ĐẶT VẤN ĐỀ Bỏng là những tổn thương mô tế bào do nhiệt, hóa chất và các loại bức xạ. Tổn thương bỏng thường ở da, nhưng cũng có trường hợp bỏng sâu tới các lớp dưới da như gân, cơ, xương khớp và các tạng [9]. Bỏng luôn là tai nạn song hành cùng sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người, nó để lại những thương tật nặng nề và là nguyên nhân gây tử vong đáng lo ngại. Hàng năm, trên thế giới có khoảng 300.000 người chết do tai nạn bỏng. Khoảng 90% số ca bỏng đều ở các nước đang phát triển [105], trong đó gần 60% các ca bỏng nặng tập trung ở các nước Đông Nam Á [52]. Số lượng các ca bỏng nặng tăng từ 280.000 người (năm 1990) đến 338.000 (năm 2010) [79]. Tại Việt Nam theo điều tra dịch tễ học từ năm 2005-2009, hàng năm trung bình có khoảng 1% dân số bị bỏng so với số dân cả nước. Viện bỏng Quốc gia mỗi năm tiếp nhận và điều trị khoảng 2500 bệnh nhân bỏng từ nặng đến rất nặng [5]. Tuy có nhiều bước đột phá trong việc chăm sóc và điều trị, nhưng tỉ lệ tử vong do bỏng vẫn cao. Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tử vong là do nhiễm trùng bỏng [10]. Do vậy, công tác dự phòng và điều trị nhiễm khuẩn chiếm vị trí quan trọng trong thành công của điều trị bỏng, đặc biệt là các trường hợp bỏng nặng. Mafenid acetat là một thuốc kháng khuẩn nhóm sulfonamid. Khác với cấu trúc các sulfamid khác, cấu trúc của mafenid có chứa nhóm methylen giữa vòng benzen và nhóm amin. Mafenid acetat chủ yếu được dùng trong các trường hợp nhiễm trùng ở những bệnh nhân bỏng độ 2 và độ 3 [51], [119]. Mafenid acetat là một chất kháng khuẩn phổ rộng, có tác dụng trên cả vi khuẩn Gram (+) và Gram (-) như: Clostradia, Acinetobacter baumannii…đặc biệt có tác dụng trên trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa [54], [125]. Mafenid acetat không có tác dụng trên vi nấm và virus. Ngoài ra, mafenid acetat còn có khả năng ngấm sâu vào dưới tổ chức hoại tử và viêm nhiễm [69], [81], [117], vì vậy rất phù hợp cho điều trị nhiễm khuẩn tại chỗ. Hiện nay, mafenid acetat là một trong những thuốc hàng đầu điều trị nhiễm khuẩn do trực khuẩn mủ xanh và các loài vi khuẩn đa kháng thuốc tại các trung tâm bỏng và chấn thương. Tuy nhiên, giá chi trả để điều trị bỏng với mafenid acetat vẫn còn đắt (khoảng 1811 đô la Mỹ/bệnh nhân) [10], [56]. Tại Việt Nam chưa có thuốc này, do vậy việc nghiên cứu tổng hợp mafenid acetat và bào chế thành phẩm cung cấp thị trường trong nước là rất thiết thực. Với vai trò to lớn của mafenid acetat trong việc điều trị bỏng, luận án “Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp và tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn dược dụng” vừa mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Luận án được thực hiện với mục tiêu: 1. Thiết kế được một số phương pháp mới định hướng ứng dụng trong tổng hợp mafenid acetat. 2. Xây dựng được quy trình tổng hợp và tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 ở quy mô 1000 g/mẻ. Để đạt được mục tiêu trên, luận án được tiến hành với những nội dung chính sau: 1. Tổng quan được các phương pháp tổng hợp mafenid acetat đã được công bố, so sánh những ưu nhược điểm của từng phương pháp. 2. Tổng quan một số quá trình tạo nhóm sulfonyl clorid (để tạo nhóm sulfonamid) và quá trình tạo nhóm amin bậc 1. Qua đó có cái nhìn tổng quan về quá trình tạo nhóm sulfonamid và nhóm amin bậc 1 trên phân tử mafenid. 3. Đề xuất các phương pháp mới để tổng hợp được phân tử mafenid acetat. 4. Tổng hợp mafenid acetat từ các nguồn nguyên liệu khác nhau ở quy mô phòng thí nghiệm. Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng nhằm nâng cao hiệu suất và có thể nâng cấp ở quy mô lớn hơn. 5. Phân tích, lựa chọn được phương pháp tổng hợp mafenid acetat để nâng cấp được quy trình tổng hợp ở quy mô 1000 g/mẻ. 6. Lựa chọn được phương pháp thích hợp để tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38. 7. Kiểm nghiệm mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 ở quy mô 1000 g/mẻ. 8. Đánh giá độ ổn định của nguyên liệu mafenid acetat tổng hợp được.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN VĂN GIANG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP VÀ TINH CHẾ MAFENID ACETAT ĐẠT TIÊU CHUẨN DƯỢC DỤNG Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm bào chế thuốc Mã số: 9720202 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2018 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Bỏng tổn thương mô tế bào nhiệt, hóa chất loại xạ Tổn thương bỏng thường da, có trường hợp bỏng sâu tới lớp da gân, cơ, xương khớp tạng Bỏng tai nạn song hành tồn phát triển xã hội lồi người, để lại thương tật nặng nề nguyên nhân gây tử vong đáng lo ngại Hàng năm, giới có khoảng 300.000 người chết tai nạn bỏng Khoảng 90% số ca bỏng nước phát triển, gần 60% ca bỏng nặng tập trung nước Đông Nam Á Số lượng ca bỏng nặng tăng từ 280.000 người (năm 1990) đến 338.000 (năm 2010) Tại Việt Nam theo điều tra dịch tễ học từ năm 2005-2009, hàng năm trung bình có khoảng 1% dân số bị bỏng so với số dân nước Viện bỏng Quốc gia năm tiếp nhận điều trị khoảng 2500 bệnh nhân bỏng từ nặng đến nặng Tuy có nhiều bước đột phá việc chăm sóc điều trị, tỉ lệ tử vong bỏng cao Một nguyên nhân dẫn đến tử vong nhiễm trùng bỏng Do vậy, công tác dự phòng điều trị nhiễm khuẩn chiếm vị trí quan trọng thành công điều trị bỏng, đặc biệt trường hợp bỏng nặng Mafenid acetat thuốc kháng khuẩn nhóm sulfonamid Khác với cấu trúc sulfamid khác, cấu trúc mafenid có chứa nhóm methylen vòng benzen nhóm amin Mafenid acetat chủ yếu dùng trường hợp nhiễm trùng bệnh nhân bỏng độ độ Mafenid acetat chất kháng khuẩn phổ rộng, có tác dụng vi khuẩn Gram (+) Gram (-) như: Clostradia, Acinetobacter baumannii…đặc biệt có tác dụng trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa Mafenid acetat khơng có tác dụng vi nấm virus Ngoài ra, mafenid acetat có khả ngấm sâu vào tổ chức hoại tử viêm nhiễm, phù hợp cho điều trị nhiễm khuẩn chỗ Hiện nay, mafenid acetat thuốc hàng đầu điều trị nhiễm khuẩn trực khuẩn mủ xanh loài vi khuẩn đa kháng thuốc trung tâm bỏng chấn thương Tuy nhiên, giá chi trả để điều trị bỏng với mafenid acetat đắt (khoảng 1811 la Mỹ/bệnh nhân) Tại Việt Nam chưa có thuốc này, việc nghiên cứu tổng hợp mafenid acetat bào chế thành phẩm cung cấp