNH TỔNG HỢP GEFITINIB QUI MÔ PTN 723.4 BÀN LUẬN KẾT QUẢ XÂY DỰNG QUI TRÌNH TỔNG HỢP

GEFITINIB QUY MÔ PTN 723.4.1 Tổng hợp 4-methoxy-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy]benzaldehyd (II) 723.4.2 Tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy]

benzaldehyd (III) 733.4.3 Tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-

morpholinyl)propoxy]benzamid (VI) 74

holinyl)propoxyl]benzamid (VII) 743.4.5 Tổng hợp 7-methoxy-6-(3-morpholinopropoxy)-3,4-dihydro-

quinazolin- 4-on (VIII) 753.4.6.Tổng hợp 4-cloro-6-(3-morpholinopropoxy)-7-methoxy-quinazolin (IX) 763.4.7.Tổng hợp 4-(3’-cloro-4’-floroanilino)-7-methoxy-6-(3-morpholino propoxy)-quinazolin (Gefitinib – X) 763.4.8.Nghiên cứu quy trình kết tinh lại gefitinib 773.5.KIỂM NGHIỂM SẢN PHẨM GEFITINIB THEO TIÊU CHUẨN

DƢỢC ĐIỂN ẤN ĐỘ IP 2010 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Công thức cấu tạo của gefitinib 7

Hình 1.2 Sơ đồ tổng hợp gefitinib của Gibson K H 23

Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp gefitinib của Gilday và cộng sự 25

Hình 1.4 Sơ đồ tổng hợp gefitinib của Gilday và cộng sự 25

Hình 1.5 Sơ đồ tổng hợp gefitinib theo Jyothi Prasad R 26

Hình 1.6 Phản ứng tổng hợp gefitinib theo Shanti Kumar 28

Hình 1.7 Phản ứng tổng hợp gefitinib theo Dharmaraj Ramachandra Rao 29

Hình 1.8 Sơ đồ phản ứng tổng hợp gefitinib theo Aggarwal Ashvin Kumar30 Hình 1.9 Sơ đồ phản ứng tổng hợp gefitinib theo Lee Sung Uk 31

Hình 1.10 Sơ đồ phản ứng tổng hợp gefitinib theo Neeraj Kumar 32

Hình 3.1 Quy trình tổng hợp gefitinib đã đƣợc cải tiến 68

Bảng 1.1 Số liệu thống kê về ung thư phổi tại Hoa Kỳ trong 6 năm 4

Bảng 1.2 Phản ứng ngoại ý theo tần xuất và hệ cơ quan 15

Bảng 1.3 Giá thuốc Iressa trên thị trường thế giới 20

Bảng 1.4 Kết quả kết tinh lại gefitinib trong một số dung môi 33

Bảng 3.1 Độ ổn định của quy trình tổng hợp morpholinopropyl clorua 39

Bảng 3.2 Độ ổn định của quy trình tổng hợp hợp chất II 40

Bảng 3.3 Ảnh hưởng của lượng HNO3 đến hiệu suất phản ứng nitro hóa 43

Bảng 3.4 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng nitro hóa 43

Bảng 3.5 Độ ổn định của quy trình nitro hóa 44

Bảng 3.6 Ảnh hưởng của lượng hydroxylamin hydroclorua đến hiệu suất phản ứng oxim hóa 46

Bảng 3.7 Độ ổn định của quy trình oxim hóa 47

Bảng 3.8 Ảnh hưởng của tác nhân đến hiệu suất phản ứng 49

Bảng 3.9 Ảnh hưởng của lượng anhydrid acetic đến hiệu suất tổng hợp V 50

Bảng 3.10 Độ ổn định của quy trình tổng hợp V 50

Bảng 3.11 Ảnh hưởng của nồng độ H2O2 đến hiệu suất tổng hợp VI 52

Bảng 3.12 Độ ổn định của quy trình phản ứng tổng hợp VI 53

Bảng 3.13 Ảnh hưởng của thể tích H2SO4 đến hiệu suất tổng hợp VII 56

Bảng 3.14 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp VII 56

Bảng 3.15 Ảnh hưởng của lượng acid formic đến hiệu suất đóng vòng quinazolin 58

Bảng 3.16 Độ ổn định của quy trình phản ứng 59

Bảng 3.19 Ảnh hưởng của dung môi hiệu suất kết tinh lại 66

Bảng 3.20 Độ ổn của quy trình kết tinh lại gefitinib trong metanol 67

Bảng 3.21 Ảnh hưởng của thể tích DMSO đến hiệu suất tổng hợp 69

Bảng 3.22 Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp 70

Bảng 3.23 Ảnh hưởng của lượng NaOH đến hiệu suất phản ứng 71

Bảng 3.24 Độ ổn định của quy trình phản ứng 71

Bảng 3.25 Kết quả kiểm nghiệm sản phẩm theo IP 2010 78

CTC Common toxicity criteria (Tiêu chuẩn đánh giá độc tính

thường gặp)

13

C-NMR Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonace (Phổ cộng hưởng

từ hạt nhân Carbon-13)

BSC Best supportive care (Chăm sóc nâng đỡ)

1

H-NMR Proton Nuclear Magnetic Resonace (Phổ cộng hưởng từ

hạt nhân proton)

ESI-MS Electrospray Ionization - Mass Spectrometry (Phổ khối

lượng sử dụng phương pháp ion hóa phun mù electron)

UV Ultraviolet (tia tử ngoại)

1

H-1H COSY 1H-1H Correlated Spectroscopy (Phổ tương quan 1 H- 1 H)

DMSO-d6 Dimethyl sulfoxyd đƣợc deuteri hóa

HSQC Heteronuclear Spectroscopy - Quantum Coherence (Phổ

Khái niệm “bệnh ung thư phổi” lần đầu tiên được biết đến vào năm 1761

và cho đến năm 1878 nó cũng chỉ chiếm 1% trong tổng số các ca mắc bệnh ung thư [22] Tuy nhiên, kể từ đó đến nay căn bệnh này đã không ngừng tăng nhanh

về cả số lượng người mắc cũng như số ca tử vong Hiện nay, ung thư phổi đã trở thành một căn bệnh nguy hiểm, chiếm tỷ lệ tử vong hàng đầu ở Việt Nam cũng như trên thế giới Chỉ tính riêng ung thư phổi đã chiếm 30% trong tổng số người chết do ung thư Do vậy điều trị ung thư phổi luôn là vấn đề được đông đảo mọi người quan tâm

Hiện nay, với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật đã có nhiều phương pháp điều trị ung thư phổi có thể kể đến như phẫu thuật cắt bỏ một thùy của phổi hay toàn bộ lá phổi, phương pháp xạ trị, phương pháp hóa trị toàn thân (các phương pháp truyền thống) Đầu thế kỉ 21, có một phương pháp mới gọi là “phương pháp điều trị theo mục tiêu” hứa hẹn là một phương pháp điều trị mới, hiệu quả cho các bệnh nhân mắc bệnh ung thư phổi [1] Hiện có hai loại thuốc được sử dụng trong điều trị theo mục tiêu và một trong số đó là gefitinib

đã được cơ quan FDA của Hoa Kỳ cấp phép lưu hành năm 2003 dưới dạng thuốc điều trị bệnh ung thư phổi tế bào không nhỏ (NSCLC) với tên thuốc Iressa [23]

