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

90 519 0
Nghiên cứu quy trình tổng hợp gefitinib làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị ung thư phổi

Đang tải... (xem toàn văn)

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

Thông tin tài liệu

i i MỤC LỤC Danh mục hình vẽ iv Danh mục bảng v Danh mục chữ viết tắt vi MỞ ĐẦU Chƣơng TỔNG QUAN 1.1 MỘT VÀI NÉT VỀ BỆNH UNG THƢ PHỔI 1.2 TỔNG QUAN VỀ GEFITINIB 1.2.1 Các loại tên công thức thành phẩm 1.2.2 Tính chất vật lí 1.2.3 Tiêu chuẩn dƣợc điển thành phẩm [19] 1.2.4 Tác dụng dƣợc học thành phẩm 10 1.2.5 Giá thành thuốc 20 1.3 CÁC PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP GEFITINIB 22 Chƣơng NGUYÊN VẬT LIỆU, DỤNG CỤ VÀ PHƢƠNG 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.PHƢƠNG PHÁP TỔNG HỢP 35 2.3.CÁC PHƢƠNG PHÁP PHỔ PHÂN TÍCH CẤU TRÚC 35 2.4.CÁC PHƢƠNG PHÁP KIỂM NGHIỆM SẢN PHẨM Error! Bookmark not defined Chƣơng 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] benzaldehyd (II) 38 ii 3.1.2.Nghiên cứu tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4morpholinyl)propoxy] benzaldehyd (III) 41 3.1.3 Nghiên cứu tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-morpholinyl) propoxy]benzaldoxim (IV) 45 3.1.4.Nghiên cứu tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4morpholinyl)propoxy] benzonitril (V) 48 3.1.5 Nghiên cứu tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-morpholinyl) propoxy]benzamid (VI) 51 3.1.6 Nghiên cứu tổng hợp 2-amino-4-methoxy-5-[3(morpholinyl)propoxy] benzamid (VII) 54 3.1.7 Nghiên cứu tổng hợp 7-methoxy-6-(3-morpholinopropoxy) -3,4dihydro-quinazolin-4-on (VIII) 57 3.1.8 Nghiên cứu tổng hợp 4-cloro-6-(3-morpholinopropoxy)-7-methoxyquinazolin (IX) 60 3.1.9 Nghiên cứu tổng hợp 4-(3’-cloro-4’-floroanilino)-7-methoxy-6-(3morpholinopropoxy)-quinazolin (gefitinib-X) 62 3.1.10 Nghiên cứu quy trình kết tinh lại gefitinib 65 3.2.CẢI TIẾN QUY TRÌNH TỔNG HỢP GEFITINIB 67 3.3.KẾT LUẬN VỀ QUY TRÌNH TỔNG HỢP GEFITINIB QUI MÔ PTN 72 3.4 BÀN LUẬN KẾT QUẢ XÂY DỰNG QUI TRÌNH TỔNG HỢP GEFITINIB QUY MÔ PTN 72 3.4.1 Tổng hợp 4-methoxy-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy]benzaldehyd (II) 72 3.4.2 Tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy] benzaldehyd (III) 73 3.4.3 Tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4morpholinyl)propoxy]benzamid (VI) 74 iii 3.4.4 Tổng hợp 2-amino-4-methoxy-5-[3-(morp holinyl)propoxyl]benzamid (VII) 74 3.4.5 Tổng hợp 7-methoxy-6-(3-morpholinopropoxy)-3,4-dihydroquinazolin- 4-on (VIII) 75 3.4.6.Tổng hợp 4-cloro-6-(3-morpholinopropoxy)-7-methoxy-quinazolin (IX) 76 3.4.7.Tổng hợp 4-(3’-cloro-4’-floroanilino)-7-methoxy-6-(3-morpholino propoxy)-quinazolin (Gefitinib – X) 76 3.4.8.Nghiên cứu quy trình kết tinh lại gefitinib 77 3.5.