thị trường nước thiết thực Mục tiêu luận án - Thiết kế số phương pháp định hướng ứng dụng tổng hợp mafenid acetat - Xây dựng quy trình tổng hợp tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 quy mô 1000 g/mẻ Nội dung luận án Để thực mục tiêu đề ra, luận án gồm nội dung sau: Tổng quan phương pháp tổng hợp mafenid acetat công bố, so sánh ưu nhược điểm phương pháp Tổng quan số q trình tạo nhóm sulfonyl clorid (để tạo nhóm sulfonamid) q trình tạo nhóm amin bậc Qua có nhìn tổng quan q trình tạo nhóm sulfonamid nhóm amin bậc phân tử mafenid Đề xuất phương pháp để tổng hợp phân tử mafenid acetat Tổng hợp mafenid acetat từ nguồn nguyên liệu khác quy mơ phòng thí nghiệm Tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng nhằm nâng cao hiệu suất nâng cấp quy mơ lớn Phân tích, lựa chọn phương pháp tổng hợp mafenid acetat để nâng cấp quy trình tổng hợp quy mô 1000 g/mẻ Lựa chọn phương pháp thích hợp để tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 Kiểm nghiệm mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 quy mô 1000 g/mẻ Đánh giá độ ổn định nguyên liệu mafenid acetat tổng hợp Những đóng góp luận án - Đã thiết kế phương pháp để tổng hợp mafenid acetat quy mơ phòng thí nghiệm qua trung gian: + N-Benzylsuccinimid + N1,N4-Dibenzylsuccinamid N1,N2-dibenzylphthalamid + Alcol p-(hydroxymethyl)benzensulfonamid sử dụng phản ứng Ritter - Đã xây đựng quy trình tổng hợp tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 quy mô 1000 g/mẻ phương pháp qua trung gian N-benzylsuccinimid với hiệu suất 51,0% (tính từ N-benzylsuccinimid) Trong đó, lần cơng bố quy trình tinh chế mafenid acetat đạt USP 38 sử dụng dung môi EtOH 95% quy mô 1000 g/mẻ - Đã tổng hợp mafenid acetat đạt độ ổn định có tuổi thọ dự đốn 46,5 tháng - Cải tiến nâng cao hiệu suất phản ứng clorosulfo hóa, sulfoamid hóa Nbenzylacetamid tạo N-(p-sulfamoylbenzyl)acetamid với hiệu suất 50% - Lần cơng bố q trình tạo mafenid acetat từ N-(psulfamoylbenzyl)acetamid với hiệu suất cải tiến đạt 88,6% Cấu trúc luận án Luận án gồm 159 trang, 69 bảng, 17 hình 26 sơ đồ Bố cục gồm phần: Đặt vấn đề (2 trang); Tổng quan (28 trang); Nguyên liệu, thiết bị phương pháp nghiên cứu (8 trang); Thực nghiệm Kết (98 trang); bàn luận (22 trang); Kết luận đề xuất (1 trang); Danh mục cơng trình cơng bố liên quan đến luận án (1 trang) Luận án có 151 tài liệu tham khảo (12 trang) 76 phụ lục Chương TỔNG QUAN Phần tổng quan trình bày nội dung: Tổng quan tính chất lý hóa mafenid acetat: - CTCT: - Tên khoa học: 4-(aminomethyl)benzensulfonamid monoacetat - CTPT: C7H10N2O2S.C2H4O2 - Thành phần nguyên tố: C 43,89%, H 5,68%, N 11,37%, O 25,98%, S 13,02% - Khối lượng phân tử: 246,29 đvC - Tính chất: Bột kết tinh trắng, tan tốt nước methanol - Tiêu chuẩn kiểm nghiệm nguyên liệu mafenid acetat theo USP 38 + Cảm quan: Bột kết tinh trắng vàng + Phổ hồng ngoại: trùng với phổ chuẩn phổ chất chuẩn + t°nc: 162-171℃ (khoảng bắt đầu kết thúc chảy không vượt 4°C) + Dung dịch 10% nước có pH=6,4-6,8 + Tro lại sau nung: không 0,2% + Hàm ẩm: không 1% (phương pháp Karl Fischer) + Hàm lượng: 98,0-102,0% tính theo hoạt chất khan (phương pháp đo quang) + Giới hạn tạp chất: selen (không 30 ppm), kim loại nặng (không 20 ppm), 4-formylbenzensulfonamid tạp hữu khác (khơng q 1% -phương pháp sắc kí lớp mỏng) - Phổ hấp thụ tử ngoại UV dung dịch mafenid acetat nước methanol với nồng độ mg/ml với đỉnh hấp thụ cực đại với bước sóng từ 220-267 nm, điều chứng minh tồn vòng thơm Tác dụng dược lý: Dược động học: Mafenid acetat khuếch tán vào máu phần nhỏ sau bôi Khoảng sau bôi dung dịch 5%, liều dùng phân bố đến mô khoảng 80% Nồng độ đỉnh đạt sau khoảng đến Sau hấp thu, chuyển thành p-carboxybenzensulfonamid chất chuyển hóa khơng có hoạt tính ức chế enzym carbonic anhydrase yếu Trong khoảng 24 giờ, 97% mafenid acetat đào thải qua thận Do mafenid chất chuyển hóa ức chế enzym carbonic anhydrase, nên làm tăng đào thải bicarbonat tăng lưu giữ ion clorid máu, gây toan chuyển hóa, thiếu hụt amoniac nước tiểu, dẫn đến tượng tăng thơng khí Cơ chế: Các thuốc nhóm sulfonamid ức chế cạnh tranh enzym dihydropteroat synthetase – enzym tham gia tổng hợp folat vi khuẩn nên ức chế nhân lên vi khuẩn Nhưng không giống với sulfonamid khác, mafenid không cạnh tranh với acid p-aminobenzoic Hoạt động liên quan tới cạnh tranh với chất chuyển hóa khác theo chế hoàn toàn khác Harrison cộng rằng, mafenid acetat ức chế tổng hợp protein vi khuẩn xảy nồng độ thuốc điều trị bỏng Tác dụng: chủ yếu tác dụng kìm khuẩn, có phổ rộng tác dụng nhiều vi khuẩn Gram (+) Gram (-) kể Pseudomonas aeruginosa số chủng vi khuẩn kỵ khí, khơng có hoạt tính chống nấm virus Chỉ định: Điều trị ngăn ngừa nhiễm khuẩn bệnh nhân bị bỏng độ 2, độ Tác dụng phụ: Tác dụng phụ thường gặp: đau cảm giác bỏng nơi bôi thuốc Chống định: Chống định cho trường hợp nhạy cảm với mafenid acetat với thành phần khác Quá liều: Liều gây chết trung bình (LD50) mafenid acetat tiêm tĩnh mạch chuột nhắt 1580 mg/kg, với chuột cống 2040 mg/kg Tổng quan phương pháp tổng hợp mafenid: Mafenid tổng hợp từ nguồn nguyên liệu khác nhau: Nbenzylacetamid, N-benzylurethan, N-(4-methylbenzyliden)benzylamin, phenylnitromethan, 4-(bromomethyl)benzensulfonamid, N-(4- aminobenzensulfonyl)acetamid, sulfanilamid , phenylacetamid, oxi hóa ptoluensulfonamid , N-benzylphthalimid, N-benzylformamid tổng quan phương pháp tạo muối mafenid acetat từ mafenid base qua trung gian imin Tổng quan số q trình tạo nhóm sulfonyl clorid (-SO2Cl): Q trình tạo nhóm sulfonyl clorid tác nhân ClSO3H, hỗn hợp khí Cl2, SO2, sulfuryl clorid (SO2Cl2), acid sulfonic dẫn chất, phản ứng oxy hóa, muối diazoni Tổng quan số q trình tạo nhóm amin bậc (-NH2): Q trình tạo nhóm amin bậc q trình khử hóa oxim, khử hóa amid, khử hóa azid, amin hóa khử (alkyl hóa khử), alkyl hóa khử amin (phản ứng Leuckart), khử hóa nitril, thủy phân amid, thủy phân dẫn chất Nalkylphthalimid (Gabriel), N-alkyl hóa dẫn chất alkyl halogenid với amoniac, phản ứng hexamin dẫn chất alkyl halogenid (phản ứng Delépine), thoái phân Hofmann, thoái phân acyl azid (chuyển vị Curtius), thoái phân acid hydroxamic (chuyển vị Lossen), phản ứng acid hydrazoic hợp chất carbonyl (chuyển vị Schmidt), hủy phân isocyanat, isothiocyanat, urethan ure