Xu hướng mới của bào chế hiện đại trong nước và trên thế giới là nâng cao sinh khả dụng của thuốc, giảm tác dụng phụ, độc tính và hạ giá thành sản phẩm. Với sự ra đời của các loại tá dược mới cũng như việc áp dụng các kỹ thuật bào chế hiện đại, sinh khả dụng của nhiều loại dược chất đã được nâng cao, góp phần tăng hiệu quả trị liệu và giảm thiểu các tác dụng không mong muốn cho người sử dụng. Sinh khả dụng của một thuốc phụ thuộc rất nhiều vào độ tan và tính thấm của dược chất, đặc biệt là các dược chất khó tan. Trong các loại tá dược đã được sử dụng trong ngành dược thì cyclodextrin (BCD) là một tá dược đã được ứng dụng vào nhiều loại thuốc 4. BCD là loại tá dược có khả năng tạo phức với nhiều dược chất, làm tăng độ tan do đó làm tăng sinh khả dụng của thuốc. Tuy nhiên nhược điểm của loại tá dược này là ít tan trong nước. Để ứng dụng tính ưu việt của tá dược này đồng thời khắc phục các nhược điểm của nó, cần phải tạo ra các dẫn chất dễ tan hơn. Với sự ra đời của các dẫn chất hydroxyalkylβcyclodextrin đã làm tăng độ tan của hoạt chất lên rất nhiều so với BCD 5 6. Tuy có nhiều ưu điểm như vậy song các tá dược là dẫn chất của βcyclodextrin đắt tiền và khó mua tại thị trường Việt nam. Nhằm chủ động trong việc tạo ra các tá dược, phát huy các ưu điểm và khắc phục các nhược điểm của BCD, phục vụ tốt cho công tác nghiên cứu và phát triển thuốc, đề tài: Xây dựng qui trình tổng hợp 2O(2hydroxypropyl) beta cyclodextrin ứng dụng trong bào chế được tiến hành.
XÂY DỰNG QUI TRÌNH TỔNG HỢP 2-O-(HYDROXYPROPYL) BETA CYCLODEXTRIN Phùng Đức Truyền*; Võ Hồ Lan Chi; Huỳnh Văn Hóa; Đặng Văn Tịnh** Tóm tắt Đặt vấn đề: tổng hợp 2-O-(2-hydroxypropyl) beta cyclodextrin ứng dụng bào chế để nâng cao sinh khả dụng thuốc Mục tiêu: Xây dựng qui trình tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin Tối ưu hóa thơng số phản ứng, nâng cỡ lô lên 10 lần xác định tiêu lý hóa sản phẩm Phương pháp: Xây dựng qui trình tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin Tối ưu hóa thơng số xác định tiêu lý hóa sản phẩm Kết quả: Xây dựng qui trình tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin thơng số tối ưu, nâng cỡ lô lên 10 lần, xác định tiêu lý hóa cấu trúc sản phẩm Kết luận: Tìm tỷ lệ mol tối ưu cho phản ứng, tiêu lý hóa đạt yêu cầu qui định dược dụng Từ khóa: tổng hợp, 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin Abstract Background: synthetic 2-O-(2-hydroxypropyl)- beta- cyclodextrin used in modulation to enhance the bioavailability of drugs Objectives: Construction process synthetic 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin Optimization of reaction parameters, improving the lot size by 10 times and identify the physical and chemical indicators of products Method: Construction process synthetic 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin Optimization of reaction parameters and define the physical and chemical indicators of the product Results: Construction process synthetic 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin and the optimal parameters, improving the lot size by 10 times, identifying the physical and chemical indicators and optimizing the structure of the product Conclusion: Find the optimal molar ratio for the reaction, the physical and chemical indicators meet the requirements of pharmaceutical regulation Keywords: synthesis, 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin I - ĐẶT VẤN