Gefitinib là một dẫn xuất của quinazoline và được tổng hợp lần đầu tiên vào năm 1996 [14] Không giống như các loại thuốc khác vẫn đang được sử dụng trong các phác đồ hóa trị liệu, gefitinib có khả năng tác động trực tiếp lên khối u mà không gây ảnh hưởng lên các mô tăng trưởng khác Nó tác động vào

mục tiêu là Tyrosine kinase của yếu tố di truyền HER-1/EGFR Tyrosine kinase

gia tăng sự phát triển của mô biểu bì và gia tăng sự tăng trưởng của tế bào ung

thư phổi vốn xuất phát từ mô biểu bì Qua sự ngăn chặn hoạt động của Tyrosine

kinase, gefitinib có thể ngăn chặn sự phát triển của tế bào ung thư, do đó làm

giảm đáng kể các tác dụng không mong muốn của thuốc [1]

tế cho phép sử dụng thuốc Iressa để điều trị ung thư phổi [1] Tuy nhiên, thuốc Iressa đang sử dụng tại Việt Nam hoàn toàn là nhập khẩu từ nước ngoài Do phải nhập khẩu nên giá thành thuốc rất cao, không ổn định và không chủ động được nguồn thuốc Nhất là từ ngày 1/1/2015 theo luật BHYT sửa đổi và Thông tư số 40/2014/TT-BYT, BHXH chỉ chi trả 50% chi phí cho loại thuốc này [2] sẽ gây nhiều khó khăn cho người bệnh đặc biệt là các bệnh nhân nghèo Do vậy, việc nghiên cứu tổng hợp gefitinib để từ đó bào chế ra thuốc điều trị ung thư phổi tại Việt Nam là việc làm cần thiết, có ý nghĩa cả về khoa học và thực tiễn Chính vì thế chúng tôi triển khai đề tài: “Nghiên cứu quy trình tổng hợp gefitinib làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị ung thư phổi”

MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI:

- Xây dựng được quy trình tổng hợp gefitinib quy mô phòng thí nghiệm

- Tinh chế sản phẩm gefitinib đạt tiêu chuẩn dược điển Ấn Độ IP2010

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 MỘT VÀI NÉT VỀ BỆNH UNG THƯ PHỔI

Hiện nay, ung thư đang là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu trên thế giới, nó đã trở thành một đại dịch và vẫn đang tiếp tục gia tăng Hiện mỗi năm trên toàn thế giới có khoảng 8,2 triệu người chết do ung thư Trong hơn 100 loại ung thư thì ung thư phổi là một trong những bệnh ung thư phổ biến nhất

về tỉ lệ mắc, cũng như là nguyên nhân tử vong hàng đầu do ung thư trên thế giới và ở Việt Nam Vào những năm đầu của thế kỷ 20, bệnh ung thư phổi vẫn còn tương đối hiếm gặp Tuy nhiên, cho đến những năm cuối của thế kỷ này, ung thư phổi đã trở nên khá phổ biến Đến cuối những năm 1900, ung thư phổi đã trở thành nguyên nhân hàng đầu gây tử vong ở Hoa Kỳ, và gần đây, nó đã vượt qua bệnh tim là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong liên quan đến hút thuốc lá [26]

Chỉ tính riêng năm 2007, người ta đã phát hiện thêm khoảng 1,5 triệu người bị ung thư phổi (khoảng 12% tổng số bệnh nhân bị ung thư) trên toàn cầu Cũng trong năm này số người tử vong do bị ung thư phổi lên tới 1,35 triệu người So với các loại bệnh ung thư khác thì tỷ lệ tử vong ở các bệnh nhân ung thư phổi là đặc biệt cao Có thể nói là khi đã bị ung thư phổi, bệnh nhân sẽ có tỷ lệ tử vong cao nhất so với các ung thư khác Ngay cả ở Mỹ số bệnh nhân mắc ung thư phổi vẫn tiếp tục tăng hàng năm và số ca tử vong trung bình hàng năm đối với bệnh này từ năm 2005 đến 2010 vẫn là trên dưới 160.000 người mặc dầu tỉ lệ tử vong đã được giảm từ 95% xuống còn hơn 70% [6]

Bảng 1.1 dưới đây là số liệu thống kê về ung thư phổi tại Hoa Kỳ trong 6 năm liền từ 2005 đến 2010 của Hiệp hội Ung thư Hoa Kỳ [20]

Bảng 1.1 Số liệu thống kê về ung thư phổi tại Hoa Kỳ trong 6 năm

2005 – 2010

Năm Số mắc mới trong năm Số chết trong năm Tỉ lệ tử vong

Tổng số Nam Nữ Tổng số Nam Nữ Tổng số Nam Nữ

ương cho biết: "Ở Việt Nam số liệu ghi nhận tại một số vùng, ung thư phổi

đứng hàng đầu và chiếm 20% trong tổng số hàng trăm loại ung thư" [6]

Nguyên nhân chủ yếu gây ra bệnh ung thư phổi là do thuốc lá Nó gây

ra 90% những trường hợp ung thư phổi ở người nam và 78% ở người nữ Trung bình cứ 10 người hút thuốc lá thì có 1 người mắc ung thư phổi Những nguyên nhân khác như hóa chất nơi làm việc, khói bụi do ô nhiễm không khí, v.v cũng gia tăng cơ hội ung thư phổi nhưng rất thấp so với khói thuốc lá [1]

Ngày nay với tiến bộ của khoa học công nghệ thì tỷ lệ bệnh nhân được chẩn đoán sớm ung thư phổi có tăng lên, nhưng vẫn còn một số lượng lớn

bệnh nhân ung thư phổi ở giai đoạn muộn, đây là thách thức trong quá trình điều trị Các liệu pháp được áp dụng để điều trị ung thư phổi thường là phẫu thuật, xạ trị và hóa trị liệu phụ thuộc vào các giai đoạn phát triển của bệnh Một số loại thuốc trị bệnh ung thư phổi thường được dùng trong liệu pháp hóa trị liệu là: Cisplatin, Carboplatinium, Taxol, Tuy nhiên, các loại thuốc này thường gây ra các phản ứng phụ ở người bệnh như nôn mửa, tiêu chảy, rụng tóc, đau nhức bắp thịt, mệt mỏi, suy giảm miễn dịch, [1,6]

Bệnh ung thư phổi có hai dạng là ung thư phổi tế bào nhỏ (SCLC: small cell lung cancer) và ung thư phổi không phải tế bào nhỏ (NSCLC: non-small cell lung cancer), trong đó dạng NSCLC chiếm tới 85% [26] Trước đây điều trị hóa chất là phương pháp điều trị mang lại hiệu quả cho bệnh nhân ung thư phổi không tế bào nhỏ giai đoạn muộn, tuy nhiên tác dụng phụ của hóa chất đối với các bệnh nhân cũng nặng nề, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống của bệnh nhân, đặc biệt là đối với các bệnh nhân thể trạng yếu Với sự phát triển của khoa học kỹ thuật trong Y sinh học, trong những năm gần đây,

đã có nhiều tiến bộ mới trong điều trị ung thư phổi nói chung, trong đó có ung thư phổi không phải tế bào nhỏ Đặc biệt, trong lĩnh vực sinh học phân tử, các nhà khoa học đã tìm ra các thuốc mới, tác động vào các phân tử đặc hiệu mà các phân tử này cần thiết cho quá trình sinh ung thư và phát triển khối u Đây

có thể được xem là một ứng dụng của thành tựu mới về sinh học ung thư bắt đầu mang lại hiệu quả và được chấp nhận sử dụng rộng rãi trên lâm sàng, mang thêm hy vọng chống lại ung thư một cách đúng mức Phương pháp này còn được gọi là điều trị theo mục tiêu