Đề xuất số phương pháp tổng hợp mafenid acetat: + Từ alcol p-(hydroxymethyl)benzensulfonamid phản ứng Ritter + Từ diamid phản ứng clorosulfo hóa, sulfoamid hóa thủy phân + Từ N-benzylsuccinimid Chương NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu 2.1.1 Nguyên liệu Các nguyên liệu, hóa chất loại đạt tiêu chuẩn DĐVN, BP, USP tinh khiết phân tích Các dung mơi sử dụng cho phân tích đạt tiêu chuẩn dùng cho HPLC, LC-MS Chất chuẩn mafenid acetat USP hàm lượng 99,4% 2.1.2 Thiết bị Sử dụng thiết bị tổng hợp phân tích Trường Đại học Dược Hà Nội, Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung Ương, Viện Công nghệ dược phẩm quốc gia, Phòng thí nghiệm Hóa dược, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội Viện Hóa học – Viện Hàn lâm khoa học Công nghệ Việt Nam 2.1.3 Phương pháp nghiên cứu - Sử dụng phản ứng tổng hợp hóa dược: acyl hóa; alkyl hóa, khử hóa, diazo hóa, nitro hóa, phản ứng thủy phân; phản ứng clorosulfo hóa sulfoamid hóa; phản ứng ngưng tụ đóng vòng, phản ứng acid base - Sử dụng kỹ thuật kết tinh, tảy màu, lọc, chiết… để tinh chế sản phẩm - Phương pháp đo nhiệt độ nóng chảy - Phương pháp sắc kí lớp mỏng (SKLM) với hệ dung mơi khai triển thích hợp - Phương pháp sắc kí lỏng hiệu cao HPLC - Chứng minh cấu trúc phương pháp phân tích phổ: Phổ hồng ngoại IR, phổ khối lượng MS, phổ cộng hưởng từ proton carbon (1HNMR, 13C-NMR) - Sản phẩm mafenid acetat đánh giá chất lượng theo USP 38 - Đánh giá độ ổn định mafenid acetat điều kiện: + Điều kiện lão hoá cấp tốc: Nhiệt độ: 40 ± 2°C, độ ẩm tương đối: 75 ± 5%, tần suất lấy mẫu: tháng, tháng, tháng, tháng, tháng + Điều kiện thực: Nhiệt độ: 30 ± 2°C, độ ẩm tương đối: 75 ± 5%, tần suất lấy mẫu: tháng/lần/năm thứ nhất, tháng/lần/năm thứ hai Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Nghiên cứu tổng hợp mafenid acetat quy mơ phòng thí nghiệm 3.1.1 Sử dụng phản ứng Ritter -Tổng hợp N-benzylacetamid (II) từ alcol benzylic sử dụng phản ứng Ritter với hiệu suất 76,1%, t°nc 55-57℃, Rf 0,50 (EtOAc: n-hexan = 7:3) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3278 (N-Hamid); 3086 (C-Hthơm); 2927 (C-Hno); 1633 (C=Oamid); 1548 (C=Cthơm) ESI-MS (MeOH), m/z: 149,95 ([M+H]+), 171,91 [M+Na]+ (CTPT C9H11NO, M=149,19) 1H-NMR (500 MHz, CD3OD), δ (ppm): 2,00 (3H, s, H-2); 4,86 (2H, s, H-1’); 7,25-7,34 (5H, m, Hthơm) 13C-NMR (125 MHz, CD3OD), δ (ppm): 22,52 (C-2); 44,21 (C-1’); 128,20 (C-4’’); 128,58 (C-2’’, C-6’’); 129,52 (C-3’’, C-5’’); 139,93 (C1’’); 173,07 (C-1) -Tổng hợp N-(p-sulfamoylbenzyl)acetamid (III) từ N-benzylacetamid (II) sử dụng tác nhân ClSO3H với hiệu suất 38,6% Tổng hợp sulfonamid III từ amin IIIa với hiệu suất 26,5% Tổng hợp sulfonamid III từ alcol IIIb với hiệu suất 76,6%, t°nc 167-169℃, Rf 0,75 (n-butanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5) IR (KBr), ͞νmax (cm-1): 3280 (N-Hsulfonamid); 3091 (C-Hthơm); 2989 (C-Hno); 1631 (C=Oamid); 1327 1149 (O=S=O); ESI-MS (MeOH), m/z: 226,849 [M-H]-, (CTPT C9H12N2O3S, M=228,27; 1H-NMR (500 MHz, CD3OD), δ (ppm): 2,00 (3H, s, H-3’); 4,42 (2H, d, J = 6,0 Hz, H-1’); 7,44 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3, H-5); 7,85 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-2, H-6); 13CNMR (125 MHz, CD3OD), δ (ppm): 22,50 (C-3’); 43,64 (C-1’); 127,36 (C3, C-5); 128,89 (C-2, C-6); 143,79 (C-4); 144,72 (C-1); 173,32 (C-2’) - Tổng hợp N-(p-nitrobenzyl)acetamid (IIa) từ N-benzylacetamid (II): Hiệu suất 32,3%, t°nc 129-131℃, Rf = 0,67 (EtOAc: n-hexan = 7:3) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3273 (N-Hamid); 3074 (C-Hthơm); 2924 2839 (C-Hno); 1647 (C=Oamid); 1566 (C=Cthơm); 1514 1347 (-NO2); ESI-MS (MeOH), m/z: 193,0 ([M-H]-); 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 1,90 (3H, s, H-2); 4,37 (2H, d, J=6,0 Hz, CH2); 7,50 (2H, d, J=9,0 Hz, H-2’, H-6’); 8,18 (2H, d, J=9,0 Hz, H-3’, H-5’); 8,51 (1H, s, NHamid) -Tổng hợp N-(p-aminobenzyl)acetamid (IIIa): Hiệu suất 91,7%, t°nc 8185℃, Rf = 0,29 (EtOAc: n-hexan = 7:3) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3642 (NH2); 3327 (N-Hamid); 2919 (C-Hno); 1630 (C=Oamid); 1554 (C=C thơm); ESI-MS (MeOH), m/z: 186,9 ([M+Na]+); 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 1,82 (3H, s, H-2); 4,05 (2H, d, J=6,0 Hz, CH2); 5,05 (2H, brs, NH2); 6,51 (2H, d, J=8,0 Hz, H-3’, H-5’); 6,91 (2H, d, J=8,0 Hz, H-2’, H-6’); 8,10 (1H, s, NHamid) -Tổng hợp p-(hydroxymethyl)benzensulfonamid (IIIb) từ acid psulfamoylbenzoic (IIb) sử dụng tác nhân NaBH4 với hiệu suất 54,5%, t°nc 125-128°C, Rf 0,9 (n-butanol: acid acetic: nước – 9,0:2,0:2,5 ) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3462 (-OH); 3356 3243 (-NH2); 3074 (C-Hthơm); 2918 (C-Hno); 1312 1155 (SO2); 1043 (C-Oalcol); ESI-MS (MeOH), m/z: 185,9 [M-H]-; 1H-NMR (500 MHz, CD3OD), δ (ppm): 4,71 (2H, s, CH2); 7,53 (2H, d, J=8,5 Hz, H-3, H-5); 7,89 (2H, d, J=8,5 Hz, H-2, H-6); 13C-NMR (125 MHz, CD3OD), δ (ppm): 62,91 (CH2); 125,81 (C-3, C-5); 126,56 (C2, C-6); 142,38 (C-4); 146,20 (C-1) -Tổng hợp mafenid base từ sulfonamid III: thủy phân HCl với hiệu suất 59,7%; thủy phân NaOH với hiệu suất 57,7% Tổng hợp mafenid base từ imin IV với hiệu suất 84,7%, t°nc 149-151℃, Rf 0,27 (n-butanol: acid acetic: nước – 9,0:2,0:2,5) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3373 3307 (NH2); 3068 (C-Hthơm); 2895 2862 (C-Hno); 1598, 1575 1454 (C=Cthơm); 1323 1149 (O=S=O); ESI-MS (MeOH), m/z: 184,851 [M-H](CTPT: C7H10N2O2S, M = 186,23 đvC); 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 3,79 (2H, s, H-1’); 7,51 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3, H-5); 7,76 (2H, dd, J= 8,0 Hz, H-2, H-6); 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 45,55 (C-1’); 125,95 (C-3, C-5); 127,82 (C-2, C-6); 142,55 (C-1); 148,57 (C-4) -Tổng hợp N-benzyliden-p-aminomethylbenzensulfonamid (IV) từ sulfonamid III với hiệu suất 95,0%, t°nc 152-154℃, Rf 0,61 (EtOAc:nhexan 7:3) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3290 (-NH2); 3001 (C-Hthơm); 2900 (CH); 1639 (C=N); 1597 1575 (C=Cthơm); 1328 1149 (O=S=O).ESI-MS (MeOH), m/z: 272,829 [M-H]- 1H-NMR (500MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 4,85 (2H, s, H-1’); 7,45-7,49 (3H, m, H-4’, H-6’, H-8’); 7,53 (2H, d, J=8,5 Hz, H-3, H-5); 7,80 (3H, m, 