Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp mafenid acetat từ n benzylsuccimid quy mô 500 g mẻ

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN VĂN THẮNG Mã sinh viên: 1201563 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP MAFENID ACETAT TỪ N-BENZYLSUCCINIMID QUY MÔ 500 G/MẺ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2017 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN VĂN THẮNG Mã sinh viên: 1201563 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP MAFENID ACETAT TỪ N-BENZYLSUCCINIMID QUY MÔ 500 G/MẺ KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Văn Giang Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2017 LỜI CẢM ƠN Với tất kính trọng lòng biết ơn, trước tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành sâu nhắc đến thầy - Th.S Nguyễn Văn Giang, người tận tình hướng dẫn bảo, truyền thụ lại kiến thức kinh nghiệm quý báu để hoàn thành tốt khóa luận Bên cạnh xin gửi lời cảm ơn tới thầy cô giáo môn Công nghiệp Dược, PGS.TS Nguyễn Đình Luyện - Trưởng môn Công nghiệp Dược, T.S Nguyễn Văn Hải, Th.S Đào Nguyệt Sương Huyền, CN Phan Tiến Thành, Th.S Phạm Thị Hiền - Viện Công nghệ Dược Phẩm Quốc Gia tận tình giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian thực nghiên cứu Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu Nhà trường toàn thể thầy cô giáo Trường Đại học Dược Hà Nội tạo điều kiện tốt cho suốt trình học tập, nghiên cứu trường Tôi xin cảm ơn bạn thực nghiên cứu môn Công nghiệp Dược, đặc biệt bạn trưởng nhóm Nguyễn Gia Anh Tuấn, sinh viên M1K67 – bạn sẵn sàng nhiệt tình giúp đỡ Cuối thiếu nguồn động viên tinh thần to lớn toàn thể gia đình bạn bè suốt thời gian qua để giúp vượt qua khó khăn thăng trầm, giữ vững niềm tin Tôi xin cảm ơn họ Xin chân thành cám ơn! Hà Nội, ngày 15 tháng 05 năm 2017 Sinh viên Nguyễn Văn Thắng MỤC LỤC Trang LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: 1.1 TỔNG QUAN Cấu trúc tính chất .2 1.1.1 Cấu trúc hóa học 1.1.2 Tính chất lý hóa 1.2 Định tính, định lượng 1.3 Tác dụng dược lý định .5 1.3.1 Cơ chế, tác dụng dược lý 1.3.2 Chỉ định 1.3.3 Dạng thuốc, hàm lượng 1.3.4 Liều lượng cách dùng 1.3.5 Một số biệt dược 1.4 Một số phương pháp tổng hợp 1.4.1 Tổng hợp mafenid qua N-benzylacetamid 1.4.2 Tổng hợp mafenid từ p-toluensulfonamid 1.4.3 Tổng hợp mafenid từ phenylacetamid 1.4.4 Tổng hợp mafenid qua trung gian phthalimid 1.4.5 Tổng hợp mafenid từ p-cyanobenzensulfonamid 1.4.6 Tổng hợp từ p-toluensulfonyl clorid 11 1.4.7 Tổng hợp mafenid qua trung gian succinimid 12 1.4.8 Tạo muối mafenid acetat từ mafenid base 13 1.5 Định hướng nghiên cứu .13 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 14 Nguyên vật liệu, thiết bị 14 2.1.1 Nguyên liệu, hóa chất 14 2.1.2 Thiết bị, dụng cụ 15 2.2 Nội dung nghiên cứu 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu 16 2.4 Phương pháp xác định cấu trúc 17 2.5 Kiểm nghiệm 17 CHƯƠNG 3: 3.1 THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 19 Nghiên cứu hoàn thiện quy trình tổng hợp quy mô 200 g/mẻ 19 3.1.1 Tổng hợp 2,5-pyrolidindion (succinimid) 19 3.1.2 Tổng hợp 1-benzyl-pyrolydin-2,5-dion (N-benzylsuccinimid) 20 3.1.3 Tổng hợp 4-(2,5-dioxopyrolidin-1-yl)methylbenzensulfonamid 21 3.1.4 Tổng hợp p-(benzylidenamidomethyl)benzensulfonamid 24 3.1.5 Tổng hợp mafenid acetat 24 3.1.6 Tinh chế mafenid acetat tổng hợp 26 3.2 Triển khai quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô 500 g/mẻ 27 3.2.1 Tổng hợp 2,5-pyrolidindion (succinimid) 27 3.2.2 Tổng hợp 1-benzyl-pyrolydin-2,5-dion (N-benzylsuccinimid) 28 3.2.3 Tổng hợp 4-(2,5-dioxopyrolidin-1-yl)methylbenzensulfonamid 30 3.2.4 Tổng hợp p-(benzylidenamidomethyl)benzensulfonamid 32 3.2.5 Tổng hợp mafenid base 32 3.2.6 Tổng hợp mafenid acetat 33 3.2.7 Tinh chế mafenid acetat tổng hợp quy mô 500 g/mẻ 34 3.3 Kiểm nghiệm mafenid acetat theo tiêu chuẩn USP 38 36 3.4 Khẳng định cấu trúc sản phẩm 37 3.4.1 Phổ hồng ngoại IR 37 3.4.2 Phổ khối MS 37 3.4.