Cụ thể, trong thử nghiệm lâm sàng, các nhà khoa học Nhật Bản phát hiện ra rằng đối với những bệnh nhân mắc bệnh ung thư phổi không phải tế bào nhỏ giai đoạn cuối, khi cơ thể có hiện tượng đột biến của một loại gen đặc biệt, sự đột biến của gen sẽ dẫn đến một loại protein đặc biệt có tên “EGFR”

phân bố quá rộng trên biểu mặt của một số tế bào ung thư, dẫn đến hiện tượng gia tăng tế bào ung thư Các thuốc điều trị theo mục tiêu sẽ tấn công trực tiếp vào yếu tố này ngăn cản sự lây lan và thu nhỏ khối tế bào ung thư [7] Hiện thời có hai loại thuốc chữa theo mục tiêu là Iressa (Gefitinib) và Tarceva (Erlotinib) được sử dụng để chữa ung thư phổi loại không phải tế bào nhỏ sau khi đã dùng các thuốc điều trị tiêu chuẩn mà không mang lại hiệu quả Ðây là những thuốc uống và có ít phản ứng phụ hơn hóa chất trị liệu thông thường Trong đó, Iressa được chấp nhận để dùng trước tiên trong việc chữa trị căn

bệnh này Năm 2003 Iressa đã được cơ quan FDA của Hoa Kỳ cho phép sử

dụng làm thuốc điều trị bệnh ung thư phổi dạng không phải tế bào nhỏ (NSCLC), đây là một liệu pháp mới trong điều trị ung thư phổi [23]

1.2 TỔNG QUAN VỀ GEFITINIB

1.2.1.Các loại tên và công thức của thành phẩm

 Tên riêng: gefitinib

 Tên khoa học :

N-(3-chloro-4-fluorophenyl)-7-methoxy-6-(3-(morpholin-4-ylpropoxy)quinazolin-4-amine

 Công thức nguyên C22H24ClFN4O3 Phân tử lượng: (M= 446,9)

 Công thức cấu tạo

Hình 1.1: Công thức cấu tạo của gefitinib

 CAS Registry Number: 184475-35-2

 Các loại biệt dược [17]

- Chemofit (RPG Life Sciences Ltd)

- Chemogef (250 mg) (Neon Laboratories Ltd)

- Gefires (Resonance Laboratories Pvt Ltd.)

- Gefitero (250mg) (Lyka Labs Limited)

- Gefitinib (Natco Pharma Ltd)

- Gefonib (Miracalus Pharma Pvt Ltd)

- Geftib (Onkos (Glenmark Pharmaceuticals))

- Gefticare (250mg) (Medicare Remedies Pvt Ltd)

- Geftifos (Torrent Pharmaceuticals Ltd)

- Geftiget 250 mg (GLS PHARMA LTD)

- Geftilon (Celon Labs)

- Geftinat (Natco Pharma Ltd)

1.2.3 Tiêu chuẩn dƣợc điển của thành phẩm [19]

Gefitinib là N-(3-chloro-4-fluorophenyl)-7-methoxy-6-[3-(4morpholinyl)

propoxy]-4-quinazolinoamine, phải chứa từ 98,0% đến 102,0%

C H O N FCl, tính theo chế phẩm đã làm khô

Loại thuốc: Chống ung thƣ

Tính chất: Bột kết tinh màu trắng hay gần nhƣ trắng

Thận trọng: Gefitinib gây độc tế bào; cẩn thận tránh hít phải nhiều bụi và

tiếp xúc với da

Dung dịch thử: Hòa tan 100 mg chế phẩm trong 100 ml metanol

Dung dịch đối chiếu (a) Pha loãng 1,0 ml dung dịch thử thành 100,0 ml với metanol

Dung dịch đối chiếu (b) Dung dịch gefitinib chuẩn 0,1% trong metanol

Điều kiện sắc kí

Cột thép không gỉ (25 cm x 4,6 mm) được nhồi pha tĩnh (octadecylsilane silica gel dùng cho sắc ký 5 m )

Pha động: Hỗn hợp gồm 40 thể tích amoni acetate 1% và 60 thể tích

%); Tổng diện tích của tất cả các pic phụ không được lớn hơn 1,5 lần diện tích của pic chính trong sắc ký đồ của dung dịch đối chiếu (a) (1,5%)

Kim loại nặng (2.3.13)

Không được quá 10 phần triệu

Lấy 1,0 g chế phẩm thử theo phương pháp B

Dùng 1,0 ml dung dịch chì mẫu 10 phần triệu để chuẩn bị mẫu đối chiếu

Tiến hành sắc ký lần lượt đối với dung dịch đối chiếu (b) và dung dịch thử Tính hàm lượng gefitinib C H O N FCl22 24 3 4

là chất Tyrosine kinase của yếu tố di truyền HER-1/EGFR Tyrosine kinase

gia tăng sự phát triển của mô biểu bì và gia tăng sự tăng trưởng của tế bào ung thư phổi vốn phát xuất từ mô biểu bì Qua sự ngăn chặn hoạt động của

Tyrosine kinase trên sự phát triển biểu bì, Iressa có thể ngăn chặn sự phát

triển của tế bào ung thư Điều này đã làm giảm đáng kể các tác dụng không mong muốn của thuốc, và do vậy mà người bệnh có thể dùng thuốc trong các liệu trình điều trị kéo dài nhiều tháng, thậm chí là nhiều năm Tuy nhiên, thuốc Iressa cũng gây ra một số tác dụng phụ không mong muốn như gây tiêu chảy, gây kích ứng da (nổi mụn, mẩn ngứa, mẩn đỏ, bong tróc da, vẩy nến ) [1] Những triệu chứng này thường rất nhẹ nhưng cũng có thể rất nặng và liều thuốc phải giảm đi hay ngưng hẳn Một điều đáng chú ý là những bệnh nhân nào bị phản ứng về da, sẽ có cơ hội cao để thuốc có hiệu nghiệm Việc điều trị bằng thuốc ung thư phổi Iressa sẽ có hiệu quả cao hơn so với thuốc hóa liệu ung thư phổi tiêu chuẩn, có thể khiến người bệnh kéo dài tuổi thọ lên gấp đôi cũng như nâng cao chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân, đặc biệt ở các bệnh

nhân thể trạng gầy yếu không điều trị hóa chất được, hoặc tác dụng phụ của hóa chất quá nặng nề

Gần đây, người ta đã sử dụng Iressa để thay thế cho carboplatin và paclitaxel trong trị liệu cho các bệnh nhân ung thư phổi dạng NSCLC đã bị thất bại với việc sử dụng kết hợp carboplatin với paclitaxel - là liệu pháp thông dụng để điều trị ung thư phổi hiện nay

1.2.4.1 Đặc tính dược lực [11]

Nhóm điều trị dược học: chất ức chế protein kinase; Mã ATC: L01XE02

Cơ chế tác dụng

Gefitinib là chất ức chế chọn lọc Tyrosine kinase trên thụ thể của yếu tố

phát triển biểu bì (epidermal growth factor receptor-EGFR), thường hiện diện trong các khối u đặc có nguồn gốc biểu mô

Tyrosine kinase gia tăng sự phát triển của mô biểu bì và gia tăng sự tăng

trưởng của tế bào ung thư phổi vốn phát xuất từ mô biểu bì Qua sự ngăn chặn

hoạt động của Tyrosine kinase, Gefitinib có thể ngăn chặn sự phát triển của tế

bào ung thư

In vivo, gefitinib ức chế sự phát triển của các dòng tế bào có nguồn gốc từ

khối u của người khi ghép trên loài chuột nhắt không lông và làm tăng hoạt động kháng u của các liệu pháp hóa trị, xạ trị và trị liệu bằng nội tiết