2H, H-5’, H-7’); 7,81 (2H, d, J=8,5 Hz, H-2, H-6); 8,55 (s, 1H, H-2’) 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 63,14 (C-1’), 125,76 (C-2, C-6), 128,02 (C-5’, C-7’), 128,15 (C-4’, C-8’), 128,70 (C-3, C-5), 130,89 (C-6’), 142,63 (C-4), 143,73 (C-1), 162,55 (C-2’) -Tổng hợp mafenid acteat (V) từ imin IV với hiệu suất 87,2%, từ mafenid base với hiệu suất 95,5%, t°nc 164-166℃, Rf 0,27 (n-butanol: acid acetic: nước – 9,0:2,0:2,5) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3307 3174 (NH2); 3070 (CHthơm); 2949 (C-Hno); 2083 (N+-Hmuối amin bậc 1); 1600 1409 (C=Oacetat); 1517 (C=Cthơm); 1317 1143 (SO2) ESI-MS (MeOH), m/z: 184,869 ([M- 11 - Clorosulfo hoá sulfoamid hoá N-benzylphthalimid tạo VII: hiệu suất 39,5%, t°nc 221,5-223℃, Rf 0,86 (n-butanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5) IR (KBr), ͞νmax (cm-1): 3558 3257 (NH2); 3062 (C-Hthơm); 2929 (C-Hno); 1768 1705 (C=Oimid); 1602 1543 (C=Cthơm); 1313 1155 (O=S=O) ESI-MS (MeOH), m/z: 338,99 ([M+Na]+) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,07 (2H, s, SO2NH2); 4,84 (2H, s, H-1’); 7,48 (2H, d, J= 8,5 Hz, H-3’, H-7’); 7,77 (2H, d, J = 8,5 Hz, H-4’, H-6’); 7,85 7,91 (4H, m, H-3, H-4, H-5, H-6) -Tổng hợp sulfonamid VIII: hiệu suất 84,5%, t°nc 214-218°C, Rf 0,76 (nbutanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3527 3309 (-OH, -NH-); 3056 (C-Hthơm); 2921 2850 (C-Hno); 1706 (C=Oacid); 1648 (C=Oamid); 1538 (C=Cthơm); 1318 1159 (O=S=O); 1085 (C-O) ESIMS (MeOH), m/z: 333,0 ([M-H]-) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,49 (2H, d, J = 6,0 Hz, H-1’); 7,33 (2H, s, SO2NH2); 7,51-7,57 (5H, m, H-3, H-4, H-5, H-3’, H-7’); 7,75-7,78 (3H, m, H-4’, H-6’, H-6); 7,91 (1H, brs, NH); 9,10 (1H, brs, OH) - Tạo mafenid hydroclorid từ sulfonamid VIII: hiệu suất 83,3%, t°nc 254256℃, Rf 0,27 (n-butanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3369 (NH2); 3192 (NH3+); 3056 (C-Hthơm); 2930 2880 (C-Hno); 1938 (δ NH3+); 1557 (C=Cthơm); 1314 1156 (O=S=O) ESI-MS (MeOH), m/z: 185,0 [M-HCl-H]- 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,10 (2H, s, H-1’); 7,44 (2H, s, SO2NH2); 7,67 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3, H-5); 7,85 (2H, d, J= 8,0 Hz, H-2, H-6); 8,54 (3H, s, NH3+) - Tạo mafenid base từ mafenid hydroclorid: hiệu suất 75,5%, t°nc 152153℃, Rf 0,27 (n-butanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5) - Tạo imin IV từ sulfonamid VIII: hiệu suất 83,2%, t°nc 156-157℃, Rf = 0,61 (EtOAc : n-hexan=7:3) 3.1.3 Tổng hợp mafenid acetat qua trung gian N-benzylsuccinimid 12 -Tổng hợp succinimid từ acid succinic: hiệu suất 91,2%, t°nc 123-125℃ -Tổng hợp N-benzylsuccinimid (IX) từ succinimid với tác nhân benzyl clorid, hệ aceton/ K2CO3, t°nc 102-103°C, hiệu suất 68,7%, Rf 0,76 (EtOAc : n-hexan 7:3) IR (KBr), ͞νmax (cm-1): 3064 (C-Hthơm); 2924 (C-Hno); 1770 1687 (C=Oimid); 1606 1496 (-C=Cthơm) ESI-MS (m/z): 190,01 [M+H]+ 212,02 [M+Na]+ 1H-NMR (500MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 2,69 (4H, s, H-3, H-4); 4,55 (2H, s, H-7’); 7,25-7,31 (3H, m, H-2’, H-4’, H-6’); 7,31-7,34 (2H, m, H-3’, H-5’).13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): (125MHz, DMSO-d6): 28,08 (C-3, C-4); 41,25 (C-7’); 127,30 (C-4’); 127,48 (C-2’; C-6’); 128,39 (C-3’, C-5’); 136,29 (C-1’); 177,57 (C-2; C-5) -Clorosulfo hoá sulfoamid hoá N-benzylsuccinimid tạo sulfonamid X: hiệu suất 68,0%, t°nc 204-205°C, Rf 0,44 (EtOAc : n-hexan 7:3) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3342 3232 (N-Hsulfonamid); 3109 (C-Hthơm), 2997 2951 (C-Hno); 1764 1674 (C=Oimid); 1600 1560 (C=Cthơm); 1328 1149 (O=S=O) ESI-MS (m/z): 266,788 ([M-H]-) 1H-NMR (500MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 2,71 (4H, s, H-3’, H-4’); 4,62 (2H, s, H-6’); 7,33 (2H, s, NH2); 7,44 (2H, d, J=8,5 Hz; H-3; H-5); 7,77 (2H, d, J=8,5 Hz; H-2; H6) 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 28,18 (C-3’, C-4’); 40,09 (C-6’); 125,81 (C-3, C-5); 127,91 (C-2, C-6); 140,14 (C-4); 143,13 (C-1); 177,58 (C-2’, C-5’) -Tổng hơp acid 4-oxo-4-((4-sulfamoylbenzyl)amino)butanoic (XI), hiệu suất 95,7%, t°nc 146-148°C, Rf 0,69 (n-butanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3064 (C-Hthơm); (cm-1): 3307 (N-H); 3072 (C-Hthơm), 2950 (C-Hno); 1691 (C=Oacid); 1641 (C=Oamid); 1546 (C=Cthơm); 1338 1162 (O=S=O); ESI-MS (MeOH), m/z: 285,0 ([M-H]); 1H-NMR (500MHz, CD3OD), δ, ppm: 2,57 (2H, t, J = 7,0 Hz ; H-3), 2,65 (2H, t, J = 7,0 Hz, H-2); 4,47 (2H, s, H-7’), 7,48 (2H, d, J =8 Hz, H-2’, H6’), 7,87 (2H, d, J =8 Hz, H-3’, H-5’); 13C-NMR (125 MHz, CD3OD), δ (ppm): 28,82 (C-3), 30,12 (C-2), 42,16 (C-7’), 127,38 (C-2’, C-6’), 127,93 (C-3’, C-5’), 142,29 (C-1’), 143,44 (C-4’), 173,32 (C-4), 174,91 (C-1) -Tổng hợp imin IV từ XI thủy phân trực tiếp dd NaOH 20%: hiệu suất 92,1%, t°nc 150-151°C, Rf 0,61 (EtOAc : n-hexan 7:3) -Tổng hợp imin IV từ X thủy phân trực tiếp NaOH dd 40%: hiệu suất 81,2%, t°nc 150-152°C, Rf 0,61 (EtOAc : n-hexan 7:3) IR (KBr, cm1 ,) 3332 3288 (N-Hsulfonamid); 3182 (C-Himin); 2981 (C-H); 1639 (C=N); 1597, 1577 1521 (C=Cthơm); 1328 1149 (O=S=O); ESI-MS (MeOH), 13 m/z: 272,808 ([M-H] ); H-NMR (500MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 4,86 (2H, s, H-1’); 7,33 (2H, s, SO2NH2); 7,47-7,49 (3H, m, H-4’, H-6’, H-8’); 7,53 (2H, d, J=8,0 Hz, H-3, H-5); 7,80-7,82 (4H, d, J=8,0 Hz, H-2, H-6, H-5’, H-7’); 8,55 (1H, s, H-2’) 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 63,14 (C-1’); 125,76 (C-3’, C-7’), 128,02 (C-4’, C-8’), 128,15 (C-3, C-5), 128,70 (C-2, C-6); 130,89 (C-6’); 135,90 (C-3’); 142,63 (C-4); 143,73 (C-1); 162,55 (C-2’) 3.1.4 Tổng hợp mafenid acetat qua trung gian diamid (succinamid phthalamid) - -Tổng hợp N1,N4-dibenzylsuccinamid (XIIa) từ diethyl succinat, hiệu suất 95,9%, t°nc 209-210℃, Rf 0,59 (CHCl3:MeOH= 9:1) IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3289 (N-Hamid); 3069 (C-Hthơm); 2934 (C-Hno); 1633 (C=Oamid); 1548 (C=Cthơm) ESI-MS (MeOH), m/z: 295,1 ([M-H]-); 297,0 [M+H]+; 319,0 [M+Na]+ (CTPT: C18H20N2O2, M=296,36 đvC) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 2,43 (4H, s, H-2, H-3); 4,27 (4H, d, J =6,0 Hz, H-1’, H-1’’), 7,23-7,25 (6H, m, H-4’, H-5’, H-6’, H-4”, H-5’’, H-6’’); 7,30 (4H, d, J=7,5 Hz, H-3’, H-7’, H-3’’, H-7’’); 