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 iv DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Công thức cấu tạo gefitinib Hình 1.2 Sơ đồ tổng hợp gefitinib Gibson K H 23 Hình 1.3 Sơ đồ tổng hợp gefitinib Gilday cộng 25 Hình 1.4 Sơ đồ tổng hợp gefitinib Gilday cộng 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 đƣợc cải tiến 68 v DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Số liệu thống kê ung thƣ phổi Hoa Kỳ năm Bảng 1.2 Phản ứng ngoại ý theo tần xuất hệ quan 15 Bảng 1.3 Giá thuốc Iressa thị trƣờng giới 20 Bảng 1.4 Kết kết tinh lại gefitinib số dung môi 33 Bảng 3.1 Độ ổn định quy trình tổng hợp morpholinopropyl clorua 39 Bảng 3.2 Độ ổn định quy trình tổng hợp hợp chất II 40 Bảng 3.3 Ảnh hƣởng lƣợng HNO đến hiệu suất phản ứng nitro hóa 43 Bảng 3.4 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng nitro hóa 43 Bảng 3.5 Độ ổn định quy trình nitro hóa 44 Bảng 3.6 Ảnh hƣởng lƣợng hydroxylamin hydroclorua đến hiệu suất phản ứng oxim hóa 46 Bảng 3.7 Độ ổn định quy trình oxim hóa 47 Bảng 3.8 Ảnh hƣởng tác nhân đến hiệu suất phản ứng 49 Bảng 3.9 Ảnh hƣởng lƣợng anhydrid acetic đến hiệu suất tổng hợp V 50 Bảng 3.10 Độ ổn định quy trình tổng hợp V 50 Bảng 3.11 Ảnh hƣởng nồng độ H2O2 đến hiệu suất tổng hợp VI 52 Bảng 3.12 Độ ổn định quy trình phản ứng tổng hợp VI 53 Bảng 3.13 Ảnh hƣởng thể tích H2SO4 đến hiệu suất tổng hợp VII 56 Bảng 3.14 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp VII 56 Bảng 3.15 Ảnh hƣởng lƣợng acid formic đến hiệu suất đóng vòng quinazolin 58 Bảng 3.16 Độ ổn định quy trình phản ứng 59 Bảng 3.17.Ảnh hƣởng lƣợng thionyl clorua đến hiệu suất giai đoạn 63 vi Bảng 3.18 Độ ổn định quy trình phản ứng 64 Bảng 3.19 Ảnh hƣởng dung môi hiệu suất kết tinh lại 66 Bảng 3.20 Độ ổn quy trình kết tinh lại gefitinib metanol 67 Bảng 3.21 Ảnh hƣởng thể tích DMSO đến hiệu suất tổng hợp 69 Bảng 3.22 Ảnh hƣởng nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp 70 Bảng 3.23 Ảnh hƣởng lƣợng NaOH đến hiệu suất phản ứng 71 Bảng 3.24 Độ ổn định quy trình phản ứng 71 Bảng 3.25 Kết kiểm nghiệm sản phẩm theo IP 2010 78 vii MỘT SỐ KÍ HIỆU VIẾT TẮT CTC Common toxicity criteria (Tiêu chuẩn đánh giá độc tính thường gặp) 13 Carbon 13 Nuclear Magnetic Resonace (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Carbon-13) BHYT Bảo hiểm y tế BSC Best supportive care (Chăm sóc nâng đỡ) Proton Nuclear Magnetic Resonace (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) MS Mass Spectroscopy/Spectra (Phổ khối) ESI-MS Electrospray Ionization - Mass Spectrometry (Phổ khối lượng sử dụng phương pháp ion hóa phun mù electron) ILD Bệnh phổi mô kẽ IR Infrared (Hồng ngoại) UV Ultraviolet (tia tử ngoại) 1 DMSO-d6 Dimethyl sulfoxyd đƣợc deuteri hóa HSQC Heteronuclear Spectroscopy - Quantum Coherence (Phổ tương tác gần 13C-1H) Đnc Điểm nóng chảy HMBC Heteronuclear multiple - Bond Correlaiton (Phổ tương tác xa 13C-1H) SKLM Sắc kí lớp mỏng DEPT Distortionless Enhancement by