Trong các thử nghiệm lâm sàng pha II, IRESSA đã chứng tỏ có đáp ứng kháng u khách quan và cải thiện các triệu chứng có liên quan đến bệnh ở bệnh nhân ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC) tiến triển tại chỗ hoặc di căn đã được điều trị

1.2.4.2 Dược động học [11]

Sau khi tiêm tĩnh mạch, gefitinib được thanh thải nhanh, phân bố hoàn toàn và có thời gian bán thải trung bình là 48 giờ Ở bệnh nhân ung thư sau

khi uống thuốc, sự hấp thu xảy ra tương đối chậm và thời gian bán thải pha cuối trung bình là 41 giờ Khi dùng gefitinib ngày 1 lần từ 7 đến 10 liều, nồng

độ thuốc sẽ tích lũy gấp 2 đến 8 lần và đạt trạng thái hằng định trong cơ thể

Ở trạng thái hằng định, nồng độ thuốc lưu thông trong cơ thể sẽ duy trì điển hình ở mức khoảng gấp 2-3 lần khi dùng thuốc với khoảng cách giữa các liều

là 24 giờ

Hấp thu: Nồng độ đỉnh gefitinib điển hình trong huyết tương đạt đến 3

đến 7 giờ sau khi uống Sinh khả dụng tuyệt đối trung bình là 59% ở bệnh nhân ung thư Thức ăn không làm thay đổi đáng kể nồng độ gefitinib trong cơ thể Trong một thử nghiệm trên người tình nguyện khoẻ mạnh có độ pH dịch

vị duy trì trên 5, nồng độ gefitinib trong cơ thể giảm 47%, nguyên nhân có thể

do khả năng hòa tan của gefitinib trong dạ dày giảm

Phân bố: Thể tích phân bố trung bình của gefitinib ở trạng thái hằng định

là 1400 l, chứng tỏ là thuốc phân bố rộng rãi vào các mô Khoảng 90% thuốc gắn kết với protein huyết tương Gefitinib gắn kết với albumin và α1-acid glycoprotein trong huyết thanh

Chuyển hóa: Dữ liệu in vitro cho thấy rằng CYP3A4 và CYP2D6 là

isozyme P450 chính có liên quan đến quá trình chuyển hóa oxy hóa của gefitinib

Các nghiên cứu in vitro đã chứng tỏ gefitinib ít có khả năng ức chế

CYP2D6 Gefitinib chứng tỏ không có tác động cảm ứng men trong các

nghiên cứu trên súc vật và không ức chế đáng kể (in vitro) bất kỳ một men

cytochrome P450 nào khác

Ba vị trí chuyển hóa sinh học của quá trình chuyển hóa gefitinib đã được nhận biết là: chuyển hóa của nhóm N-propylmorpholino, demethyl hóa nhóm methoxy trên nhân quinazoline và khử fluor oxy hóa nhóm phenyl halogen 5 chất chuyển hóa đã được nhận biết đầy đủ trong phân, trong đó chất chuyển

hóa chính là O-desmethyl gefitinib, mặc dù chất này chỉ chiếm 14% liều dùng ban đầu

8 chất chuyển hóa trong huyết tương người đã được nhận biết hoàn toàn Chất chuyển hóa chính được nhận dạng là O-desmethyl gefitinib, hoạt tính kém 14 lần so với gefitinib về khả năng ức chế sự phát triển tế bào được kích hoạt bởi EGFR và không có tác động ức chế sự phát triển tế bào khối u ở chuột Vì vậy, chất chuyển hóa này được xem như không đóng góp vào tác động lâm sàng của gefitinib

Thải trừ: Tổng thanh thải gefitinib trong huyết tương là khoảng 500

mL/phút Thuốc và các chất chuyển hóa được bài tiết chủ yếu qua phân Độ thải trừ thuốc và các chất chuyển hóa qua thận ít hơn 4% liều dùng

An toàn tiền lâm sàng

Gefitinib chứng tỏ không độc trên gen

Như dự kiến theo đặc tính dược lý học, gefitinib với liều 20 mg/kg/ngày làm giảm khả năng sinh sản ở chuột cái Khi dùng trong quá trình phát triển

cơ quan, ở liều cao nhất (30 mg/kg/ngày) thuốc không có tác động trên sự phát triển phôi thai chuột, tuy nhiên, trên thỏ dùng liều ≥ 20 mg/kg/ngày thuốc làm giảm cân nặng phôi thai Không có dị dạng thai do thuốc ở bất kỳ loài nào Khi sử dụng trên chuột trong thời kỳ có thai và sinh sản, sự giảm khả năng sống còn của chuột con khi dùng thuốc với liều 20 mg/kg/ngày đã được ghi nhận

Sau khi cho chuột mẹ uống gefitinib được đánh dấu đồng vị C-14 sau khi sinh 14 ngày, nồng độ chất phóng xạ trong sữa cao hơn so với trong máu

1.2.4.3 Chỉ định [11]

IRESSA được chỉ định điều trị cho bệnh nhân ung thư phổi loại không phải tế bào nhỏ (NSCLC) giai đoạn tiến triển tại chỗ hoặc di căn mà có hoạt

hóa đột biến EGFR TK hoặc trước đây đã dùng hóa trị liệu hoặc không thích hợp để hóa trị liệu

1.2.4.4 Chống chỉ định [11]

Quá mẫn với hoạt chất hoặc bất kỳ tá dược

Cho con bú

1.2.4.5 Thận trọng [11]

Phụ nữ có thai và cho con bú

Chưa có dữ liệu về việc dùng Iressa cho phụ nữ có thai hoặc cho con bú Những nghiên cứu trên súc vật đã chứng tỏ thuốc có độc tính trên hệ sinh sản Các nghiên cứu trên súc vật cũng cho thấy gefitinib và các chất chuyển hóa đi vào sữa của chuột thí nghiệm

Nguy cơ tiềm ẩn đối với con người là không biết Không nên sử dụng Iressa trong khi mang thai trừ khi thật cần thiết

Iressa chống chỉ định trong trường hợp cho con bú và do đó phải ngưng cho con bú khi được điều trị bằng Iressa

Tác dụng trên khả năng lái xe và vận hành máy móc

Iressa không có hoặc ảnh hưởng không đáng kể đến khả năng lái xe và sử dụng máy móc

Tuy nhiên, trong khi điều trị với Gefitinib, bệnh nhân có thể bị suy nhược

Vì vậy, bệnh nhân trải qua các triệu chứng này nên thận trọng khi lái xe hoặc

sử dụng máy móc

1.2.4.6 Tác dụng không mong muốn [11]

Các phản ứng ngoại ý do thuốc (ADR) thông thường nhất được ghi nhận xảy ra trên > 20% bệnh nhân là tiêu chảy và phản ứng trên da (bao gồm nổi mẩn, mụn, da khô và ngứa) Các phản ứng ngoại ý do thuốc thường xuất hiện

trong tháng đầu điều trị và nói chung có thể tự hết Khoảng 8% bệnh nhân bị một phản ứng ngoại ý trầm trọng (độ 3 và 4 theo tiêu chuẩn đánh giá độc tính thường gặp-CTC: Common Toxicity Criteria) Tuy nhiên, chỉ có 3% bệnh nhân là phải ngưng điều trị do phản ứng ngoại ý