ĐỀ Xu hướng bào chế đại nước giới nâng cao sinh khả dụng thuốc, giảm tác dụng phụ, độc tính hạ giá thành sản phẩm Với đời loại tá dược việc áp dụng kỹ thuật bào chế đại, sinh khả dụng nhiều loại dược chất nâng cao, góp phần tăng hiệu trị liệu giảm thiểu tác dụng không mong muốn cho người sử dụng Sinh khả dụng thuốc phụ thuộc nhiều vào độ tan tính thấm dược chất, đặc biệt dược chất khó tan Trong loại tá dược sử dụng ngành dược -cyclodextrin (BCD) tá dược ứng dụng vào nhiều loại thuốc [4] BCD loại tá dược có khả tạo phức với nhiều dược chất, làm tăng độ tan làm tăng sinh khả dụng thuốc Tuy nhiên nhược điểm loại tá dược tan nước Để ứng dụng tính ưu việt tá dược đồng thời khắc phục nhược điểm nó, cần phải tạo dẫn chất dễ tan Với đời dẫn chất hydroxyalkyl-β-cyclodextrin làm tăng độ tan hoạt chất lên nhiều so với BCD [5] [6] Tuy có nhiều ưu điểm song tá dược dẫn chất β-cyclodextrin đắt tiền khó mua thị trường Việt nam Nhằm chủ động việc tạo tá dược, phát huy ưu điểm khắc phục nhược điểm BCD, phục vụ tốt cho công tác nghiên cứu phát triển thuốc, đề tài: Xây dựng qui trình tổng hợp 2-O-(2hydroxypropyl) beta cyclodextrin ứng dụng bào chế tiến hành - MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU 2.1 - Mục tiêu tổng quát Tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin dược dụng với giá thành hợp lý điều kiện Việt nam 2.2 - Mục tiêu chuyên biệt - Nghiên cứu qui trình tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)- β-cyclodextrin điều kiện phòng thí nghiệm - Tối ưu hóa thơng số phản ứng như: tỷ lệ mol, thời gian phản ứng tổng hợp 2-O(hydroxypropyl)- β-cyclodextrin - Nâng cỡ lô từ mức lên 10 lần - Xác định tiêu lý hóa điểm chảy, độ tan, khối lượng làm khô, suất quay cực, đo phổ IR, MS, NMR - ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu: 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin Hóa chất, nguyên liệu dùng cho tổng hợp β-cyclodextrin, 1,2-propylen oxid, NaOH, aceton, CH2Cl2, DMF, cồn tuyệt đối, Isopropanol, nước cất, dung dịc amoniac 25% Trang, thiết bị nghiên cứu Dùng cho tổng hợp: Máy khuấy từ điều nhiệt, máy cô quay chân khơng, bình phản ứng… Dùng cho Kiểm nghiệm: Máy đo điểm chảy, đo xuất quay cực, đo phổ IR, Máy móc thiết bị dùng phân tích, kiểm nghiệm Phương pháp nghiên cứu: Xây dựng qui trình tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin Hòa tan 1,5g NaOH 100ml nước bình cầu 250ml, thêm 5,68g BCD (0,005mmol), hỗn hợp khuấy trộn 1,5giờ 3,5ml 1,2-propylen oxid thêm vào lượng nhỏ 1giờ Sau hỗn hợp khuấy trộn nhiệt độ phòng 24giờ đạt hiệu suất cao (theo dõi TLC) Sau kết thúc phản ứng, dung dịch HCl 1mol/lit sử dụng để trung hòa hỗn hợp phản ứng Dung môi loại máy cô quay chân khơng, cắn hòa tan lượng tối thiểu DMF (dimethyl formamid), lọc loại muối Thêm aceton vào dịch lọc, tủa thu đem lọc sấy khô áp suất giảm Tinh chế lặp lại nhiều lần để sản phẩm tinh khiết Để thu sản phẩm đạt độ tinh khiết phân tích PA (pure analysis) sử dụng sắc ký cột Tính tốn mức độ thay O-alkyl hóa từ phổ MS, phổ 13C-NMR Sơ đồ 4.1 Cơ chế phản ứng tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)- β-cyclodextrin Tối ưu hóa qui trình tổng hợp nâng cỡ lô lên 10 lần: Xác định yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng Cố định yếu tố, cho yếu tố thay đổi số mol, thời gian phản ứng, để khảo sát Theo dõi sắc ký lớp mỏng (TLC) Xác định tiêu lý hóa Các tiêu sản phẩm tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin kiểm tra phương pháp hóa lý như: điểm chảy, độ tan, khối lượng làm khô, suất quay cực, , Đo phổ IR, NMR, MS…[1], [2], [3] IV – KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 4.1 Xây dựng qui trình tổng hợp 2-O-(hydroxypropyl)-β-cyclodextrin tối ưu hóa yếu tố tham gia phản ứng Các yếu tố cố định: Nhiệt độ: nhiệt độ phòng thí nghiệm từ 25-30 OC, tốc độ khuấy: 1200 vòng/phút, thời gian phản ứng: 25 giờ, chất tham gia phản ứng: BCD : 5,68 g (5 mmol) NaOH : 1,5g (37,5 mmol) Nước cất :100 ml Các yếu tố biến thiên khảo sát: Lượng propylen oxyd : 3,5ml; 4,0ml; 4,5ml; 5,0 ml ; 5,5 ml ; 6,0 ml ; 6,5 ml Tiến hành phản ứng với thay đổi tỉ lệ propylen oxyd tham gia phản ứng để khảo sát hiệu suất so sánh với chất chuẩn sắc kí lớp mỏng mức độ phản ứng, độ tinh khiết nhằm xác định nồng độ tối ưu nồng độ khảo sát Hình 4.1 Sắc ký lớp mỏng sản phẩm với lượng propylenoxyd tham gia phản ứng ml : A: BCD; B: HPBCD Phản ứng xảy hoàn toàn, vết sản phẩm tương đối ngắn chứng tỏ độ phân tử tương đối đồng Lượng sản phẩm thu được: Bảng 4.1: Lượng sản phẩm thu ứng với thể tích propylenoxyd thêm vào V propylenoxyd (ml) thêm vào 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 Lượng sản Lân 3,05 3,1 3,25 3,36 4,44 5,82 5,2 phẩm thu Lần 3,1 3,2 3,2 3,40 5,0 5,9 5,6 (g) Lần 3,0 3,15 3,3 3,33 4,52 6,1 5,7 Trung bình 3,05 3,15 3,25 3,36 4,65 5,94 5,5 Trong sản phẩm (sp) thu ứng với thể tích propylen oxyd thêm vào: sp ứng với thể tích ml cho khối lượng sp cao 5,94 g Trong sản phẩm ứng với thể tích 3,5ml; 4,0ml; 4,5ml; 5,5 ml; 5,5 ml; 6,0ml khối lượng sản phẩm tăng dần theo thứ tự Khảo sát thời gian tối ưu: Cố định chất tham gia phản ứng: BCD : 5,68 g (5mmol) NaOH : 1,5g (37,5 mmol) Nước cất : 100 ml Propylen oxyd : 6,0 ml (85,7 mmol) Thời gian khuấy trộn 24h, 30h, 35h Lượng sản phẩm thu được: Bảng 4.2 : Lượng sp thu với thời gian phản ứng 24h, 30h, 35h Thời gian (h) 24 30 35 Lần 5,82 6,1 6,0 Lần 5,9 6,0 6,21 Lần 6,1 6,03 6,1 Trung bình 5,94 6,04 6,1 Các phản ứng có thời gian 30h, 35h đa số cho lượng sp thu cao so với sp làm 24h Các sp với thời gian phản ứng 30h 35h không khác nhiều lượng sp thu Về sắc kí: khơng thấy có khác biệt rõ giữa sản phẩm ứng với thời gian phản ứng khác Về lượng sản phẩm thu được: lượng sản phẩm phản ứng 24h thu thấp so với phản ứng 30h 35h, lượng sp thu phản ứng 30h 35h khơng thấy có s ự khác biệt nhiều thời gian tối ưu cho phản ứng thời gian khảo sát từ 30-35h 4.2 Nâng cỡ lô lên 10 lần: Tiến hành phản ứng với tỉ lệ mol thời gian tối ưu hóa lượng chất tham gia phản ứng từ mức đươc nâng lên 10 lần, đánh giá sp thu nhằm đưa đến việc tổng hợp HPBCD quy mô lớn Lượng sản phẩm thu Bảng 4.3 : Lượng sp thu nâng cở lô lên 10 lần Lần Lượng sản phẩm thu 63.0 63,6 62,2 (g) Trung bình 62,93 Nâng cở lơ khơng làm ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất sản phẩm, chất lượng sản phẩm kiểm tra SKLM không khác nhiều so với sản phẩm làm cở lô nhỏ điều kiên Lượng sản phẩm thu (g) 4.3 Xác định tiêu lý hóa sản phẩm tổng hợp Độ dung dịch: Lấy sản phẩm để thử: hòa 1g mẫu vào ml nước, đun nhẹ cho mẫu tan hết, dung dịch để nhiệt độ phòng: dung dịch có độ suốt không đục trở lại Như sản phẩm tối ưu hóa đạt độ theo quy định chuyên luận HPBCD dược điển Mỹ 2009 Độ ẩm: Sản phẩm sau sấy giờ, nghiền mịn thành bột, đem sấy thêm : Bảng 4.4: Độ ẩm sau sấy nghiền mịn sấy thêm tiếng Lần đo Độ ẩm (%) 3,67 3,58 3,41 Trung bình (%) 3,55 Độ ẩm đạt tiêu chuẩn (