Polarisation Transfer SCLC Small cell lung cancer (ung thƣ phổi tế bào nhỏ) NSCLC Non-small cell lung cancer (ung thƣ phổi tế bào nhỏ) C-NMR H-NMR H-1H COSY H-1H Correlated Spectroscopy (Phổ tương quan 1H-1H) MỞ ĐẦU Khái niệm “bệnh ung thƣ phổi” lần đƣợc biết đến vào năm 1761 năm 1878 chiếm 1% tổng số ca mắc bệnh ung thƣ [22] Tuy nhiên, kể từ đến bệnh không ngừng tăng nhanh số lƣợng ngƣời mắc nhƣ số ca tử vong Hiện nay, ung thƣ phổi trở thành bệnh nguy hiểm, chiếm tỷ lệ tử vong hàng đầu Việt Nam nhƣ giới Chỉ tính riêng ung thƣ phổi chiếm 30% tổng số ngƣời chết ung thƣ Do điều trị ung thƣ phổi vấn đề đƣợc đông đảo ngƣời quan tâm Hiện nay, với phát triển mạnh mẽ khoa học kỹ thuật có nhiều phƣơng pháp điều trị ung thƣ phổi kể đến nhƣ phẫu thuật cắt bỏ thùy phổi hay toàn phổi, phƣơng pháp xạ trị, phƣơng pháp hóa trị toàn thân (các phƣơng pháp truyền thống) Đầu kỉ 21, có phƣơng pháp gọi “phƣơng pháp điều trị theo mục tiêu” hứa hẹn phƣơng pháp điều trị mới, hiệu cho bệnh nhân mắc bệnh ung thƣ phổi [1] Hiện có hai loại thuốc đƣợc sử dụng điều trị theo mục tiêu số gefitinib đƣợc quan FDA Hoa Kỳ cấp phép lƣu hành năm 2003 dƣới dạng thuốc điều trị bệnh ung thƣ phổi tế bào không nhỏ (NSCLC) với tên thuốc Iressa [23] Gefitinib dẫn xuất quinazoline đƣợc tổng hợp lần vào năm 1996 [14] Không giống nhƣ loại thuốc khác đƣợc sử dụng phác đồ hóa trị liệu, gefitinib có khả tác động trực tiếp lên khối u mà không gây ảnh hƣởng lên mô tăng trƣởng khác Nó tác động vào mục tiêu Tyrosine kinase yếu tố di truyền HER-1/EGFR Tyrosine kinase gia tăng phát triển mô biểu bì gia tăng tăng trƣởng tế bào ung thƣ phổi vốn xuất phát từ mô biểu bì Qua ngăn chặn hoạt động Tyrosine kinase, gefitinib ngăn chặn phát triển tế bào ung thƣ, làm giảm đáng kể tác dụng không mong muốn thuốc [1] Tại Việt Nam, theo Thông tƣ số 31/2011/TT-BYT ngày 11/7/2011 Bộ Y tế cho phép sử dụng thuốc Iressa để điều trị ung thƣ phổi [1] Tuy nhiên, thuốc Iressa sử dụng Việt Nam hoàn toàn nhập từ nƣớc Do phải nhập nên giá thành thuốc cao, không ổn định không chủ động đƣợc nguồn thuốc Nhất từ ngày 1/1/2015 theo luật BHYT sửa đổi Thông tƣ số 40/2014/TT-BYT, BHXH chi trả 50% chi phí cho loại thuốc [2] gây nhiều khó khăn cho ngƣời bệnh đặc biệt bệnh nhân nghèo Do vậy, việc nghiên cứu tổng hợp gefitinib để từ bào chế thuốc điều trị ung thƣ phổi Việt Nam việc làm cần thiết, có ý nghĩa khoa học thực tiễn Chính triển khai đề tài: “Nghiên cứu quy trình tổng hợp gefitinib làm nguyên liệu bào chế thuốc điều trị ung thƣ phổi” MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI: - Xây dựng đƣợc quy trình tổng hợp gefitinib quy mô phòng thí nghiệm - Tinh chế sản phẩm gefitinib đạt tiêu chuẩn dƣợc điển Ấn Độ IP2010 68 pot sử dụng hydroxylamin hydroclorid dung môi DMSO nhiệt độ 1000C Sản phẩm trung gian nitril tạo thành đƣợc xử lí dung dịch hydropeoxid 30% dung dịch kiềm Kết tạo thành