Các phản ứng ngoại ý do thuốc được liệt kê theo tần suất trong bảng sau dựa trên tỷ lệ các báo cáo biến cố ngoại ý có so sánh trong dữ liệu gộp thử nghiệm lâm sàng pha III ISEL và INTEREST (1855 bệnh nhân điều trị bằng IRESSA) Không tính đến tần suất các báo cáo giữa các nhóm điều trị so sánh hoặc khả năng nhà khảo sát đã xem xét có liên quan đến thuốc nghiên cứu hay không

Tần suất ADR liên quan đến các trị số xét nghiệm bất thường dựa trên bệnh nhân có Tiêu chuẩn đánh giá độc tính thường gặp (CTC) thay đổi từ 2

độ trở lên so với trị số ban đầu ở các tham số xét nghiệm liên quan

Bảng 1.2: Phản ứng ngoại ý theo tần suất và hệ cơ quan

Rất thường gặp

(≥10%)

Rối loạn hệ tiêu hóa

- Tiêu chảy (31,1%), chủ yếu nhẹ hoặc trung bình (CTC độ 1 hoặc 2)

- Buồn nôn (18,2%), chủ yếu có mức độ nhẹ (CTC độ 1)

- Nôn mửa (14,1%) mức độ nhẹ hoặc trung bình (CTC độ 1 hoặc 2)

Rối loạn chuyển hóa và dinh dưỡng

Biếng ăn (18,9%), mức độ nhẹ hoặc trung bình (CTC độ 1 hoặc 2)

Rối loạn da và cấu trúc da

Phản ứng trên da (51,9%), chủ yếu nổi mẩn dạng mụn mủ nhẹ hoặc vừa (CTC độ 1 hoặc 2), đôi khi ngứa với da khô trên nền ban đỏ

Rối loạn toàn thân và tại chỗ

Suy nhược (17,8%), chủ yếu có mức độ nhẹ (CTC độ 1)

Thường gặp

(≥ 1 - < 10%)

Rối loạn hệ tiêu hóa

Viêm miệng (8,4%), chủ yếu có mức độ nhẹ (CTC độ 1)

Mất nước (2,3%) thứ phát do tiêu chảy, buồn nôn, nôn hoặc biếng ăn

Khô miệng* (1.6%), chủ yếu có mức độ nhẹ (CTC độ 1)

máu cam và huyết niệu

Rối loạn gan mật

Bất thường chức năng gan (Alanine aminotransferase

aminotransferase 5,5%), bao gồm chủ yếu là tăng nhẹ hoặc trung bình men transaminase (CTC độ 1 hoặc 2)

Rối loạn thận và đường niệu

Tăng creatinine máu không triệu chứng (1,6%)

Rối loạn hệ hô hấp, lồng ngực và trung thất

Bệnh phổi mô kẽ (ILD) (1,1%) thường nghiêm trọng (CTC độ 3-4) Đã có báo cáo về các hậu quả nguy hiểm đến tính mạng

Ít gặp

(≥ 0,1 - < 1%)

Rối loạn mắt

Viêm xước giác mạc (0,3%), có thể hồi phục và đôi khi kèm với lông mi mọc lạc chỗ

Rối loạn da và mô dưới da Phản ứng dị ứng** (0,9%), gồm

phù mạch và nổi mề đay

Hiếm gặp

(≥ 0,01 - < 0,1%) Rối loạn da và mô dưới da

Hoại tử biểu bì gây độc, hội chứng Stevens Johnson và hồng ban đa dạng (0,05%)

* Biến cố này có thể xảy ra kết hợp với các tình trạng khô khác (chủ yếu

là phản ứng trên da) đã ghi nhận với Iressa

** Tần suất toàn bộ biến cố ngoại ý về phản ứng dị ứng ghi nhận trong phân tích gộp các thử nghiệm ISEL và INTEREST là 1,3% (25 bệnh nhân) 8 trong số 25 bệnh nhân bị loại trừ khỏi tần suất được báo cáo do không có căn nguyên dị ứng hoặc do phản ứng dị ứng là kết quả khi dùng 1 dược phẩm khác

Bệnh phổi mô kẽ (ILD)

Từ 1 thử nghiệm lâm sàng mù đôi pha III (1692 bệnh nhân) so sánh IRESSA + chăm sóc nâng đỡ (best supportive care-BSC) với giả dược + BSC trên bệnh nhân NSCLC tiến triển đã dùng 1 hoặc 2 phác đồ hóa trị trước đây

và đã kháng trị hoặc không dung nạp với phác đồ điều trị gần nhất, tần suất biến cố loại ILD ở toàn bộ bệnh nhân là tương tự nhau và khoảng 1% ở cả 2 nhánh điều trị Đa số biến cố loại ILD ghi nhận là ở bệnh nhân thuộc chủng tộc Phương Đông và tần suất xảy ra ILD giữa nhóm bệnh nhân Phương Đông điều trị bằng IRESSA và nhóm dùng giả dược là tương tự nhau, khoảng 3%

và 4 % theo thứ tự tương ứng Có 1 bệnh nhân thuộc nhóm dùng giả dược có biến cố ILD tử vong

Trong một nghiên cứu theo dõi sau khi đưa thuốc ra thị trường tại Nhật (3350 bệnh nhân), tỷ lệ biến cố loại ILD được ghi nhận ở bệnh nhân dùng IRESSA là 5,8%

Suy gan

Bệnh nhân suy gan nhẹ đến suy gan nặng do xơ gan có nồng độ gefitinib trong huyết tương tăng Những bệnh nhân này cần được theo dõi chặt chẽ phản ứng bất lợi Nồng độ huyết tương không tăng ở những bệnh nhân có tăng aspartate transaminase (AST), alkaline phosphatase hoặc bilirubin do di căn gan

Suy thận

Không cần điều chỉnh liều ở bệnh nhân suy chức năng thận ở độ thanh thải creatinin > 20 ml / phút Chỉ hạn chế ở bệnh nhân có độ thanh thải creatinin ≤20 ml / phút và cần thận trọng ở những bệnh nhân này

Người cao tuổi

Không cần điều chỉnh liều trên đối tượng bệnh nhân này

Sự chuyển hóa CYP2D6 thấp

Chất ức chế CYP2D6 không có khả năng làm giảm hiệu quả của thuốc nên không cần điều chỉnh liều lượng ở những bệnh nhân có sự chuyển hóa CYP2D6 thấp

Điều chỉnh liều do độc tính

Bệnh nhân bị tiêu chảy do kém dung nạp hoặc có phản ứng ngoại ý trên da có

thể được kiểm soát thành công khi ngưng dùng thuốc trong một thời gian

ngắn (lên đến 14 ngày) và sau đó dùng trở lại liều 250 mg

Cách dùng

Thuốc có thể được uống trong hoặc ngoài bữa ăn, ở cùng một thời điểm mỗi ngày Thuốc có thể uống cả viên với một ít nước hoặc cũng có thể phân tán viên thuốc trong nửa ly nước uống (không chứa carbonate) Không sử dụng các loại chất lỏng khác Thả viên thuốc vào nước, không được nghiền, khuấy đều cho đến khi viên thuốc phân tán hoàn toàn (khoảng 20 phút) và uống dịch ngay lập tức Tráng ly với nửa ly nước và uống Cũng có thể dùng dịch qua ống thông mũi-dạ dày

Quá liều

Không có trị liệu đặc biệt trong trường hợp dùng quá liều gefitinib và chưa xác định được các triệu chứng quá liều Tuy nhiên, trong nghiên cứu lâm sàng pha I, một số ít bệnh nhân đã được điều trị bằng liều lên đến 1000 mg/ngày Đã ghi nhận sự tăng tần suất và mức độ trầm trọng của một số phản ứng ngoại ý, chủ yếu là tiêu chảy và ban đỏ da Các phản ứng ngoại ý do dùng quá liều nên được điều trị triệu chứng; đặc biệt tình trạng tiêu chảy nặng nên được kiểm soát thích hợp

