Nghiên cứu tổng hợp l dopa từ l tyrosin

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ ĐỨC HỒN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP L-DOPA TỪ L-TYROSIN KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2013 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI VŨ ĐỨC HOÀN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP L-DOPA TỪ L-TYROSIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: DS Phạm Thị Hiền Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2013 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian làm việc khẩn trương giúp đỡ tận tình thầy giáo, gia đình bạn bè, tơi hồn thành Khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứu tổng hợp L-dopa từ nguyên liệu nước” Với tất kính trọng, trước tiên tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đình Luyện trực tiếp hướng dẫn, bảo tận tình tạo điều kiện giúp đỡ nghiên cứu thực khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới DS Phạm Thị Hiền, DS Nguyễn Văn Giang CN Phan Tiến Thành Tổ môn Tổng hợp Hóa dược - Bộ mơn Cơng nghiệp Dược hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian thực khóa luận vừa qua Tơi xin gửi lời cảm ơn đến tất thầy, cô thuộc Bộ môn Công nghiệp Dược, thầy, cô trường Đại học Dược Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành khóa luận tốt nghiệp dạy bảo tơi tận tình suốt năm năm học Cuối cùng, xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình tơi, đặc biệt bố mẹ lời cảm ơn chân thành đến bạn bè tôi, nguồn động lực thiếu, bên giúp đỡ suốt thời gian học suốt q trình thực đề tài Khóa luận tốt nghiệp Hà Nội, ngày 21 tháng năm 2013 Sinh viên Vũ Đức Hoàn Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ĐẶT VẤN ĐỀ Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bệnh Parkinson 1.1.1 Định nghĩa sinh lý bệnh Parkinson 1.1.2 Triệu chứng 1.2 Tổng quan L-dopa 1.2.1 Cấu trúc hóa học 1.2.2 Tính chất lý hố 1.2.3 Tác dụng dược lý định 1.2.4 Các phương pháp sản xuất L-dopa .8 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .15 2.1 Nguyên vật liệu thiết bị .15 2.1.1 Nguyên liệu hóa chất nghiên cứu 15 2.1.2 Thiết bị, máy móc dụng cụ nghiên cứu 16 2.2 Nội dung nghiên cứu 17 2.3 Phương pháp thực nghiệm 18 2.3.1 Thực phản ứng hoá học để tổng hợp L-dopa 18 2.3.2 Sử dụng phương pháp vật lý, hoá lý để chiết tách tinh chế sản phẩm tạo thành .18 2.3.3 Phương pháp phân tích cấu trúc 18 Chương : THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .20 3.1 Kết thực nghiệm 20 3.1.1 Tổng hợp (2S)- methyl 2-amino-3-(4-hydroxyphenyl)propanoat 20 3.1.2 Tổng hợp (2S)- 2-acetamido-3-(4-acetoxyphenyl)propanoat 22 3.1.3 Tổng hợp β-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)-N-acetyl-L-alanin 24 3.1.4 Tổng hợp L-dopa .27 3.2 Xác định thông số vật lý cấu trúc chất trung gian sản phẩm tạo thành 29 3.2.1 Xác định nhiệt độ nóng chảy 29 3.2.2 Kết phân tích phổ .30 3.3 Bàn luận 33 3.3.1 Với phản ứng acyl hóa 33 3.3.2 Với phản ứng chuyển vị Fries 34 3.3.3 Với phản ứng oxy hóa phản ứng thủy phân 34 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 35 PHỤ LỤC Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ac Acetyl BB Nhân bụng bên đồi thị CÐpđ Chất đen phần đặc CÐpl Chất đen phần lưới CNpn Cầu nhạt phần CNpt Cầu nhạt phần GABA Acid gama amino butyric IR Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy) KL Khối lượng MeOH Methanol MS Phổ khối lượng phân tử (Mass spectroscopy) NDÐ Nhân đồi thị Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic H-NMR resonance spectroscopy) Rf Hệ số lưu giữ (Refension of factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng TB Trung bình DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1: Nguyên liệu hóa chất nghiên cứu 15 Bảng 2.2: Thiết bị, máy móc nghiên cứu 16 Bảng 2.3: Dụng cụ nghiên cứu 17 Bảng 3.1: Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ ph ản ứng đến hiệu suất phản ứng acyl hóa 23 Bảng 3.2: Kết khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol anhydrid acetic : ester (6) đến hiệu suất phản ứng acyl hóa 24 Bảng 3.3: Các thông số tốt cho quy trình phản ứng tổng hợp 24 Bảng 3.4: Kết đo nhiệt độ nóng chảy chất trung gian sản phẩm L-dopa 29 Bảng 3.5: Kết phân tích phổ IR 30 Bảng 3.6: Kết phân tích phổ MS .31 Bảng 3.7: Kết phân tích phổ 1H-NMR 32 Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1: Sơ đồ đường dẫn truyền tr ực tiếp và gián tiếp của hạch nền ng ười bình thường và hội chứng Parkinson Hình 3.1: SKLM phản ứng tổng hợp (2S)- methyl 2-amino-3-(4hydroxyphenyl)propanoat (6) 20 Hình 3.2: Sơ đồ quy trình tổng h ợp (2S)-methyl 2-amino-3-(4-hydroxyphenyl) propanoat (6) .21 Hình 3.3: SKLM phản ứng tổng hợp β-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)-N-acetyl-Lalanin (4) 25 Hình 3.4: Sơ đồ quy trình tổng h ợp β-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)-N-acetyl-L- alanin (4) 26 Hình 3.5: Sơ đồ quy trình tổng hợp L-dopa (1) 28 Hình 3.6: SKLM phản ứng tổng hợp L-dopa (1) .29 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện giới có khoảng 6,3 triệu người mắc bệnh Parkinson khó xác định yếu tố nguy cho bệnh nguyên nhân bệnh chưa biết rõ Tuổi yếu tố nguy biết đến Bệnh thường bắt đầu lúc 60 tuổi, nhiên có khoảng 1/10 số bệnh nhân bị khởi bệnh trước 50 tuổi có người khởi phát 30 tuổi Tuổi cao dễ mắc bệnh Parkinson Tuy nhiên, có số trường hợp bệnh Parkinson (khoảng 5%) khởi phát người trẻ Một số nghiên cứu cho người tiếp xúc lâu dài với vài yếu tố môi trường thuốc trừ sâu, hóa chất tăng nguy phát triển bệnh Parkinson [6] Liệu pháp điều trị bệnh Parkinson có hiệu levodopa (L-dopa) kết hợp với chất ức chế decarboxylase ngoại biên Một số thuốc khác tác động sinap dopaminergic hữu ích, đặc biệt phối hợp với levodopa Ở Việt Nam, levodopa coi tiêu chuẩn vàng điều trị bệnh Parkinson Một số thuốc thuộc nhóm đồng vận dopamin, tác dụng kích thích trực tiếp thụ thể dopamin hiệu giảm triệu chứng không levodopa [2] Như nhu cầu sử dụng L-dopa để điều trị lớn Nhưng Việt Nam, nguyên liệu L-dopa để sản xuất thuốc điều trị Parkinson có nguồn gốc nhập Do vậy, để góp phần nghiên cứu nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng Ldopa làm nguyên liệu sản xuất thuốc nước, tiến hành đề tài “Nghiên cứu tổng hợp L-dopa từ L-tyrosin” Với mục tiêu sau:  Nghiên cứu tổng hợp L-dopa từ L-tyrosin là nguồn nguyên liệu nước  Khảo sát số yếu tố ảnh hưởng đến quy trình tổng hợp L-dopa từ L-tyrosin Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan bệnh Parkinson 1.1.1 Định nghĩa sinh lý bệnh Parkinson Bệnh Parkinson bệnh lý thối hóa thần kinh trung ương thường gặp ở bệnh nhân 60 tuổi Bệnh gây nơron chất đen thân não, nơron chứa chất dẫn truyền thần kinh dopamin Nguyên nhân: độc chất, môi trường…[6] Các triệu chứng xuất chất đen 80% nơron chứa dopamin Diễn tiến tự nhiên bệnh nặng dần tử vong Bệnh Parkinson James Parkinson mô tả lần vào năm 1817: bệnh lý thường gặp bệnh lý thối hóa thần kinh, sau bệnh Alzheimer Tỷ lệ mắc bệnh Mỹ 107-187/100.000 người dân, người bệnh sau 65 tuổi chiếm 34% Ở Tây Âu khoảng 100-200/100.000 người dân, Pháp chiếm 0,4% dân số từ 40 tuổi trở lên chiếm 1,5% dân số từ 65 tuổi trở lên Người ta thấy 70% khởi bệnh tuổi 45 70 Tuổi khởi bệnh trung bình thường gặp 55 ± 11, nam nhiều nữ Ở nước ta chưa có điều tra dịch tễ mặt bệnh Các tác giả cho