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ pronton (1H-NMR) 38 3.4.4 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ carbon (13C-NMR) 38 3.5 Bàn luận 39 3.5.1 Bàn luận trình tổng hợp 39 3.5.2 Bàn luận phổ 47 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR Carbon nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13) H-NMR Proton nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) CTCT Công thức cấu tạo DMF N, N-dimethylformamid DMSO Dimethylsulfoxyd đvC Đơn vị carbon EtOH Ethanol g gam h IPA Isopropanol IR Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) kg kilogam KLPT Khối lượng phân tử m/z Tỷ số khối lượng điện tích ion MeOH Methanol MeONa Natri methylat mg miligam mmol milimol MS Mass spectroscopy (Phổ khối lượng) Rf Retention factor (Hệ số lưu giữ) SKLM Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) T°C Nhiệt độ nóng chảy w/w Khối lượng/khối lượng δ Độ chuyển dịch hóa học DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 1.1 Thành phần nguyên tố mafenid acetat Bảng 1.2 Các dung dịch chuẩn xác định tạp chất mafenid Bảng 2.1 Nguyên liệu, hóa chất nghiên cứu 14 Bảng 2.2 Thiết bị dụng cụ nghiên cứu 15 Bảng 3.1 Khảo sát lượng dung môi sử dụng cho trình clorosulfo hóa 23 Bảng 3.2 Kết độ lặp lại quy trình tổng hợp succinimid quy mô 500 g/mẻ 27 Bảng 3.3 Kết độ lặp lại quy trình tạo chất II quy mô 500 g/mẻ 29 Bảng 3.4 Khảo sát độ lặp lại quy trình tổng hợp chất III quy mô 500 g/mẻ 31 Bảng 3.5 Kết khảo sát độ lặp lại quy trình tạo chất IV quy mô 500 g/mẻ 32 Bảng 3.6 Kết độ lặp lại quy trình tạo mafenid base quy mô 500 g/mẻ 33 Bảng 3.7 Kết độ lặp lại quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô 500 g/mẻ 34 Bảng 3.8 Kết tinh chế mafenid acetat tổng hợp quy mô 500 g/mẻ 34 Bảng 3.9 Kết tổng hợp mafenid acetat từ N-benzylsuccinimid quy mô 500 g/mẻ 34 Bảng 3.10 Kết kiểm nghiệm mafenid acetat 36 Bảng 3.11 Kết phân tích phổ hồng ngoại IR 37 Bảng 3.12 Kết phân tích phổ khối MS 37 Bảng 3.13 Kết phân tích phổ 1H-NMR 38 Bảng 3.14 Kết phân tích phổ 13C-NMR 38 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Trang Sơ đồ 1.1 Tổng hợp mafenid từ N-benzylacetamid Sơ đồ 1.2 Tổng hợp N-benzylacetamid phản ứng Ritter Sơ đồ 1.3 Tổng hợp mafenid từ p-toluensulfonamid Sơ đồ 1.4 Tổng hợp mafenid từ phenylacetamid Sơ đồ 1.5 Tổng hợp mafenid qua trung gian phthalimid Sơ đồ 1.6 Tổng hợp phthalimid từ anhydrid phthalic Sơ đồ 1.7 Tổng hợp mafenid từ p-cyanobenzensulfonamid 10 Sơ đồ 1.8 Tổng hợp p-cyanobenzensulfonamid từ sulfanilamid 10 Sơ đồ 1.9 Tổng hợp mafenid từ p-sulfonamid benzoic 10 Sơ đồ 1.10 Tổng hợp mafenid từ p-iodobenzensulfonyl clorid 11 Sơ đồ 1.11 Sơ đồ tổng hợp mafenid từ p-toluensulfonyl clorid 11 Sơ đồ 1.12 Tổng hợp mafenid qua trung gian succinimid 12 Sơ đồ 1.13 Tạo muối mafenid acetat từ mafenid base 13 Sơ đồ 3.1 Sơ đồ phản ứng tạo succinimid 19 Sơ đồ 3.2 Sơ đồ phản ứng tạo N-benzylsuccinimid 20 Sơ đồ 3.3 Sơ đồ phản ứng tạo 4-(2,5-dioxopyrolidin-1-yl)methylbenzensulfonamid 