1.2.4.8 Tương tác thuốc [11]

Các nghiên cứu in vitro đã chứng tỏ là gefitinib chuyển hóa chủ yếu qua

CYP3A4 Dùng đồng thời gefitinib với rifampicin (chất được biết là cảm ứng mạnh CYP3A4) trên người tình nguyện khỏe mạnh đã làm giảm 83% diện tích dưới đường cong (AUC) trung bình của gefitinib so với nhóm không dùng rifampicin Khi dùng đồng thời gefitinib với itraconazole (chất ức chế

CYP3A4) đã làm tăng 80% trị số AUC trung bình của gefitinib ở người tình nguyện khỏe mạnh Sự gia tăng này có thể có ý nghĩa về mặt lâm sàng vì đã ghi nhận các phản ứng ngoại ý liên quan đến liều và nồng độ thuốc trong cơ thể

Phối hợp với ranitidine ở liều làm tăng kéo dài độ pH dịch vị ≥ 5 dẫn đến kết quả làm giảm trị số AUC bình quân của gefitinib là 47% ở người tình nguyện khỏe mạnh

1.2.5.Giá thành của thuốc

Theo các quy định của luật sở hữu trí tuệ thì bản quyền bảo hộ thuốc Iressa của Hãng AstraZeneca (AstraZeneca UK Limited) hết hạn vào cuối năm 2014 Trong thời gian gần đây đã thấy xuất hiện một số sản phẩm Generic gefitinib được bán trên thị trường Giá bán lẻ của một số sản phẩm gefitinib được thống kê trong bảng sau:[17]

Bảng 1.3: Giá thuốc Iressa bán trên thị trường thế giới [17]

Sản phẩm Nhà sản xuất Hàm

lượng

Số lượng (viên)

giá (USD)

Tuy nhiên, theo các số liệu này có thể thấy giá bán lẻ của thuốc này trên thị trường vẫn còn rất cao gây ảnh hưởng lớn đến đời sống kinh tế của người bệnh đặc biệt là đối với các bệnh nhân nghèo

Hiện nay, thuốc Iressa (gefitinib) đã được Bộ Y tế cho phép sử dụng để điều trị cho các bệnh nhân ung thư phổi Theo Thông tư số 31/2011/TT-BYT ngày 11/7/2011 của Thứ trưởng Bộ Y tế thuốc Iressa đã được đưa vào danh mục thuốc thiết yếu sử dụng tại các cơ sở khám chữa bệnh và được quỹ bảo hiểm y tế thanh toán 50% chi phí cho loại thuốc này [1]

Tuy nhiên, do giá nhập khẩu của thuốc Iressa là rất cao vào khoảng

1.200.000 VNĐ/viên khiến phần lớn người bệnh khó tiếp cận (theo kết quả

trúng thầu năm 2011 của Bệnh Viện K giá thuốc Iressa 250mg sản phẩm của Astra Zeneca UK Ltd hộp 30 viên SĐK: VN-12853-11 là 1.199.076 VND/viên) Mặc dù vậy, nhu cầu sử dụng thuốc này là khá lớn bởi tính hiệu

quả của nó trong điều trị bệnh ung thư phổi NSCLC Ước tính có đến hàng chục nghìn bệnh nhân cần phải được điều trị bằng thuốc này mỗi năm Nếu mỗi bệnh nhân chỉ dùng 30 viên gefitinib loại 250mg/viên cho một đợt điều trị thì hàng năm nước ta phải nhập khẩu dến 6-700.000 viên thuốc Iressa tương đương với khoảng 840 tỷ đồng

Vậy mà hiện nay trong nước vẫn chưa có đơn vị nào nghiên cứu và sản xuất hoạt chất gefitinib cũng như thuốc Iressa, do đó việc đặt vấn đề nghiên cứu quy trình công nghệ sản xuất gefitinib làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị ung thư phổi để có thể chủ động được nguồn thuốc và ổn định cũng như giảm được giá thành sản phẩm là rất cần thiết và thực tế

1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP TỔNG HỢP GEFITINIB

Do những đóng góp to lớn mà gefitinib mang lại cho y học nói chung

và điều trị ung thư phổi nói riêng nên đã có rất nhiều công trình khoa học về nghiên cứu tổng hợp gefitinib được thực hiện và công bố trên toàn thế giới, nhiều công trình đã được công nhận bảo hộ bản quyền về phát minh sáng chế Sau đây là một số trong số đó:

Năm 1996, Gefitinib được tổng hợp thành công lần đầu tiên bởi Gibson K H và cộng sự [13,14,17] Theo sơ đồ này, gefitinib được tổng hợp theo hai con đường và đều sử dụng hợp chất 4-(3’-chloro-4’-fluoroanilino)-6-hydroxy-7-methoxyquinazolin là chất trung gian và được mở đầu bằng phản ứng đề methyl hóa chọn lọc dẫn xuất của quinazolin là 6,7-dimethoxy- quinazolin-4-on, sử dụng methansulfonic acid và L-thionin để tạo ra dẫn xuất 6-hydroxy Trong giai đoạn này cần sử dụng một lượng lớn methansulfonic acid (tỉ lệ mol chất / methansulfonic acid là 1:11) và L-thionin nên sinh ra nhiều sản phẩm phụ là các đồng phân cần phải làm sạch bằng sắc ký cột Nhóm hydroxy được sử dụng ở bước cuối cùng để ngưng tụ với 3-morpholinopropyl clorua vì vậy trước và sau khi thực hiện các phản ứng trung gian như phản ứng với thionyl clorua tạo dẫn xuất clo và ngưng tụ với cloro-floro anilin thì cần phải bảo vệ nhóm OH bằng phản ứng acetyl hóa và sau đó

là thủy phân Điều này cũng làm giảm hiệu suất của toàn quá trình cũng như tốn kém thêm về hóa chất (anhydrid acetic dùng để acetyl hóa dùng dư 14 lần lượng chất) và thời gian Ở bước cuối cùng ngưng tụ 4-(3’-cloro-4’-floroanilino)-6-hydroxy-7-methoxy quinazolin với dẫn xuất của morpholin cũng sinh ra sản phẩm phụ thế N-alkyl, vì vậy cũng cần tinh chế sản phẩm bằng cột sắc ký để có được gefitinib sạch

NH N

O

Ac2O/Pyridine

NH N

AcO MeO

O

SOCl2/DMF

N N

AcO MeO

Cl

NH2

Cl F

N N

AcO MeO

N

F Cl

NH3/MeOH N

N O

Cl

N N

O

MeO

N

F Cl

N O

HCl

Br

Br

N N

O

MeO

N

F Cl

Br

NH O

Gefitinib

Hình 1.2 Sơ đồ tổng hợp gefitinib của Gibson K H

Do quá trình phản ứng tạo nhiều sản phẩm phụ, phải sử dụng phương pháp sắc ký cột để làm sạch, cũng như mất thêm các bước bảo vệ và thủy phân để giữ được nhóm hydroxy nên cả hai con đường tổng hợp này đều cho hiệu suất không cao và chỉ được sử dụng để sản xuất gefitinib ở lượng nhỏ

Dựa trên phương pháp tổng hợp của Gibson, các nhà khoa học Áo đã đưa ra một số cải tiến như sử dụng phosphoryl clorua và N, N-diethylanilin thay cho thionyl clorua/DMF cùng với một số cải tiến cụ thể trong từng giai đoạn đã nâng cao hiệu suất của toàn quá trình từ 20% lên 33% [27]