8,36 (2H, t, J =6,0 Hz; 2NH) 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 31,32 (2C, C-2, C-3); 42,49 (2C, C-1’, C-1’’); 127,13 (2C, C-5’, C-5’’); 127,61 (4C, C-3’, C-7’, C-3’’, C-7’’); 128,70 (4C, C-4’, C-6’, C-4’’, C-6’’); 140,09 (2C, C-2’, C2’’); 171,81 (2C, C-1, C-4) - Tổng hợp N1,N2-dibenzylphthalamid (XIIb) từ diethyl phthalat: hiệu suất 70,6%, Rf 0,79 (hệ C), t°nc 179-181℃ 14 IR (KBr), ν͞ max (cm ): 3293 (N-Hamid); 3072 (C-Hthơm); 2915 (C-Hno); 1627 (C=Oamid) ESI-MS (MeOH), m/z: 343,1 ([M-H]-), (CTPT: C22H20N2O2, M = 344,41 đvC) 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,43 (4H, s, H8, H-8’); 7,23-7,26 (2H, m, H-12, H-12’); 7,31-7,34 (4H, m, H-11, H-13, H-11’, H-13’); 7,37-7,39 (4H, d, J=7,5 Hz, H-10, H-14, H-10’, H-14’); 7,51 (4H, m, H-3, H-4, H-5, H-6); 8,82 (2H, t, 2NH) 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 42,92 (2C, C-8, C-8’); 127,14 (C-12, C-12’); 127,66 (C-10, C-14, C-10’, C-14’); 128,14 (C-3, C-6); 128,69 (C-3, C-5, C-3’, C5’); 129,87 (C-4, C-5); 136,79 (C-9, C-9’); 139,95 (C-1, C-2); 168,68 (2C, C-7, C-7’) -Tổng hợp N1,N4-bis(4-sulfamoylbenzyl)succinamid (XIIIa): hiệu suất 41,9%, t°nc 214-215°C, Rf 0,64 (n-butanol : acid acetic : nước = 9,0 : 2,0 : 2,5) -1 IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3489 3277 (N-H); 3093 (C-Hthơm); 2923 (C-Hno); 1623 (C=Oamid); 1549 (C=Cthơm); 1336 1159 (O=S=O) ESI-MS (MeOH), m/z: 453,0 ([M-H]-); 477,0 [M+Na]+, (CTPT: C18H22N4O6S2, M = 454,52 đvC) 1H-NMR (500 MHz, CD3OD), δ (ppm): ): 2,63 (4H, s, H-2, H-3); 4,48 (4H, s, H-1’, H-1’’), 7,50 (4H, m, H-3’, H-7’, H-3’’, H-7’’); 7,86 (4H, m, H-4’, H-6’, H-4’’, H-6’’) 13C-NMR (125 MHz, CD3OD), δ (ppm): 30,64 (2C, C-2, C-3); 42,15 (2C, (C-1’, C-1’’); 126,04 (C-3’, C-7’, C-3’’, C-7’’); 127,55 (C-4’, C-6’, C-4’’, C-6’’); 142,62 (C-2, C-2’); 143,73 (C-5’, C-5’’); 173,03 (2C, C-1, C-4) -Tổng hợp N1,N4-bis(4-sulfamoylbenzyl)succinamid (XIIIb): hiệu suất 40,5%, Rf 0,62 (n-butanol : acid acetic : nước = 9,0 : 2,0 : 2,5), t°nc 140142,5°C ESI-MS (MeOH), m/z: 525,20 [M+Na]+, 501,0 [M-H]- 561,0 [M+2H2O+Na]+ 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,49 (4H, s, H8, H-8’), 7,30 (4H, s, NH2); 7,49-7,88 (12H, m, H-3, H-4, H-5, H-6, H-10, H-11, H-12, H-13, H-14, H-10’- H-11’, H-12’, H-13’, H-14’), 8,82 (2H, t, 2NH) -Tổng hợp p-[(benzylidenamino)methyl]benzensulfonamid (IV): 15 +Từ XIIIa với hiệu suất 90,3%, t°nc 149-151°C, Rf 0,61 (n-hexan : EtOAc = : 7) +Từ chất XIIIb với hiệu suất 91,6%, t°nc 150-153°C, Rf 0,61 (n-hexan :EtOAc = : 7) 3.2 Lựa chọn phương pháp thích hợp để nâng cấp quy mô tổng hợp mafenid acetat quy mô 100 g/mẻ - Từ kết thu quy mơ phòng thí nghiệm tiến hành so sánh tìm phương pháp thích hợp để nâng cấp quy mô tổng hợp mafenid acetat quy mô 100 g/mẻ qua trung gian N-benzylacetamid Nbenzylsuccinimid - Đã nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô 100 g/mẻ từ alcol benzylic qua trung gian N-benzylacetamid với hiệu suất tồn q trình 27,9% so với quy mơ phòng thí nghiệm Cải tiến phản ứng Ritter với hiệu suất 71,3%; phản ứng tạo sulfonamid III thu thêm sản phẩm từ nước với hiệu suất 50,0% Cải tiến hiệu suất trình tạo mafenid acetat từ sulfonamid III cách thu hồi sản phẩm từ nước cách tạo imin IV - Đã nghiên cứu quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô 100 g/mẻ qua trung gian succinimid so với quy mơ phòng thí nghiệm với hiệu suất tồn q trình 31,9% (tính từ acid succinic): lựa chọn cách thủy phân trực tiếp sulfonamid X để tạo imin IV - Đã so sánh lựa chọn quy trình tổng hợp mafenid acetat qua trung gian succinimid để nâng cấp quy trình tổng hợp quy mơ lớn 3.3 Nghiên cứu tinh chế mafenid acetat đạt tiêu USP 38 EtOH 95% - Đã nghiên cứu trình tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn hàm lượng theo USP 38 dung môi EtOH 95% với thông số: Tỉ lệ mafenid acetat/EtOH 95%: 1g/4,0 ml; Nhiệt độ kết tinh: -5°C-0°C; Số lần kết tinh: 1; Thời gian kết tinh 3.4 Tổng hợp mafenid acetat quy mô 200 g/mẻ, 500 g/mẻ 1000 g/mẻ từ nguyên liệu N-benzylsuccinimid - Đã cải tiến quy trình tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylsuccinimid quy mô 200 g/mẻ so với quy mô 100 g/mẻ: thu thêm sản phẩm N-benzylsuccinimid từ tủa phản ứng; tìm nhược điểm việc sử dụng dung môi tiến hành quy mơ lớn; cải tiến q trình kết tinh sulfonamid X sử dụng hỗn hợp cồn amoniac để loại sản phẩm sulfonyl clorid chưa phản ứng hết, cải tiến trình tạo mafenid qua mafenid base để tránh trình cất nước - Đã nâng cấp tổng hợp mafenid acetat từ acid succinic quy mơ 500 g/mẻ ổn định quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô 1000 16 g/mẻ tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 - Đã xây dựng quy trình tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 quy mô 1000 g/mẻ Tồn quy trình tổng hợp mafenid acetat từ acid succinic mơ tả hình 3.7 Hình 3.7 Sơ đồ quy trình tổng hợp mafenid acetat từ acid succinic qua trung gian N-benzylsuccinimid quy mô 1000 g/mẻ 3.5 Kết phân tích phổ 17 - Kết phân tích phổ IR, MS, 1H-NMR 13C-NMR sản phẩm trung gian sản phẩm cuối mafenid acetat cho kết cấu trúc dự kiến 3.6 Kết kiểm nghiệm - Kiểm nghiệm mafenid acetat theo Dược điển Mỹ USP 38 Viện Kiểm nghiệm thuốc trung ương-Bộ Y tế cho kết đạt tiêu chuẩn Dược dụng quy mô 100 g/mẻ 1000 g/mẻ 3.6 Kết nghiên cứu độ ổn định - Kết nghiên cứu độ ổn định mafenid acetat theo USP 38 điều kiện: lão hóa cấp tốc (6 tháng) điều kiện thực (12 tháng) cho thấy sản phẩm ổn định Tuổi thọ dự kiến mafenid acetat 46,5 tháng Chương BÀN LUẬN 4.1 Về tổng hợp hoá học 4.1.1 Các phản ứng tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylacetamid - Phản ứng Ritter với alcol benzylic Trong trình thực phản ứng này, cần khuấy hỗn hợp acid sulfuric acetonitril trước nhỏ alcol benzylic vào khối phản ứng Ngoài cần trì nhiệt độ sơi suốt q trình nhỏ giọt alcol benzylic để đảm bảo giai đoạn phản ứng xảy hoàn toàn, tránh sản phẩm polymer hóa Khi thực với quy mơ 100 g/mẻ, phản ứng cần đảm bảo khuấy trộn kiểm soát nhiệt độ tốt, tránh nhiệt cục Ở quy mô tổng hợp 100 g/mẻ, việc chiết sản phẩm ethyl acetat nhiều thời gian tốn dung môi Hạn chế xử lý cách cất lượng acetonitril dư, sau chiết với ethyl acetat, cải tiến rút ngắn thời gian chiết, hạn chế sản phẩm