Nghiên cứu bán tổng hợp một số dẫn xuất flouroatkyl ether của dihyroartemisinin

BỘ GIÁO DỰC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TÊ TRƯỜNG ĐẠI HỌC D ợ c HÀ NỘI DS NGUYỄN VĂN HÂN NGHIÊN CỨu BÁN TỔNG HỢP MỘT S ố DẪN XUẤT FLUOROALKYL ETHER CỦA DIHYDROARTEMISININ LUẬN VĂN THẠC SỸ D ợ c HỌC Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm bào chế Mã số: 60.73.01 Người hướng dẫn: PGS TS Đỗ Hữu Nghị LỊI CẢM ON Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo PGS.TS Đỗ Hữu N ghị tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập nghiên cứu X in chân thành cảm ơn GS.TS Trần M ạnh Bình đả quan tâm giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Tơi xin chân thành cảm ơn DSCKIỈ Nguyễn Thị Tuyết, ThS Vũ Thị Thuận, ThS Nguyễn H uy Văn tập th ể cán Công ty cổ phần TRAPHACO quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi đ ể tiếp tục học tập X in trân trọng cảm ơn PGS.TS Từ M inh Kng, thầy Ban Giám hiệu nhà trường, cảm ơn Phòng Đào tạo Sau đại học, Trường Đại học Dược Hà Nội tạo điều kiện tốt cho thời gian học tập trường Cuối xin cảm ơn gia đình bạn bè ln động viên khích lệ, giúp đỡ tơi tận tình Nguyễn Văn Hân KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT DHA dihydroartemisinin HPLC sắc ký lỏng hiệu cao IR phổ hồng ngoại MS phổ khối NMR phổ cộng hưởng từ hạt nhân PF-DHA p-dihydroartemisinin pentafluoropropyl ether TF-DHA P-dihydroartemisinin triíìuoroethyl ether MỤC LỤC Trang ĐẶT VẤN ĐỀ Chương -TỔNG QUAN 1.1 Vài nét phát triển thuốc chống sốt rét 1.2 Nguồn gốc, tính chất artemisinin 1.2.1 Nguồn gốc cấu tạo hoá học artemisinin 1.2.2 Các phản ứng hoá học artemisinin 1.3 Bán tổng hợp dihydroartemisinin dẫn xuất 10 1.3.1 Bán tổng hợp DHA 10 1.3.2 Bán tổng hợp dẫn xuất ether DHA 11 1.3.3 Bán tổng hợp dẫn xuất ester DHA 12 1.3.4 Bán tổng hợp dẫn xuất carbonat DHA 13 1.4 Các dẫn xuất khác artemisinin 13 1.5 Tác dụng artemisinin dản xuất 15 1.5.1 Hoạt tính chống sốt rét artemisinin dẫn xuất 15 1.5.2 Cơ chế tác dụng artemisinin 15 1.5.3 Độc tính 16 1.5.4 Liên quan cấu trúc - tác dụng 16 1.6 Các phương pháp định tính, định lượng artemisinin dẫn xuất 17 1.6.1 Các phương pháp hoá học 17 1.6.2 Các phương pháp quang 17 1.6.3 Các phương pháp sắc ký 18 1.7 Các dẫn xuất fluoroalkyl ether artemisinin 19 1.7.1 Tống hợp dẫn xuất fluoroalkyl ether artemisinin 21 1.7.2 Hoạt tính chống sốt rét dẫn xuất fluoroalkyl ether 22 Chương - NGUYÊN LIỆU, THIế t BỊ VÀ PHUƠNG PHÁP NGHIÊN c ứu 24 2.1 Nguyên liệu 24 2.2 Thiết bị 24 2.3 Phương pháp nội dung nghiên cứu 25 Chương - THựC NGHIỆM VÀ KẾT 26 3.1 Bán tổng hợp P-dihydrơartemisinin trifluoroethyl ether 26 3.1.1 Lựa chọn dung môi cho phản ứng bán tổng hợp 26 3.1.2 Ảnh hưởng tỉ lệ xúc tác nhiệt độ tới phảnứng ether hoá 30 3.1.3 Khảo sát tỉ lệ alcol / DHA phản ứng bán tổng hợp 32 3.2 Bán tổng hợp p-dihydroarteniisinin pentaíluoroprơpyl ether 34 3.3 Khảo sát ảnh hưởng loại xúc tác khác 36 Chương —BÀN LUẬN 41 4.1 Các yếu tô ảnh hưởng đến phản ứng bán tổng hợp 41 4.1.1 Ảnh hưởng dung môi khác 41 4.1.2 Ảnh hưởng tỉ lệ xúc tác, tỉ lệ alcol nhiệt độ 42 4.2 Một sô đặc điểm phản ứng ether hoá 43 4.2.1 Mức độ triệt để phản ứng 43 4.2.3 Khả tổng hợp lựa chọn lập thể 44 4.3 Ánh hưởng xúc tác khác phản ứng ether hoá45 KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48 PHỤ LỤC 51 ĐẶT VÂN ĐỂ Artemisinin thuốc sốt rét có hiệu p falciparum đa kháng thuốc Nhưng độ tan thấp nước dầu mà việc sử dụng rộng rãi artemisinin điều trị hạn chế Trong trình nghiên cứu làm tăng độ tan sinh khả dụng, số dẫn xuất artemisinin tổng hợp artesunat, artemether, arteether Các dẫn xuất có ưu điểm so với artemisinin độ tan hoạt tính, chúng nhược điểm thời gian bán thải ngắn, hậu tỉ lệ sốt rét tái phát cao Thời gian gần đây, nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu điều chế dẫn xuất hạn chế nhược điếm Hướng nghiên cứu tổng hợp dẫn xuất chứa fluor dihydroartemisinin có kết thử nghiệm bước đầu khả quan Trong số đó, hai dẫn xuất [3-dihydroartemisinin trifluoroethyl ether P-dihydroartemisinin pentafluoropropyl ether có hoạt tính in vivo đáng quan tâm Đặc biệt thử nghiệm chuột không thấy ký sinh trùng sốt rét sau 42 ngày kể từ bắt đầu đợt điều trị kéo dài ngày Kết tốt so với dùng artemisinin artemether Để điều chế dẫn xuất này, số phương pháp sử dụng, hiệu suất chưa cao qui trình phức tạp Việc nghiên cứu khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng bán tổng hợp, tìm điều kiện phù hợp để điều chế chúng nước ta việc làm cần thiết Trên sở đó, chúng tơi tiến hành đề tài với mục tiêu sau: Bán tổng hợp hai dẫn xuất fluoroalkyl ether dihydroartemisinin: P-dihydroartemisinin trifluoroethyl ether P-dihydroartemisinin pentafluoropropyl ether Khảo sát sô yếu tô ảnh hưởng đến phản ứng bán tổng họp, tù tìm điều kiện phản ứng thích hợp đê có hiệu suất cao Chương TỔNG QUAN 1.1 VÀI NÉT VỂ SỤ PHÁT TRIỂN CỦA CÁC THUỐC C H ấN G SỐT RÉT Các vị thuốc chữa sốt rét qinghao, cinchona sử dụng từ lâu đời Nhưng đến đầu kỷ XIX, nghiên cứu hoá học thuốc sốt rét thực bắt đầu Năm 1834, quinin người châu Âu phân lập sử dụng Đây thuốc dùng trị sốt rét sớm dạng hoạt chất Nó có tác dụng với thể phân liệt, tác dụng với thể giao bào độc Đến năm 1926, primaquin tổng hợp Đức Dẫn xuất nhóm aminoquinolin có tác dụng diệt thê giao bào thê ngủ gan, dùng cắt đường lan truyền ký sinh trùng điều trị tiệt p vivax Cloroquin, dẫn xuất thuộc nhóm 4-aminoquinolin tổng hợp năm 1944 Cloroquin thuốc chống sốt rét lý tưởng nhiều năm, vừa có tác dụng p falciparum p vivax, vừa dùng dự phòng, lại độc thuốc chống sốt rét khác thời Năm 1948, nhóm thuốc kháng folic đời, proguanil cloproguanil có tác dụng tốt độc quinin Do dễ bị kháng mà proguanil không dùng từ 1965 Nhưng dùng lại vào điều trị dự phòng Đến năm 1951, pyrimethamin tổng hợp, có chế kháng folic proguanil, độc Tuy nhiên dùng bị kháng cao Năm 1972, mefloquin đem vào sử dụng rộng rãi nhiều nước, với ưu điểm diệt thể phân liệt mạnh thải trừ chậm [1 i] Cũng vào năm 1972, artemisinin phân lập bới nhà khoa học Trung Quốc từ qinghao, thuốc sử dụng từ lâu đời Artemisinin có tác dụng mạnh ký sinh trùng sốt rét, tác dụng với chủng kháng đa thuốc Artemisinin dùng làm thuốc chữa sốt rét làm nguyên liệu bán tống hợp dẫn chất khác, tạo nhóm thuốc điều trị sốt rét có triển vọng [36][37] 1.2 NGUỔN GỐC, TÍNH CHAT CỦA ARTEMISININ 1.2.1 Nguồn gốc cấu tạo hoá học artemisinin Artemisinin hoạt chất có tác dụng chống sốt rét chiết xuất từ hao hoa vàng (Artemisia annua L Asteraceae) Cây mọc hoang trồng nhiều Trung Quốc, Việt Nam, có nhiều nơi