sản phẩm amid với hiệu suất phản ứng cao từ 67 – 95%, độ tinh khiết sản phẩm đạt 95% Theo tài liệu nhóm tác giả Nemai Sushmita Roy, năm 2012 [25] phản ứng chuyển hóa trực tiếp nhóm aldehyd thành nhóm chức amid, tác giả sử dụng hydroxylamin hydroclorid, môi trƣờng kiềm nhƣ natri acetat, Na2CO3, K2CO3 trietyl amin dung môi toluene, nhiệt độ 110oC với xúc tác muối Cu (II) Phản ứng đạt hiệu suất cao (từ 65 – 98%) Từ hai nghiên cứu tiến hành khảo sát quy trình nhằm tìm điều kiện phản ứng thích hợp cho phản ứng Hình 0.1 Quy trình tổng hợp gefitinib cải tiến Phương trình phản ứng: 69 Quy trình phản ứng: Cho 70 g (0,216 mol) hợp chất 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4- morpholinyl)propoxy] benzaldehyd (III), 28 g (0,403 mol) HONH2.HCl V ml DMSO vào bình cầu lít, cổ, lắp máy khuấy cơ, nhiệt kế sinh hàn hồi lƣu, khuấy nhẹ Nâng nhiệt độ trì phản ứng nhiệt độ khảo sát khoảng Để nguội đến nhiệt độ phòng Sau nhỏ giọt từ từ dung dịch NaOH 5,5 M cho nhiệt độ phản ứng không vƣợt 30oC Sau nhỏ hết dung dịch NaOH, nhỏ từ từ 100 ml dung dịch H2O2 30% cho nhiệt độ không 50 o C Duy trì phản ứng nhiệt độ 40 ÷ 50 oC thêm khoảng Dừng phản ứng để nguội đến nhiệt độ phòng Lọc phễu lọc xốp, rửa 250 ml nƣớc lạnh Sấy khô sản phẩm 75oC thu đƣợc sản phẩm (VI) có màu vàng nhạt, điểm chảy 185,7 ÷ 187,1oC Cân tính toán hiệu suất phản ứng Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố phản ứng đến hiệu suất phản ứng:  Nghiên cứu ảnh hưởng thể tích DMSO đến hiệu suất phản ứng Cho 70 g (0,216 mol) hợp chất III, 28 g (0,403 mol) HONH2.HCl V ml DMSO vào bình cầu lít, cổ, lắp máy khuấy cơ, nhiệt kế sinh hàn hồi lƣu, khuấy nhẹ Phản ứng đƣợc thực 100oC Xử lý sản phẩm sau phản ứng nhƣ thí nghiệm Sấy khô sản phẩm cân Kết đƣợc ghi bảng sau: Bảng 3.21 Ảnh hưởng thể tích DMSO đến hiệu suất tổng hợp Stt Hợp chất VI Thể tích DMSO (g) Điểm chảy (oC) Hiệu suất (%) 500ml 32,2 185,0 ÷ 186,2 44,0 400ml 39,2 186,0 ÷ 187,3 53,5 320ml 52,5 186,1 – 187,0 71,7 280ml 59,5 186,3 – 187,5 81,2 240ml 44,8 186,2 – 187,8 61,2 70 Nhận xét: Từ bảng 3.21 cho thấy thể tích DMSO thích hợp cho phản ứng 280 ml, lúc hiệu suất phản ứng đạt tới 81,2% Ta thấy tăng thể tích DMSO hiệu suất phản ứng giảm sản phẩm sinh tan dung môi nên làm giảm hiệu suất Còn giảm thể tích DMSO chất ban đầu III không tan hết nên hiệu suất chuyển hóa giảm  Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng Cho 70 g (0,216 mol) hợp chất 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4- morpholinyl)propoxy] benzaldehyd, 28 g (0,403 mol) HONH2.HCl 280 ml DMSO vào bình cầu lít, cổ, lắp máy khuấy cơ, nhiệt kế sinh hàn hồi lƣu, khuấy nhẹ Nâng nhiệt độ trì phản ứng toC khoảng Xử lí sản phẩm sau phản ứng nhƣ thí nghiệm Sấy khô sản phẩm cân Kết đƣợc ghi bảng 3.22 Bảng 3.22 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp Điểm chảy (oC) Stt Nhiệt độ (toC) Hợp chất VI (g) 