thấy bệnh lý gặp Trung Quốc Châu Phi Song người gốc Phi hay gốc Trung Quốc Mỹ có tỷ lệ mắc dân da trắng thổ địa [2,6] Xuất phát điểm bệnh Parkinson hội chứng Parkinson thiếu hụt enzym tyrosin hydroxylase (enzym chuyển hoá tyrosin thành L-dopa) L-dopa chuyển hóa thành dopamin enzym dopa-decarboxylase Như vậy, dopamin đựơc tổng hợp phần đặc liềm đen theo sợi trục bó liềm đen-thể vân phóng thích dopamin thể vân gây ức chế nơron GABA-ergic Trong bệnh Parkinson tổn thương liềm đen dẫn đến thiếu hụt dopamin sinh hai hệ quả: Thứ làm cho thụ thể D2 nhân vỏ hến (của thể vân) khơng bị ức chế, nên ức chế receptor GABA lên thể nhạt tăng lên, từ giảm ức chế lên vùng đồi, vùng đồi kích thích mạnh thể nhạt phần lưới liềm đen Thể nhạt phần lưới liềm đen ức chế mạnh lên nhân Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi 26 Wysong Don V, Recovery of L-(3,4-dihydroxyphenyl)-L-alanine from velvet beans 1966, US Patents 253 023 Tiếng Đức 27 Bretschneider Hermann, Hohenlohe-Oehringen Kraft, Kaiser Ado, et al (1973), "Eine neue Synthese des 3-[3, 4-Dihydroxy-phenyl]-L-alanins (LDOPA) aus L-Tyrosin", Helvetica Chimica Acta, 56(8), pp 2857-2860 28 Hermann Bretschneider Kraft Hohenlohe- Oehringen (1973), "Eine neue Synthese des 3-[3,4-Dihydroxy-phenyl]-L-alanins (L-DOPA) aus LTyrosin", Institut für Organische und Pharmazeutische Chemie, Universität Innsbruck, HELVETICA CHIMICA ACTA 56, pp 2857-2860 29 Waser E, Lewandowski M (1921), "Untersuchungen in der PhenylalaninReihe I Synthese des l-3, 4-Dihydroxy-phenylalanins", Helvetica Chimica Acta, 4(1), pp 657-666 PHỤ LỤC Phụ lục 1: Phổ IR hợp chất Phụ lục 2: Phổ IR hợp chất Phụ lục 3: Phổ IR hợp chất Phụ lục 4: Phổ IR hợp chất Phụ lục 5: Phổ MS hợp chất Phụ lục 6: Phổ MS hợp chất Phụ lục 7: Phổ MS hợp chất Phụ lục 8: Phổ 1H-NMR hợp chất Phụ lục 9: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất Phụ lục 10: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất Phụ lục 11: Phổ 1H-NMR hợp chất Phụ lục 12: Phổ giãn 1H-NMR của hợp chất Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi O OCH3 HO NH2 Phụ lục 1: Phổ IR hợp chất Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi O OCH3 H3CCO NHCOCH3 O Phụ lục 2: Phổ IR hợp chất O H3CC HO O OH NHCOCH3 Phụ lục 3: Phổ IR hợp chất Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi O HO HO OH NH2 Phụ lục 4: Phổ IR hợp chất [M+Na] O OCH3 NHCOCH3 H3CCO O M = 279 Phụ lục 5: Phổ MS hơp chất Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi [M-H] O O H3CC OH NHCOCH3 HO M=265 [2M-H] Phụ lục 6: Phổ MS hợp chất COOH HO HO NH N M=197 Phụ lục 7: Phổ MS hợp chất Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi O H3CC HO O OH NHCOCH3 Phụ lục 8: Phổ 1H-NMR hợp chất Phụ lục 9: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 10: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất HO HO C OOH NH2 Phụ lục 11: Phổ 1H-NMR hợp chất Ket-noi.com Ket-noi.com kho kho tai tai lieu lieu mien mien phi phi Phụ lục 12: Phổ giãn 1H-NMR hợp chất ... nghiên cứu nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng Ldopa l m nguyên liệu sản xuất thuốc nước, tiến hành đề tài Nghiên cứu tổng hợp L- dopa từ L- tyrosin Với mục tiêu sau:  Nghiên cứu tổng hợp L- dopa từ. .. hợp từ L- tyrosin dẫn xuất cách sử dụng enzym tyrosinase có l i nấm Aspergillus L- dopa thu phương pháp thường l n L- tyrosin sản phẩm tinh chế sắc ký cột Tuy nhiên quy trình sinh tổng hợp L- dopa. .. HCl 2N thu chất acid 2amino-3-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)propanoic (5) Hợp chất tổng hợp trực tiếp từ L- tyrosin (2) với hỗn hợp xúc tác AlCl3/CH3COCl môi trường nitrobenzen 1000C L- dopa (1) tổng