khác An Độ, Châu Âu, Bắc Nam Mỹ Hàm lượng Artemisinin khơ có từ 0,01 đến 1,0% phụ thuộc vào nguồn gốc địa lý, thời điểm thu hái [23] Artemisinin sesquiterpenlacton có cầu CH3 nối peroxyd nội đặc trưng Công thức phân tử C 15H 220 Tên khoa học [3R-(3a, 5ap, ỏp, ocp, 9ot,12ị3, 12aR*)]-Octahydro-3,6,9-trimethyl-3,12- epoxy-12H-pyrano[4,3-j]-1,2-benzodioxepin- Artem isinin 10(3H)-on Artemisinin chất kết tinh không màu bột kết tinh trắng, khơng mùi, vị đắng Rất tan nước dầu, tan ete, ete dầu hoả, tan ethanol, aceton, dễ tan chloroform ethyl acetal Nhiệt độ nóng chảy 151-153°c, suất quay cực [a]D: 66,3° (C=l,64/cloroform) [26], 1.2.2 Các phản ứng hố học artemisinin Do phân tử có cầu peroxyd liên kết dễ bị phân huý, artemisinin bị biến đổi điều kiện khác thành hợp chất mà đa số không giữ khung ban đầu Trong mơi trường trung tính artemisinin bền vững Trong môi trường kiềm mạnh hay acid mạnh artemisinin bị hoạt tính cầu peroxyd bị phá huỷ ♦ Phàn ứng với kiềm Artemisinin dễ bị phân huỷ kiềm thành sản phẩm khác Khi cho artemisinin tác dụng với kali carbonat methanol nhiệt độ phòng tạo este (2), epoxy lacton (3) cetoacid (4) Nếu cho tác dụng với kiềm nước tạo thành pyran (5) Còn tác dụng với kiềm kéo dài sau acid hố thu lacton (6 ) [36] Trong dung dịch kiềm lỗng tạo hợp chất (7) gọi Q 292 có cực đại hấp thụ 292nm Phản ứng áp dụng phép định lượng quang phố tử ngoại đo mật độ quang sau thuỷ phân NaOH loãng, làm phản ứng trước hay sau cột định lượng sắc ký lỏng hiệu cao [35] h 3c (Q292) ♦ Phản ứng với acid Phản ứng artemisinin với acid tạo hỗn hợp phức tạp sản phẩm thuỷ phân xếp lại phân tử Artemisinin tác dụng với acid ethanol tạo thành ba hợp chất (8 ), (9), (10) [36] HCVC2 H5OH ♦ Phản ứng khử hoá Phản ứng khử hoá phản ứng có ý nghĩa artemisinin, tạo nhiều dẫn xuất quan trọng Với điều kiện khử hoá khác nhau, phân tử artemisinin bị khử nhóm khác nhau, tạo nhiều sản phẩm khác Khử hoá tác nhân LiAlH4 tạo hợp chất (11) (12) [32]: LiAlH - ► Khi khử hoá artemisinin hydro với xúc tác Pd/CaCCK, nhóm peroxid bị khử thành oxid, tạo thành deoxyartemisinin (13), chất khơng hoạt tính chống sốt rét: h2 P d/C aC O , 13 Khử hoá artemisinin natriborohydrid (NaBH4) melhanol nhiệt độ lạnh tạo dihydroartemisinin (14) mà ảnh hưởng đến nhóm peroxid [19] Dihydroartemisinin hợp chất trung gian quan trọng để tổng hợp nhiều dẫn chất khác: N aB H ị/m ethanol ► - 5°c F ile : O perator : A cquired : In stru m en t : S a m p le Name: M isc I n f o : V i a l N um ber: C:\H PCHEM \1\D ATA \M -D IP23 D P hong Cau t r u e , v i e n Hoa ho c 15 A p r 103 : pm u s i n g A c q M e t h o d N - D I P 9B MS TF-DHA S o l v e n t : CH C 13 S c a n ~ S ~ T T T ' - r ni l ĩ r r M - D r P S D Abundance 276 350000 300000 250000 235 55 136 200000 180 163 150000 81 334 67 109 123 100000 234 148 50000 j i ! : 1■ II I1! j_ m /z > • 60 ỉ ! • III 11 80 1 100 263 i : ! 1 III! Ill ill 191 li I J i i i l l i l i i i L L ' l i i l u J i L L I I I Li 120 140 160 180 200 316 216 i I i! II i ■I 'i t 220 240 260 306 349 288 280 300 320 340 366 360 PHỔ IR CỦA PF-DHA X: scan, 4.0cm-l, flat, Samp.PF-DHfl/Han-CND cạ Ù J N cà CỘ -sj QJ oCD CD "U ZT o3 CQ zz smooth 0I oc oo yi ca Q to VO m m o m cn CO o o o o o o o o (7\ cn ( Tt CT > < T » C r >< T > C r *C r > 0 0 0