80 ÷ 85 90 ÷ 95 24,5 186,3 ÷ 187,5 33,5 100 ÷ 110 59,5 186,0 – 187,8 81,2 115 ÷ 120 51,8 186,5 – 187,6 70,7 120 ÷ 130 50,4 186,4 – 187,7 68,8 Hiệu suất (%) Nhận xét: Từ bảng kết cho thấy nhiệt độ thích hợp cho phản ứng khoảng 100 ÷ 110oC, lúc hiệu suất phản ứng đạt tới 81,2% Ta thấy tăng nhiệt độ hiệu suất phản ứng giảm sản phẩm bị phân hủy nhiệt độ cao nên làm giảm hiệu suất Còn giảm nhiệt độ chất ban đầu III không tan hết phản ứng tách nƣớc không xảy nên hiệu suất chuyển hóa thấp 71  Nghiên cứu ảnh hưởng lượng NaOH đến hiệu suất phản ứng: Thực phản ứng điều kiện nhƣ thí nghiệm, thay đổi lƣợng NaOH sử dụng trƣớc thêm H2O2 vào phản ứng Sử lý sản phẩm tƣơng tự nhƣ Kết thu đƣợc: Bảng 3.23 Ảnh hưởng lượng NaOH đến hiệu suất phản ứng Điểm chảy (oC) Hiệu suất (%) 36,84 185,6 ÷ 187,0 50,3 420 59,5 186,5 ÷ 187,6 81,2 450 55,37 186,1 – 187,3 75,6 480 51,34 186,2 – 187,7 70,1 STT VNaOH (ml dung dịch NaOH 5,5M) Khối lƣợng VI (g) 380 Nhận xét: lƣợng NaOH sử dụng phù hợp cho phản ứng 420 ml tƣơng ứng với pH khoảng 10 ÷ 11 Nếu pH cao amid bị thủy phân tiếp acid carboxylic pH thấp làm giảm khả phản ứng H2O2  Nghiên cứu độ ổn định quy trình phản ứng Các phản ứng đƣợc thực điều kiện phản ứng nhƣ khảo sát Kết thu đƣợc nhƣ sau: Bảng 3.24 Độ ổn định quy trình phản ứng STT Khối lƣợng VI (g) Điểm chảy (oC) Hiệu suất (%) 57,7 185,3 ÷ 187, 78,7 59,5 186,0 ÷ 187,5 81,2 61,7 185,8 – 187,2 84,3 58,5 186,1 – 187,5 79,8 TB 59,35 81,0 72 Nhận xét: quy trình cải tiến đƣa có độ ổn định tốt hiệu suất tƣơng đối cao, trung bình đạt 81% cao quy trình cũ gần 19,1 % (tổng hiệu suất giai đoạn tổng hợp III ÷ VI quy trình cũ 61,9 % 3.3.KẾT LUẬN VỀ QUY TRÌNH TỔNG HỢP GEFITINIB QUI MÔ PTN Quy trình khảo sát qua giai đoạn tinh chế: Hiệu suất tổng trình đạt đƣợc 15,2 % Quy trình cải tiến qua giai đoạn tinh chế: Hiệu suất tổng trình đạt đƣợc 20,3 % Như vậy, quy trình cải tiến giảm bớt bước thực phản ứng, tiết kiệm nhiều thời gian phản ứng, hiệu suất toàn trình cao quy trình cũ 5,1 %, hóa chất sử dụng đặc biệt sử dụng anhydrid acetic 3.4 BÀN LUẬN KẾT QUẢ XÂY DỰNG QUI TRÌNH TỔNG HỢP GEFITINIB QUY MÔ PTN 3.4.1 Tổng hợp 4-methoxy-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy]benzaldehyd (II) 4-methoxy-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy]benzaldehyd đƣợc tổng hợp phản ứng alkyl hoá theo phƣơng pháp Williamson từ isovanilin với 3morpholinopropyl clorua có mặt base, trƣờng hợp sử dụng K2CO3 Khi đun nóng có mặt base K2CO3 nhóm chức hydroxy isovanilin bị hydro tạo thành anion phenoxid Anion dễ dàng phản ứng với morpholinopropyl clorua (alkyl clorua bậc một) theo chế SN2 Ngoài K2CO3, base vô nhƣ hydroxid, muối carbonat, hydrocarbonat natri kali, base hữu pyridin, triethyl amin… đƣợc sử dụng thay Tác nhân phản ứng 3-morpholinopropyl clorua đƣợc sử dụng dƣ khoảng 1,4 lần để đảm bảo phản ứng chuyển hoá hoàn toàn giảm thời gian phản ứng