phân tán vào pha nước, tiết kiệm dung môi Mặt khác, dễ thu hồi acetonitril thừa sau phản ứng - Phản ứng clorosulfo hoá sulfoamid hoá N-benzylacetamid (II) tạo N(p-sulfamoylbenzyl)acetamid (III) Clorosulfo hoá phản ứng thuận nghịch, nên giai đoạn cuối cần đun nóng nhẹ để HCl bay chuyển dịch cân theo chiều thuận Trong trình phản ứng ln sinh HCl cần loại bỏ cách sục vào dung dịch NaOH 10% Nguyên liệu đầu vào phản ứng clorosulfo hóa N-benzylacetamid (II) dễ kết tinh nhiệt độ phòng Trước nhỏ chất II vào bình phản ứng chúng tơi đun chảy hợp chất 55-60°C Tuy nhiên, sau thời gian ngắn chất II bị kết tinh bình nhỏ giọt làm cho trình nhỏ giọt diễn khó khăn Để chất II khơng bị kết tinh, nguyên liệu N-benzylacetamid đun chảy liên tục đèn hồng ngoại suốt trình nhỏ giọt Cải tiến hiệu 18 nạp liệu quy mô lớn - Về phản ứng thuỷ phân nhóm bảo vệ acetyl sulfonamid III Các nghiên cứu trước khơng đề cập đến q trình tạo mafenid acetat từ sulfonamid III Quá trình chuyển sulfonamid III thành mafenid acetat cải tiến với hiệu suất cao (88,3%) Theo công bố Frank tác giả thủy phân sulfonamid III hỗn hợp ethanol dung dịch HCl 10% (tỉ lệ thể tích 1:1) thu mafenid hydroclorid với hiệu suất 83,6% Trong trình thủy phân sulfonamid III HCl chúng tơi thực không thu mafenid hydrolorid mà tiến hành làm lạnh hỗn hợp phản ứng, sau trung hòa dung dịch NH3 pH 9-10 để thu mafenid base với hiệu suất 59,7% sau tạo muối mafenid acetat Tuy nhiên, hiệu suất giai đoạn thấp mafenid base lại nước Do đó, chúng tơi cải tiến quy trình trình thu hồi mafenid acetat từ nước qua trung gian imin IV, sau tiến hành tạo mafenid base từ imin IV với hiệu suất 84,7% Cải tiến nâng hiệu suất trình tạo mafenid base từ sulfonamid III lên tới 90,2% Đồng thời, mafenid acetat tổng hợp trực tiếp từ imin IV với hiệu suất 87,2% Những cải tiến trình xử lí nước cải thiện hiệu suất tổng hợp mafenid acetat từ sulfonamid III đạt 88,3% 4.1.2 Các phản ứng tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylphthalimid Phản ứng N-benzyl hoá phthalimid với tác nhân benzyl clorid xảy điều kiện khó khăn hơn: nhiệt độ cao, tốn thời gian để tách loại benzyl clorid dư Phương pháp sử dụng dung môi/tác nhân kiềm để N-benzyl hố phtalimid lại cho hiệu suất thấp phương pháp tinh chế phức tạp Quá trình clorosulfo hoá N-benzylphtalimid với tác nhân acid clorosulfonic tạo trung gian sulfonyl clorid cho hiệu suất cao, nhiên sản phẩm trung gian thường lẫn tạp, đặc biệt phthalimid dẫn đến q trình sulfoamid hố với NH3 cho hiệu suất thấp Trong trình aceton sử dụng để hoà tan sản phẩm sulfonyl clorid sau tiến hành phản ứng sulfoamid hố với NH3 Nếu khơng có q trình xử lí q trình sulfoamid hoá với NH3 xảy tượng vón cục, gây khó khăn q trình phản ứng xử lí thu sản phẩm Nhược điểm phương pháp nhóm cồng kềnh khả hoà tan chất trung gian dung mơi dẫn đến khó khăn loại bỏ nhóm bảo vệ hiệu suất tồn q trình khơng cao Về q trình thuỷ phân dẫn chất imid thu sản phẩm: tiến hành mở vòng imid để tạo acid VIII, sau tiến hành thuỷ phân acid VIII dung dịch HCl 20% để thu mafenid hydroclorid Cuối chuyển dạng mafenid hydroclorid thành 19 mafenid acetat qua mafenid base Nếu tiến hành thuỷ phân trực tiếp imid VII kiềm mạnh điều kiện phản ứng khắc nghiệt ảnh hưởng đến nhóm sulfonamid tiến hành thuỷ phân trực tiếp imid HCl bốc khói phải tiến hành ống thép, nhiệt độ cao 200°C, gây khó khăn thực phản ứng quy mô lớn 4.1.3 Các phản ứng tổng hợp mafenid acetat qua trung gian diamid Hai nguyên liệu diamid XIIa XIIb điều chế phản ứng ngưng tụ loại alcol diethyl ester tương ứng với benzylamin theo tỉ lệ mol 1:2 nhiệt độ cao Q trình khơng sử dụng dung mơi cho hiệu suất cao Q trình clorosulfo hố sulfoamid hố diamid XIIa XIIb có ưu điểm monoamid (N-benzylamid) tăng hiệu ứng không gian nhóm thế, tăng tính chọn lọc sản phẩm vào vị trí para- Điều lí thú q trình clorosulfo hố hai ngun tử hydro vị trí đối xứng hai nhân thơm diamid để tạo phân tử đối xứng disulfonamid XIIIa XIIIb, sản phẩm điều kiện phản ứng Riêng với trường hợp amid XIIIb, khơng xảy q trình clorosulfo hố nhân benzen phthalamid có nhóm -CONH- hút điện tử làm giảm mật độ electron nhân thơm So với phương pháp từ N-benzylacetamid phương pháp qua diamid có ưu điểm: chất trung gian sulfonyl clorid chất rắn, ổn định hơn, phản ứng tạp Q trình thuỷ phân disulfonamid XIIIa XIIIb thực môi trường kiềm với điều kiện nhẹ nhàng so với phương pháp từ imid, đặc biệt phthalimid Đồng thời, q trình thuỷ phân tính theo lí thuyết 1,0 mol chất thuỷ phân thu 2,0 mol mafenid Đây lợi so với phương pháp tổng hợp mafenid khác Khó khăn q trình tinh chế mafenid từ trình thuỷ phân disulfonamid XIIIa XIIIb dung dịch NaOH 20% giải cách sử dụng trung gian imin (base schiff) Imin IV có đặc điểm tan ổn định pH 9-11 dễ dàng loại sản phẩm phụ muối acid succinic acid phthalic Đồng thời, dễ dàng bị thuỷ phân acid acetic để tạo trực tiếp mafenid acetat Quá trình tạo imin IV tạo muối mafenid acetat cho hiệu suất cao Tuy nhiên, phương pháp tổng hợp mafenid acetat qua diamid khó triển khai nâng cấp quy trình tổng hợp giá thành cao nguyên liệu benzylamin 4.1.4 Các phản ứng tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylsuccinimid Phương pháp tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylsuccinimid phương pháp tiến hành nâng cấp quy trình thành cơng từ quy mơ phòng thí nghiệm đến quy mô 1000 g/mẻ 20 - Phản ứng tạo succinimid Sau tiến hành thí nghiệm điều chế succinimid từ anhydrid succinic amoni clorid, acid succinic ure phương pháp tổng hợp từ acid succinic ure dễ thực quy mô lớn cho hiệu suất cao Với anhydrid succinic amoni clorid, phản ứng cho hiệu suất thấp (45,4%) sản phẩm dễ bị than hố Có thể anhydrid succinic tác nhân acyl hóa mạnh, khó kiểm soát phản ứng Mặt khác, amoni clorid anhydrid succinic chất dễ thăng hoa nhiệt độ phản ứng, amoni clorid dễ phân hủy thành khí amoniac khí HCl Phản ứng acid succinic amoniac cần thực nhiệt độ sôi succinimid để cất succinimid, nên tốn lượng nguy hiểm tiến hành phản ứng Ưu điểm phương pháp tổng hợp succinimid từ acid succinic ure hai nguyên liệu dễ chảy lỏng nhiệt độ thấp (khoảng 100℃ hỗn hợp bắt đầu chảy lỏng, nâng nhiệt độ lên 130℃ hỗn hợp hoàn toàn đồng nhất) nên phản ứng thực dễ dàng thuân lợi, không tốn lượng Hơn nữa, acid