Tuy nhiên, cả phương pháp tổng hợp Gibson và cải tiến đều đi từ chất đầu là 6,7-dimethoxy- quinazolin-4-on không có sẵn mà phải tổng hợp từ 2-amino-4,5-dimethoxy benzoic acid dựa theo quy trình tổng hợp của Barker [12] Tóm lại, tổng hợp gefitinib theo con đường này là khá phức tạp và tốn kém, không mang lại hiệu quả về kinh tế nên không phù hợp để sản xuất với lượng lớn

Năm 2003, Gilday và cộng sự đã đưa ra một quy trình tổng hợp mới thích hợp để sản xuất gefitinib với chất lượng và hiệu suất cao [16] Quy trình này cần ít bước trung gian hơn và không yêu cầu phải sử dụng sắc ký cột để tinh chế sản phẩm nên có thể giảm bớt đáng kể thời gian và chi phí trong sản xuất

Gilday đưa ra quy trình tổng hợp gefitinib đi từ nguyên liệu đầu là isovanilin để tổng hợp 3-hydroxy-4-methoxy-benzonitril, sau đó trải qua các bước ngưng tụ với morpholino propyl clorua, nitro hóa, khử hóa với natri dithionit để thu được amin, thủy phân nhóm nitril thành amid; đóng vòng trong sự có mặt của formamid thu được quinazolin, sau đó clo hoá nhóm carbonyl và cuối cùng ngưng tụ với cloro-floro anilin thu được gefitinib Trong phương pháp này nhóm morpholino-propyl được đưa vào trước khi đóng vòng tạo quinazolin nên tránh được việc tạo thành sản phẩm phụ N-(3-cloro-4-florophenyl)-7-methoxy-6-(3-morpholino-propoxy)-N-(3-

morpholinopropoxy)quinazolin-4-amin là sản phẩm thế N-alkyl ở trên đã đề cập Tuy nhiên, quy trình phản ứng vẫn còn dài, gồm nhiều giai đoạn nên kéo dài thời gian phản ứng của cả quy trình

Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp gefitinib của Gilday và cộng sự

Một năm sau, Gilday tiếp tục đăng ký bản quyền sáng chế (WO 2005/023783) [15] Khác với quy trình cũ, ở quy trình cải tiến này 2-amino-4-methoxy-5-(3-morpholinopropoxy)benzonitril phản ứng trực tiếp với N,N’-bis-(3-cloro-4-florophenyl)formamidin (đƣợc tạo ra từ phản ứng của triethyl orthoformat với 3-cloro-4-floroanilin) cùng với xúc tác thích hợp để cho sản phẩm cuối là gefitinib Tác giả cũng đã tách đƣợc sản phẩm trung gian đem phân tích cho công thức là 3-(3’-cloro-4’-florophenyl)-7-methoxy-6-(3-morpholino propoxy)-3,4-dihydroquinazolin-4-imin Vì vậy cơ chế phản ứng

có thể đƣợc giải thích là sự chuyển vị Dimroth hợp chất 4-imin trên trong sự

có mặt của xúc tác thích hợp nhƣ acid formic hay acid 4-toluen sulphonic …

CN

NH2

O

MeO N

O F

F

Cl NH2

O

MeO N

MeO N

O

N N

Tuy vậy cả hai phương án tổng hợp theo Gilday đều không khả thi khi thực hiện ở quy mô lớn do việc sử dụng tác nhân 3-cloro-4-floroanilin (với giá nguyên liệu rất đắt) ở lượng dư lớn đã đẩy giá thành của sản phẩm lên cao, chi phí xử lý chất phế thải cũng bị tăng lên một cách đáng kể và trong phản ứng đồng phân hóa hợp chất 4-imin yêu cầu điều kiện phản ứng phải khan ở nhiệt độ cao trong thời gian dài khoảng 96 giờ

Cũng trong năm 2005, trong bằng sáng chế số WO 2005/070909 Jyothi Prasad Ramanadham cùng cộng sự đã đưa ra quy trình cải tiến tổng hợp gefitinib từ isovanilin [28,29]

O

H

MeO

H O

O

NO2

1 HONH3Cl

2 NaOH O

MeO

N N

O

NO2

OH (CH3CO)2O

O

MeO

CN N

NO2NH2

O

H2/Ni - Raney O

MeO

N O

NH2NH2 O

HCOOH

O

MeO

N O

NH N

O SOCl2/DMF

O

MeO

N O

N N Cl

NH 2

F Cl

O

MeO

N O

N N N

Đầu tiên isovanilin được đem ngưng tụ với morpholinopropyl halogenua cho 4-methoxy-3-(3-morpholin-4-yl-propoxy) benzaldehyd, tiếp theo hợp chất trung gian này được nitro hóa, phản ứng với hydroxylamin, đề hydrat hóa thu được hợp chất cyano, thủy phân hợp chất cyano này rồi đóng vòng cho dẫn xuất của quinazolin-4-on Nhóm chức keton này có thể dễ dàng

bị thế bởi tác nhân clo hóa rồi ngưng tụ với 3-cloro-4-floroanilin cho gefitinib

Mặt hạn chế của quá trình tổng hợp này là việc kéo theo sự tạo thành hai đồng phân hình học của oxim (cis và trans) có hiệu suất thấp, mà hai đồng phân này có khả năng phản ứng khác nhau nên làm ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của giai đoạn nitril Để chuyển oxim thành dạng nitril cần phải dùng lượng dư nhiều anhydrid acetic (ít nhất là gấp 5 lần) và nhiệt độ cao 120-125oC Ở bước khử hóa nhóm nitro tác giả sử dụng phương pháp khử bằng hydro với xúc tác Niken-Raney ở áp suất 20-25 psi Tuy nhiên, xúc tác Ni-Raney có giá thành tương đối đắt và việc thực hiện phản ứng trong điều kiện duy trì áp suất là khá phức tạp nên không phù hợp với điều kiện sản xuất

ở Việt Nam Tuy vậy, hiệu suất của quá trình lại rất cao và ổn định, hiệu suất mỗi giai đoạn đều trên 70% còn có nhiều giai đoạn đạt hiệu suất toàn lượng (tác giả chỉ công bố hiệu suất của 8/9 giai đoạn, tổng hiệu suất của 8/9 giai đoạn đạt 21 %) Chất đầu isovanilin và hóa chất sử dụng trong quy trình đều

là những hóa chất thông dụng và giá thành thấp Các giai đoạn đều được thực hiện trong những điều kiện phản ứng khá êm dịu, thời gian thực hiện mỗi phản ứng ngắn và có ít sản phẩm phụ Vì vậy nếu có thể cải thiện một số hạn chế trên thì việc tổng hợp gefitinib theo quy trình tổng hợp của Jyothi Prasad Ramanadham là rất khả thi

Năm 2006, nhóm các nhà khoa học Ấn Độ Shanti Kumar [33] đã đưa ra hai con đường tổng hợp gefitinib từ isovanilin và đều đi qua hợp chất trung

gian 2-amino-4-methoxy-5-(3-morpholinopropoxy)benzonitril (tương tự phương pháp của Gilday) Từ hợp chất trung gian này cho phản ứng với N,N-dimethylformamid dimethylacetan và 3-cloro-4-floroanilin cho sản phẩm cuối

là gefitinib

CN

NH2

O N

H+

N N MeO

O

N H

F

Cl N

G efitinib

Hình 1.6 Phản ứng tổng hợp gefitinib theo Shanti Kumar

Tuy nhiên hợp chất N,N-dimethylformamid thu được khi phản ứng với N,N-dimethylformamid dimethylacetan không bền nên ở bước cuối ngưng tụ với 3-cloro-4-floroanilin cho các sản phẩm phụ không mong muốn