Chúng dùng sắc ký mỏng để theo dõi kết thúc phản ứng, phản ứng xảy nhanh, khoảng toàn chất đầu isovanilin 73 đƣợc chuyển hoá thành sản phẩm Lọc nóng thu dịch lọc, cất loại dung môi DMF thu đƣợc sản phẩm dạng rắn màu vàng nâu có độ tinh khiết đảm bảo chuyển hoá tiếp mà tinh chế thêm Hiệu suất 94,2% 3.4.2 Tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy] benzaldehyd (III) Thông thƣờng tác nhân nitro hóa thƣờng sử dụng hỗn hợp HNO3/ H2SO4 Tuy nhiên phân tử hợp chất III có nhóm chức aldehyd nhạy cảm với tác nhân có tính oxi hóa nên sử dụng acid nitric loãng để thực phản ứng Phản ứng chạy theo chế electrophil S E đặc trƣng hợp chất thơm với tác nhân electrophil ion nitronium NO2+ Để tăng tốc độ hiệu phản ứng sử dụng lƣợng dƣ acid nitric Do lƣợng acid sử dụng dƣ nhiều mà không thu hồi lại đƣợc nên để tiết kiệm tối đa hóa chất sử dụng phải tiến hành khảo sát phụ thuộc hiệu suất phản ứng với lƣợng acid sử dụng Kết thể tích acid 1000 ml hiệu suất cao nhất, tăng thêm acid hiệu suất không thay đổi Nhiệt độ phản ứng nitro có ảnh hƣởng tới hiệu suất nhiệt độ thấp tốc độ phản ứng chậm, nhiệt độ cao phản ứng sinh nhiều sản phẩm phụ nhƣ nitro vào vị trí không mong muốn nhiều nhóm nitro Thông thƣờng nhiệt độ thích hợp phản ứng nitro hóa đƣợc thực 30 ÷ 60oC nên để tìm nhiệt độ thích hợp cho phản ứng tiến hành thực phản ứng nhiệt độ khác khoảng 3050oC Kết cho thấy phản ứng đạt hiệu suất tốt 40 ÷ 45oC, nhiệt độ cao phản ứng lại sinh sản phẩm phụ dinitro Để tách sản phẩm, pha loãng hỗn hợp phản ứng nƣớc đá trung hoà NaOH đến pH=8 chiết với etyl acetat Làm khô dịch chiết Na2SO4 khan, lọc, cất loại etyl acetat Sản phẩm rắn đƣợc rửa hỗn hợp dung môi n-hexan/ethy acetat tỉ lệ 1/1 3/1 đảm bảo sản phẩm có độ tinh khiết để phản ứng tiếp Hiệu suất 69,3 % 74 3.4.3 Tổng hợp 4-methoxy-6-nitro-3-[3-(4-morpholinyl)propoxy]benzamid (VI) Để tổng hợp đƣợc hợp chất VI từ aldehyd III theo phƣơng pháp cũ phải trải qua giai đoạn oxim hóa, dehydrat hóa thành nitril thủy phân để thu đƣợc amid Mà giai đoạn oxim hóa dehydrat hóa sử dụng anhydrid acetic gặp phải nhiều hạn chế nhƣ trình bày trên, đƣa quy trình cải tiến (quy trình one-pot) để khắc phục hạn chế nêu Quy trình tổng hợp giai đoạn từ benzaldehyd thành benzamid phƣơng pháp chế phản ứng chƣa đƣợc nghiên cứu rõ ràng Tuy nhiên xem phản ứng trải qua hai giai đoạn: giai đoạn thứ hình thành aldoxim hợp chất bị đề hydrat hóa cho nitril, giai đoạn thứ hai giai đoạn thủy phân chọn lọc nitril tác nhân hydro peroxid cho sản phẩm cuối amid Bởi amid hợp chất trung gian phản ứng thủy phân nitril nên để phản ứng dừng lại bƣớc thủy phân thành amid điều kiện phản ứng tƣơng đối khắt khe: nhiệt độ phản ứng phải trì 40 ÷ 50oC với xúc tác H2O2 phải khảo sát lƣợng NaOH sử dụng (tạo môi trƣờng kiềm) nhiệt độ cao môi trƣờng kiềm mạnh amid thủy phân tiếp cho acid benzoic Cuối cần lọc để thu sản phẩm, sấy khô