succinic ure hai hóa chất rẻ tiền dễ kiếm Phản ứng không dùng dung môi nên giảm thiểu nhiều thao tác phức tạp, không cần phải loại bỏ dung môi để lấy sản phẩm sau phản ứng tránh ảnh hưởng có hại từ việc sử dụng dung mơi ảnh hưởng đến q trình thu sản phẩm vấn đề môi trường Một ưu điểm khác phản ứng dễ nâng cấp lên quy mơ lớn thể tích khối phản ứng nhỏ điều kiện phản ứng đơn giản Vì việc tổng hợp succinimid với quy mô 2000 g nguyên liệu acid succinic thực thành công thiết bị dung tích lít Phản ứng sinh khí NH3, loại bỏ cách sục vào bình đựng H2SO4 để tránh nhiễm mơi trường Trong q trình tinh chế succinimid chúng tơi sử dụng cồn nước để tinh chế sản phẩm, tránh sử dụng dung mơi độc hại quy trình tinh chế succinimid công bố Rahman (tác giả sử dụng benzen, CHCl3 để chiết succinimid) - Phản ứng tạo N-benzylsuccinimid (IX) Quá trình tổng hợp N-benzylacetamid cải tiến từ nguyên liệu benzyl clorid succinimid sử dụng tác nhân K2CO3, dung môi aceton xúc tác KI với việc giảm giá thành nguyên liệu Quá trình đảm bảo hiệu suất phản ứng q trình tinh chế sản phẩm đơn giản hóa dễ dàng nâng cấp quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô lớn Sau nhiều lần thí nghiệm, đặc biệt phản ứng nâng cấp quy mơ cho thấy q trình khuấy trộn ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất phản ứng tồn dư benzyl clorid sản phẩm (một chất dễ gây kích ứng da niêm mạc đặc biệt mắt mũi Ở quy mô 500 g/mẻ thực 21 phản ứng hai vỏ có áo nhiệt, phản ứng kết thúc sau 72 khuấy trộn Nhiệt độ khuấy trộn phản ứng hai vỏ có áo nhiệt ổn định, nhiệt giữ 60℃, khuấy tốc độ 170 vòng/phút khơng thấy tượng vón cục K2CO3 Cũng mà sản phẩm thu khơng mùi benzyl clorid K2CO3 cần nghiền nhỏ, tiến hành cho từ từ vào bình phản ứng có khuấy trộn để hạn chế tượng vón cục - Phản ứng clorosulfo hóa sulfoamid hóa chất N-benzylsuccinimid (IX) tạo 4-(2,5-dioxopyrolidin-1-yl)methylbenzensulfonamid (X) Phản ứng clorosulfo hóa: Ở phản ứng này, q trình clorosulfo hóa với tác nhân ClSO3H giảm đáng kể (3,5 lần) so với q trình clorosulfo hóa tác giả Bergel công bố (acid ClSO3H dư ~28 lần) cải tiến hiệu suất cao (~ 70%) Với việc sử dụng dung môi quy mô nhỏ, phản ứng dễ dàng thực đạt hiệu suất cao Tuy nhiên triển khai quy mô lớn, việc sử dụng dung môi lại thực gây nhiều khó khăn lượng dung mơi nhiều gây ô nhiễm môi trường, trình loại bỏ dung môi tốn lượng, chi phí cho dung mơi tốn Khi tiến hành khảo sát lượng dung môi sử dụng quy mô 200 g/mẻ, kết cho thấy việc sử dụng dung mơi nhiều hay khơng ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất phản ứng Chúng tiến hành cho thẳng chất rắn vào acid clorosulfonic, nhiệt độ phản ứng giữ 35℃ tốc độ nạp liệu hợp lý Khí HCl sinh cần loại bỏ cách rửa qua dung dịch NaOH 10% sử dụng bơm chân khơng tuần hồn nước Khi phá hủy acid clorosulfonic dư vào nước đá cần làm lạnh tốt Khí HCl sinh loại bỏ quy trình q trình clorosulfo hố Nghiên cứu quy mô nhỏ sử dụng dung môi diclomethan để hòa tan hợp chất sulfonyl clorid cho phản ứng với dung dịch NH3 nhiệt độ phòng nhằm tránh tượng phân hủy trung gian sulfonyl clorid Tuy nhiên, chuyển sang quy mơ lớn việc sử dụng dung môi lại hạn chế, gây nhiều khó khăn Do đó, quy mơ tổng hợp 200 g/mẻ tạo hỗn dịch hợp chất sulfonyl clorid với aceton cho phản ứng với dung dịch NH3 nhiệt độ phòng Sau đó, để tăng tốc độ phản ứng, nâng nhiệt độ lên 50℃ thấy hiệu suất không giảm Điều cho thấy sử dụng dung mơi để tạo hỗn dịch hiệu suất ổn định Tuy nhiên, triển khai quy mô 500 g/mẻ nhận thấy việc sử dụng dung mơi lại vấn đề trở ngại Thay sử dụng dung môi cho thẳng chất rắn nguyên liệu vào dung dịch amoniac đặc Khi đó, nhiệt độ có tăng lên (khoảng 45°C) ổn định nhiệt độ này, phản ứng xảy nhanh Thời gian phản ứng rút ngắn đáng kể so với quy mô 200 g/mẻ Sản phẩm kết tinh lại hỗn hợp ethanol 96% ammoniac đặc để nguyên liệu chưa phản 22 ứng phản ứng hoàn toàn Đây bước cải tiến quy trình Có thể lý giải sản phẩm sulfonamid X tạo bao lấy tủa nguyên liệu sulfonyl clorid, nên phản ứng khơng hồn tồn với amoniac Đây cải tiến hữu ích để giảm thời gian trình sản xuất nâng cấp quy trình tổng hợp So sánh q trình clorosulfo hố sulfoamid hoá nguyên liệu Nbenzylacetamid, N-benzylphthalimid N-benzylsuccinimid N1,N4dibenzylsuccinamid N1,N2-dibenzylphthalamid cho thấy trình từ nguyên liệu N-benzylsuccinimid cho hiệu suất cao nhất, đồng thời trình phản ứng tinh chế sản phẩm thực đơn giản Phương pháp thích hợp để “nâng cấp” quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mơ cơng nghiệp - Phản ứng tạo p-[(benzylidenamino)methyl]benzensulfonamid (IV) Quy trình tạo imin IV trải qua hai giai đoạn: Giai đoạn đầu thủy phân hợp chất sulfonamid dung dịch NaOH 40% để tạo dạng mafenid base Sau trình thủy phân kết thúc, khối phản ứng điều chỉnh pH 9-10 để loại tạp màu than hoạt Dịch lọc sau tạo base Shiff với benzaldehyd Phản ứng tạo imin IV (base Shiff) xảy dễ dàng, tủa imin nhanh tạo thành dễ lọc, dễ rửa Ưu điểm đường imin khơng tan nước, nên dễ dàng rửa muối vô tạo nhiều trình phản ứng Mặt khác, phản ứng cho hiệu suất cao Phản ứng xảy pH 9, pH thấp làm nhóm amin mafenid base bị pronton hóa, làm tính nucleophil Trong q trình phản ứng, pH phản ứng giảm dần, cần phải điều chỉnh pH Trong q trình thực quy mơ lớn có giai đoạn pH giảm xuống tủa bắt đầu vón cục Do đó, chúng tơi tăng pH lên dung dịch NaOH 20%, đồng thời trì tốc độ khuấy trộn thêm lượng benzaldehyd với tốc độ hợp lý để tủa sản phẩm mịn khơng bị vón cục Kết tủa imin IV từ dịch phản ứng phương pháp thu hồi hiệu Do đặc tính tan nước mafenid base, dung dịch có muối hồ tan khác nhau: NaCl, succinat,….rất khó sử dụng phương pháp kết tinh để thu mafenid với hiệu suất cao tinh khiết để tạo muối acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 Quá trình phản ứng mafenid base với benzaldehyd tạo imin IV chất không tan nước, pha lỗng khối phản ứng gấp đơi nước mà không ảnh hưởng đến hiệu suất Điều có ích để loại bỏ hồn tồn muối tan nước NaCl muối acid succinic Hơn nữa, việc thuỷ phân imin để thu mafenid xảy điều kiện nhẹ nhàng Chỉ cần dùng lương dư acid 23 acetic (~1,7 lần) thuỷ phân hoàn toàn imin benzaldehyd dễ dàng loại bỏ cách chiết với lượng tối thiểu dung môi dicloromethan Sản phẩm thu pha nước sau chiết với dicloromethan chủ yếu muối