(N’-2-cyano-4-(3-(4-morpholinyl)propoxy)phenyl)-Năm 2010, nhóm tác giả Dharmaraj Ramachandra Rao [30, 31] đã công

bố một quy trình tổng hợp gefitinib tương đối đơn giản và ổn định Cũng đi từ chất đầu là isovanilin thông qua 7 bước phản ứng các tác giả đã thu được gefitinib với hiệu suất đạt xấp xỉ 27% (tính theo chất đầu) Quá trình phản ứng không cần trải qua bước trung gian tạo oxim cũng như biến đổi oxim thành nitril nên có thể cải thiện được hiệu suất và tiết kiệm hóa chất Việc đưa nhóm 3-morpholynopropyl halogenua vào giai đoạn cuối của quy trình cũng giúp tiết kiệm khoảng một nửa lượng morpholinyl sử dụng so với quy trình

của Jyothi Prasad R [28,29] làm giảm đáng kể chi phí sản xuất (do tác nhân

isovanillin

HNO3 HO

MeO

H O

NO2

Cl Cl

O MeO

H O

NO2Cl

O MeO

OH O

NH2

Cl O

Cl

NH

O O

NH O

Gefitinib

SOCl2/DMF

1 H2O2/NaOH

2 H2/Pd(C)

Hình 1.7 Phản ứng tổng hợp gefitinib theo Dharmaraj Ramachandra Rao

Khi so sánh với các quy trình trước, bên cạnh những ưu điểm như trên

thì quy trình này cũng chưa rút ngắn được các bước thực hiện, vẫn còn dài

Hơn nữa để tiết kiệm lượng morpholinyl sử dụng tác giả đã đưa vào nhóm thế

propyl clorua trước, nhóm thế này lại gây rất nhiều bất lợi trong quá trình

đóng vòng quinazolin do tác nhân formamid lại ngưng tụ với hợp phần propyl

clorua

Cũng vào năm 2010, trong bằng phát minh WO 2010/076810 A2 của

tác giả Aggarwal Ashvin Kumar [9] đã đưa ra quy trình tổng hợp gefitinib đi

từ acid benzoic thế 3,4-dimethoxy (là một nguyên liệu đầu có sẵn với giá

thành rẻ) Quy trình phản ứng tương đối đơn giản, phản ứng ester hóa là phản

ứng thông dụng có hiệu suất cao, quy trình không cần qua bước tạo oxim và

không cần sử dụng các tác nhân methansulfonic acid và L-thionin hay

anhydrid acetic như trong một số quy trình trước Tuy nhiên, gefitinib thu được có độ tinh khiết chưa cao 99,21% ; 0,06% sản phẩm phụ gefitinib thế N-Oxid (theo phân tích HPLC)

COOH MeO

MeO

COOH O

O

COOR

O N

O

O N

O

NH O

O N

O

N Cl

N N MeO

O

N H

F

Cl N

O

Pd(C)/MeOH

NH2 F

Cl

Gefitinib

Hình 1.8 Sơ đồ phản ứng tổng hợp gefitinib theo Aggarwal Ashvin Kumar

Năm 2013, nhóm tác giả Hàn Quốc Lee Sung Uk [20] đã đưa ra một số cải tiến trong quy trình tổng hợp gefitinib Sản phẩm gefitinib thu được theo sáng chế có độ tinh khiết cao trên 99.9% mà không cần sử dụng sắc ký cột để làm sạch chất Các tác giả đã sử dụng nhóm trimethylsilyl để bảo vệ nhóm amin trước khi thực hiện phản ứng ngưng tụ với 3-morpholinopropyl clorua

vì vậy có thể tránh được việc tạo thành sản phẩm phụ florophenyl)-7-methoxy-6-(3-morpholinopropoxy)-N-(3-morpholino

N-(3-cloro-4-propoxy)quinazolin-4-amin như trong sáng chế WO 96/33980 Việc loại bỏ nhóm trimethylsilyl sau khi phản ứng kết thúc cũng hết sức đơn giản, chỉ cần

sử dụng nước để thủy phân nhóm trimethylsilyl và lọc đã có thể thu được

gefitinib ở dạng rắn Sau đó chỉ cần kết tinh lại đã có thể thu gefitinib có độ

tinh khiết cao

O

H

MeO

N N N

F Cl

O H MeO

N N N

F Cl Si

CH3C

H3C

H3(CH3)3SiI/DMF

N

O MeO

N N N

F Cl Si

CH3C

H3C

H3N

2 O

O MeO

N N N

F

Cl N

O

Gefitinib

AcO MeO

N N N

F Cl

LiOH

AcO

MeO

NH N

O

POCl3 AcO

MeO

N N

Cl

NH2F

Cl

Hình 1.9 Sơ đồ phản ứng tổng hợp gefitinib theo Lee Sung Uk

Các tác giả cũng đã làm các phản ứng so sánh để khẳng định sự hiệu

quả khi sử dụng nhóm trimethylsilyl để bảo vệ amin Kết quả phân tích HPLC

cho gefitinib chưa tinh chế cho thấy nếu không sử dụng trimethylsilyl thì sản

phẩm phụ thế N-alkyl chiếm tỉ lệ rất lớn 10-30%, trong khi nếu sử dụng nhóm

trimethylsilyl thì sản phẩm phụ này chỉ chiếm 0,3-0,7% Điều này cho thấy

phương pháp này rất hiệu quả trong việc tổng hợp gefitinib có độ tinh khiết

cao và nâng cao hiệu suất tổng hợp Tuy vậy nhưng phát minh lại không đưa

ra được con đường tổng hợp trọn vẹn vì để có được chất đầu theo quy trình là

6-acetyl-7-methoxy-3,4-dihydro quinazolin-4-on thì phải đi theo quy trình

tổng hợp của Baker (EP 0566226) và Gibson (WO 96/33980) Vì vậy quy

trình nói chung là vẫn dài và còn nhiều hạn chế ở bước tổng hợp chất đầu

Năm 2014, các nhà khoa học Ấn Độ là Neeraj Kumar [24] cũng công

bố quy trình tổng hợp gefitinib và các hợp chất trung gian Phản ứng cũng đi

từ chất đầu là isovanilin, trải qua các bước oxi hóa sử dụng acid sulfamic và NaClO2, ester hóa, benzyl hóa để bảo vệ nhóm hydroxy Sau đó hợp chất trung gian được nitro hóa sử dụng tác nhân acid nitric đặc, khử hóa bằng Fe/acid acetic, đóng vòng quinazolin trong sự có mặt của formamidin acetat, clo hóa sử dụng oxalyl clorua, ngưng tụ với 3-cloro-4-floroanilin sau đó thủy phân nhóm bảo vệ bằng methan sulfonic acid rồi gắn thêm hợp phần morpholonopropyl để được sản phẩm cuối gefitinib

Hình 1.10 Sơ đồ phản ứng tổng hợp gefitinib theo Neeraj Kumar

Nhìn trên sơ đồ phản ứng có thể thấy các bước phản ứng của quy trình này không có nhiều đổi mới so với các quy trình đã công bố Hơn nữa, quy trình phản ứng này rất dài gồm 10 bước phản ứng do phải bảo vệ nhóm hydroxy làm giảm hiệu suất và tốn kém về kinh tế Ngoài việc xây dựng quy trình tổng hợp gefitinib có hiệu suất tốt, ổn định, có thể mở rộng ở điều kiện