đem đo nhiệt độ nóng chảy (Đnc = 185,7 ÷ 187,1oC) thấy hoàn toàn phù hợp với sản phẩm đƣợc tổng hợp theo quy tình cũ Hiệu suất 81,0 % 3.4.4 Tổng hợp 2-amino-4-methoxy-5-[3-(morp holinyl)propoxyl]benzamid (VII) Phản ứng khử hóa nhóm nitro hợp chất thơm đƣợc tiến hành theo nhiều cách cho hiệu suất tƣơng đối cao Hydro hóa áp suất cao với xác tác kim loại ÷ 10% Pd/C, Pt/C, 5% Rd/Al2O3, Ni-raney… cho hiệu suất cao nhƣng tốn phải sử dụng xúc tác kim loại quý đắt tiền phải thực bình phản ứng chịu áp, phƣơng pháp không thích hợp với có mặt nhóm dễ bị khử hóa khác phân tử nhƣ liên kết đôi 75 C=C, hay nhóm carbonyl Sắt, kẽm, thiếc thiếc clorua tác nhân khử hóa hiệu sử dụng với dung dịch acid HCl H2SO4, phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng có mặt nhóm dễ bị khử hóa khác Tác nhân khử hydrua kim loại đƣợc sử dụng cho phản ứng phản ứng xảy không chọn lọc, tạo nhiều sản phẩm phụ Các tác nhân khử hợp chất chứa lƣu huỳnh nhƣ Na2S, Na2S2, Na2SO3 Quá trình khử hóa tiến hành môi trƣờng kiềm, nên trình khử hóa diễn phức tạp, tạo chuỗi dẫn chất: nitrozo, hydroxylamin, azoxy, hydrazo, amin, azo Qua phân tích kết hợp với số khảo sát thực nghiệm, tìm tác nhân khử hóa tốt trƣờng hợp sử dụng hydro sinh từ phản ứng bột sắt với acid HCl H2SO4 loãng Phản ứng tỏ hiệu trƣờng hợp mà sắc ký mỏng cho vết sản phẩm (vết sản phẩm phát huỳnh quang chiếu ánh sáng tử ngoại) hiệu suất cuối 97% Sau phản ứng kết thúc, sản phẩm đƣợc sử lý đơn giản trung hoà, chiết với etyl acetat, làm khô cất loại dung môi Sản phẩm thu đƣợc có độ tinh khiết đảm bảo chuyển hoá tiếp 3.4.5 Tổng hợp 7-methoxy-6-(3-morpholinopropoxy)-3,4-dihydro- quinazolin- 4-on (VIII) Phản ứng đóng vòng quinazolin-4-on đƣợc thực dễ dàng tác nhân acid formic nhiệt độ 90 ÷ 100 oC Phản ứng chạy theo chế cộng nucleophil nhóm NH2 amin có tính nucleophil cao nhóm carbonyl acid formic tạo thành hợp chất trung gian amid bậc acid formic, sau phản ứng đóng vòng nội phân tử theo chế cộng nucleophil tách nƣớc cho sản phẩm cuối quinazolin-4-on Quá trình phản ứng đƣợc theo dõi sắc ký mỏng với hệ dung môi etyl acetat/metanol = 1/1, sau thời gian khoảng ÷ phản ứng kết thúc Cất loại acid formic dƣ áp suất thấp trung hoà dung dịch amoniac, lọc, rửa kết tủa nƣớc lạnh phễu lọc 76 buchner thu đƣợc sản phẩm Sản phẩm có dạng bột màu trắng nhạt, điểm nóng chảy 244,3 ÷ 245,7 oC Hiệu suất 63,6 % 3.4.6.Tổng hợp 4-cloro-6-(3-morpholinopropoxy)-7-methoxy-quinazolin (IX) Phản ứng chuyển hóa nhóm xeton thành CH-Cl vào vị trí số vòng quinazolin-4-on đƣợc thực cách dễ dàng tác nhân clo hóa thông dụng nhƣ thionyl clorua SOCl2, phospho oxyclorit (POCl3),…trong dung môi không chứa nguyên tử hidro linh động nhƣ methylen clorua, cloroform, toluen, dioxan, không sử dụng dung môi Trong trƣờng hợp cụ thể này, sử dụng thionyl clorua làm tác nhân clo hoá không sử dụng dung môi để tổng hợp IX Tuy nhiên, nhóm