mafenid acetat, q trình tạo mafenid base từ dịch pha nước cho hiệu suất cao Có thể tiến hành cất loại nước áp suất giảm sau kết tinh khối phản ứng IPA để thu mafenid acetat, nhiên trình cất tốn thời gian lượng, đồng thời xảy tượng biến màu trinh cất trình phân huỷ, sử dụng lượng lớn IPA để kết tinh rửa sản phẩm Do đó, nâng cấp quy trình quy mơ lớn hơn, đường thích hợp lựa chọn trình tổng hợp mafenid acetat qua mafenid base 4.2 Về trình tinh chế sản phẩm mafenid acetat Trong tài liệu tham khảo được, chưa nghiên cứu đề cập đến dung môi để tinh chế kết tinh lại mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 Do phân tử mafenid acetat muối acid yếu q trình tinh chế gặp khó khăn ảnh hưởng pH môi trường Hơn nữa, mafenid acetat dạng muối tan tốt nước lựa chọn alcol (MeOH, EtOH, IPA) hỗn hợp dung môi nước dung môi để kết tinh lại mafenid acetat Qua thực nghiệm cho thấy lượng nước alcol tăng dẫn đến tăng độ tan mafenid acetat làm giảm hiệu suất kết tinh Thực nghiệm mafenid acetat tan tốt MeOH tan IPA Để đảm bảo hiệu suất kết tinh tốt nhiễm mơi trường nhất, chúng tơi lựa chọn EtOH 95% để tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 Ưu điểm việc sử dụng dung mơi kết tinh lại EtOH 95% hồ tan mafenid acetat tỉ lệ thích hợp sản phẩm mafenid acetat lại tan dung mơi làm lạnh xuống 0℃ dẫn đến hiệu suất kết tinh lại mafenid acetat cao đạt yêu cầu độ tinh khiết, độ ổn định Ngoài ra, dung môi triển vọng để tiếp tục nghiên cứu phát triển sản phẩm bột mafenid acetat vô khuẩn pha dung dịch (5% 2,5%) bôi trực tiếp lên vết thương hở 4.3 Về độ ổn định sản phẩm mafenid acetat tổng hợp Nghiên cứu độ ổn định mafenid acetat thực mẻ, bảo quản điều kiện thực thời gian 12 tháng điều kiện lão hóa thời gian tháng Các tiêu theo dõi theo USP 38, riêng phương pháp định lượng mafenid acetat tiến hành theo phương pháp HPLC (phương pháp phần bột mafenid acetat pha dung dịch USP 38) nhằm đánh giá xác tạp chất sinh trình bảo quản Kết nghiên cứu cho thấy mafenid acetat ổn định điều kiện thử với thời gian Tuổi thọ dự đoán mafenid acetat 46,5 tháng 24 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Đã thiết kế phương pháp để tổng hợp mafenid acetat quy mơ phòng thí nghiệm qua trung gian: + N-Benzylsuccinimid + N1,N4-Dibenzylsuccinamid N1,N2-dibenzylphthalamid + Alcol p-(hydroxymethyl)benzensulfonamid sử dụng phản ứng Ritter Trong cấu trúc mafenid acetat chất trung gian khẳng định cấu trúc liệu phổ IR, MS NMR Đã xây đựng quy trình tổng hợp tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 quy mô 1000 g/mẻ qua trung gian N-benzylsuccinimid với hiệu suất 51% (tính từ N-benzylsuccinimid): + Đã nghiên cứu quy trình tinh chế mafenid acetat quy mô 1000 g/mẻ đạt tiêu chuẩn USP 38 sử dụng EtOH 95% + Đã nghiên cứu độ ổn định sản phẩm mafenid acetat tổng hợp điều kiện: lão hóa cấp tốc điều kiện thực Kết cho thấy sản phẩm có tuổi thọ dự đốn 46,5 tháng Ngồi ra, luận án đạt kết sau: Đã xây dựng quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mơ 100 g/mẻ qua trung gian N-benzylacetamid đó: ứng dụng phản ứng Ritter tổng hợp nguyên liệu Nbenzylacetamid; cải tiến nâng cao hiệu suất phản ứng clorosulfo hóa, sulfoamid hóa N-benzylacetamid tạo N-(p-sulfamoylbenzyl)acetamid (III); cải tiến nâng cao hiệu suất trình thủy phân sulfonamid III tạo muối mafenid acetat Quá trình tạo mafenid acetat từ N-(psulfamoylbenzyl)acetamid (III) lần công bố với hiệu suất cải tiến đạt 88,6% KIẾN NGHỊ Để tiếp tục nghiên cứu ứng dụng sản phẩm mafenid acetat phục vụ nhu cầu điều trị nước, đưa số kiến nghị sau: - Nghiên cứu tinh chế nguyên liệu mafenid acetat đạt yêu cầu cho bột pha dung dịch 5% bôi vết thương bỏng - Phát triển đề tài thành Dự án sản xuất thử nghiệm quy mô pilot - Nghiên cứu bào chế cream mafenid acetat 11,5% để ứng dụng điều trị DANH MỤC CÁC BÀI BÁO ĐÃ CƠNG BỐ CĨ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN Giang N V., Huong N T., Hai N V., Luyen N D (2015), “A novel synthesis of mafenide acetate.”, ASEAN PharmNET I – Proceedings, pp 458-463 Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Chính Khoa, Bùi Văn Quân, Nguyễn Đình Luyện (2016), “Phương pháp tổng hợp mafenid acetat từ N-benzylsuccinimid.”, Tạp chí Dược học, số 482, tr 69-72 Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Văn Hải, Bùi Phúc Tiến, Nguyễn Đình Luyện, Chu Ngọc Khánh, Nguyễn Như Lâm, (2016), “Nghiên cứu tổng hợp mafenid acetat từ alcol benzylic sử dụng phản ứng Ritter.”, Tạp chí Nghiên cứu dược & Thông tin thuốc, tập số 2, tr 2-6 Nguyễn Văn Giang, Hoàng Xuân Nghĩa, Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Đình Luyện (2017), “Bước đầu nghiên cứu tổng hợp mafenit axetat qua trung gian phtalimit.”, Tạp chí hóa học, tập 55 số 1, tr 96-100 Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Văn Thắng, Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Đình Luyện (2017), “Phương pháp hiệu tổng hợp mafenit axetat.”, Tạp chí hóa học, tập 55 số 4E23, tr 32-35 Lê Thị Thu Hằng, Nguyễn Như Lâm, Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Đình Luyện (2017), “Xây dựng tiêu chuẩn sở đánh giá độ ổn định dung dịch mafenid acetat từ nguồn nguyên liệu sản xuất nước.”, Tạp chí Y học thảm họa & Bỏng, tập 4, tr 42-47 Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Chính Khoa (2018), Sáng chế “Phương pháp điều chế 4(aminometyl)benzensulfonamit axetat (mafenit axetat) từ N-benzyl sucxinimit” Ngày nộp đơn 16/5/2016, ngày chấp nhận đơn hợp lệ 24/6/2016 Thông báo dự định cấp bảo hộ nộp phí, lệ phí Cục Sở Hữu Trí Tuệ ngày 23/7/2018 (đang chờ cấp Bằng sáng chế theo thông báo 25053/SHTT-SC2) ... cấp tổng hợp mafenid acetat từ acid succinic quy mô 500 g/mẻ ổn định quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô 1000 16 g/mẻ tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 - Đã xây dựng quy trình tinh. .. succinimid để nâng cấp quy trình tổng hợp quy mô lớn 3.3 Nghiên cứu tinh chế mafenid acetat đạt tiêu USP 38 EtOH 95% - Đã nghiên cứu trình tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn hàm lượng theo... ứng dụng tổng hợp mafenid acetat - Xây dựng quy trình tổng hợp tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 quy mô 1000 g/mẻ Nội dung luận án Để thực mục tiêu đề ra, luận án gồm nội dung sau: Tổng