22 Sơ đồ 3.4 Sơ đồ phản ứng tạo p-(benzylidenamidomethyl)benzensulfonamid 24 Sơ đồ 3.5 Sơ đồ tổng hợp mafenid acetat từ chất IV 25 Sơ đồ 3.6 Sơ đồ phản ứng tạo mafenid base 25 Sơ đồ 3.7 Toàn quy trình tổng hợp mafenid acetat 35 Hình 1: Kết phổ 1H-NMR mafenid acetat Th.S Bùi Văn Quân 49 Hình 2: Kết phổ 1H-NMR đo mafenid acetat 49 Hình 3: Kết phổ 13C-NMR mafenid acetat Th.S Bùi Văn Quân 50 Hình 4: Kết phổ 13C-NMR đo mafenid acetat 50 ĐẶT VẤN ĐỀ Ước tính năm số nạn nhân bỏng trung bình nước ta khoảng 844.000 người tương đương khoảng 1% dân số [6] Khoảng 30,44% trường hợp bỏng nặng, thời kỳ nhiễm trùng, nhiễm độc bỏng khoảng 80,49% [2] Theo kết nghiên cứu nguyên vi khuẩn gây nhiễm khuẩn bỏng mức độ kháng kháng sinh 456 chủng vi khuẩn phân lập Viện Bỏng Quốc gia năm 2014 vi khuẩn hàng đầu gây nhiễm khuẩn vết bỏng P aeruginosa (33,4%), A baumannii (17,4%), S aureus (14,3%) P aeruginosa, A baumannii kháng lại hầu hết kháng sinh thông thường [3] Với tình hình kháng thuốc mafenid acetat thuốc hiệu để phòng ngừa điều trị nhiễm trùng vết bỏng Mafenid có tác dụng tốt trực khuẩn mủ xanh P aeruginosa [14] Ưu điểm mafenid acetat hòa tan tốt nước nhanh chóng thấm sâu vào lớp tế bào bị sừng hóa vết bỏng bị hoại tử Đây ưu điểm lớn so với thuốc chống nhiễm khuẩn khác, đặc biệt ý nghĩa điều trị vết bỏng dày, sâu nặng Bằng phương pháp khuyếch tán thạch, Sulfamylon (mafenid acetat) cho thấy hiệu cao Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa so sánh với povidon iodin, sulfadiazin bạc, gentamicin, nitrofurazon, bạc nitrat, chí hydrogen peroxid [13] Ở Đức mafenid sử dụng rộng rãi chiến thứ II để khử trùng vết thương chiến tranh, sau sử dụng để điều trị bỏng [27] Việt Nam bắt đầu tham gia nghiên cứu năm gần phải nhập nên giá thành cao Vì vậy, để góp phần tự chủ nguyên liệu làm thuốc nói riêng phát triển công nghiệp hóa dược nước nhà nói chung để nhiều bệnh nhân bỏng nặng có hội cứu chữa điều trị, thực đề tài: “Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp mafenid acetat từ N-benzylsuccinimid quy mô 500 g/mẻ” Với mục tiêu: Xây dựng quy trình tổng hợp mafenid acetat từ N-benzylsuccinimid quy mô 500 g/mẻ đạt tiêu chuẩn Dược điển Mỹ 38 (USP 38) Phụ lục 1: Phổ IR chất trung gian sulfonyl clorid Phụ lục 2: Phổ IR mafenid acetat Phụ lục 3: Phổ MS positive N-benzylsuccinimid Phụ lục 4: Phổ MS positive chất trung gian sulfonyl clorid Phụ lục 5: Phổ MS negative chất III Phụ lục 6: Phổ MS negative chất IV Phụ lục 7: Phổ MS negative mafenid acetat Phụ lục 8: Phổ 1H-NMR chất trung gian sulfonyl clorid Phụ lục 9: Phổ 1H-NMR dãn rộng sulfonyl clorid Phụ lục 10: Phổ 13C-NMR chất trung gian sulfonyl clorid Phụ lục 11: Phổ 1H-NMR mafenid acetat Phụ lục 12: Phổ 1H-NMR dãn rộng mafenid acetat Phụ lục 13: Phổ 13C-NMR mafenid acetat Phụ lục 14: Phiếu kiểm nghiệm mafenid acetat ... Việt Nam 2.2 N i dung nghi n cứu Nghi n cứu ho n thi n quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô 200 g/ mẻ Tri n khai tổng hợp mafenid acetat quy mô 500 g/ mẻ Kiểm nghiệm mafenid acetat tổng hợp. .. trung gian succinimid quy mô 100 g/ mẻ Để n ng cấp l n quy mô 500 g/ mẻ trước ti n quy trình quy mô 200 g/ mẻ khảo sát: 3.1 Nghi n cứu ho n thi n quy trình tổng hợp quy mô 200 g/ mẻ Quy trình tổng hợp. .. nh n bỏng n ng có hội cứu chữa điều trị, thực đề tài: Nghi n cứu xây dựng quy trình tổng hợp mafenid acetat từ N- benzylsuccinimid quy mô 500 g/ mẻ Với mục tiêu: Xây dựng quy trình tổng hợp mafenid