carbonyl lactam bậc phân tử quinazolin-4-on bị liên hợp liên kết đôi vòng nên mật độ điện tích giảm, khả phản ứng với thionyl clorua bị giảm Vì vậy, đƣa thêm vào hỗn hợp phản ứng vài ml DMF nhƣ chất xúc tác cho trình phản ứng Đầu tiên, DMF phản ứng với SOCl2 ion cloroiminium, ion tác nhân electrophil phản ứng với quinazolin -4-on Quá trình phản ứng đƣợc kiểm tra sắc ký mỏng, sau khoảng 1-2 phản ứng kết thúc Lƣợng SOCl2 dƣ đƣợc loại bỏ cất quay áp suất thấp rửa lại benzen để loại bỏ hoàn toàn Do phản ứng sinh HCl nên không thu đƣợc sản phẩm IX mà thu đƣợc dạng muối với acid HCl Muối clorua dạng rắn không cần trung hòa mà cần lọc rửa isopropanol lạnh sử dụng cho chuyển hóa 3.4.7.Tổng hợp 4-(3’-cloro-4’-floroanilino)-7-methoxy-6-(3-morpholino propoxy)-quinazolin (Gefitinib – X) Gefitinib đƣợc tổng hợp phản ứng ngƣng tụ IX với 3-cloro-4floroanilin dung môi isopropanol nhiệt độ sôi hồi lƣu Phản ứng chạy theo chế S N2 với công tác nhân nucleophil đôi electron tự nguyên tử nitơ amin vào nguyên tử carbon số clo vòng 77 quinazolin Lƣợng 3-cloro-4-floroanilin đƣợc sử dụng dƣ khoảng lần so với IX để đảm bảo phản ứng ngƣng tụ triệt để, rút ngắn thời gian phản ứng để tránh tiếp IX vào nguyên tử nitơ bậc Với quy trình sau khoảng ÷ phản ứng kết thúc, để nguội lọc, rửa nƣớc cất lạnh thu đƣợc sản phẩm gefitinib dạng muối clorua Toàn muối lại đƣợc hòa tan nƣớc cất ấm 50 ÷ 60 oC kiềm hoá dung dịch NaOH loãng 15% đến pH = ÷ 10, lọc, rửa nƣớc lạnh, sấy khô thu đƣợc sản phẩm gefitinib thô Sản phẩm gefitinib thô đƣợc kết tinh lại dung môi metanol thu đƣợc gefitinib tinh khiết màu trắng điểm chảy 194,5 ÷ 195,3 oC khẳng định cấu trúc phƣơng pháp phổ hồng ngoại, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân kết hợp với kỹ thuật phổ 2D-NMR phổ khối MS Độ tinh khiết sản phẩm đạt 99,82% (HPLC) Hiệu suất 72,2 % 3.4.8.Nghiên cứu quy trình kết tinh lại gefitinib Kết tinh lại gefitinib khâu quan trọng ảnh hƣởng nhiều đến hiệu suất toàn trình bƣớc cuối để đảm bảo độ tinh khiết gefitinib đạt tiêu chuẩn dƣợc điển Để hiệu suất kết tinh lại đạt đƣợc kết tốt nhất, tiến hành kết tinh lại gefitinib thô nhiều dung môi khác để lựa chọn Các dung môi dùng để nghiên cứu acetonitril, isopropanol, metanol, etyl acetat, methyl ethyl keton thấy dung môi phù hợp metanol 99% nhiệt độ thƣờng gefitinib tan metanol 99% nhƣng 60oC lại tan tốt Gefitinib thô có màu vàng nhạt nên trình kết tinh lại sử dụng kết hợp than hoạt tính để tẩy màu Qua thực nghiệm tìm đƣợc điều kiện tối ƣu để kết tinh gefitinib là: tỉ lệ metanol 99% (ml)/gefitinib (g) = 30/1 nhiệt độ sôi hồi lƣu, 2g than hoạt tính/10g sản gefitinib thô, làm lạnh nhiệt độ

Ngày đăng: 01/04/2017, 23:51

Từ khóa liên quan

Mục lục

  • Mục lục

  • Mở đầu

  • Chương 1

  • Chương 2

  • Chương 3

  • Kết luận và kiến nghị

  • Tài liệu tham khảo

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan