Nghiên cứu tổng hợp carbocystein từ l cystin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐÀO NGUYỆT SƯƠNG HUYỀN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CARBOCYSTEIN TỪ L-CYSTIN LUẬN VĂN THẠC SỸ DƯỢC HỌC HÀ NỘI - 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ĐÀO NGUYỆT SƯƠNG HUYỀN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP CARBOCYSTEIN TỪ L-CYSTIN LUẬN VĂN THẠC SỸ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ MÃ SỐ: 60.73.01 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Đình Luyện HÀ NỘI –2011 LỜI CẢM ƠN Trong trình thực luận văn, nhận nhiều giúp đỡ từ thầy cơ, gia đình bạn bè Nhân dịp tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Đình Luyện – Bộ mơn Công Nghiệp Dược, người thầy trực tiếp hướng dẫn, bảo tạo điều kiện giúp đỡ q trình nghiên cứu, hồn thiện luận văn công việc Tôi xin chân thành cám ơn TS Nguyễn Văn Hân, DS Nguyễn Văn Giang, CN Phan Tiến Thành, DS Phạm Thị Hiền thầy cô, kỹ thuật viên môn Công Nghiệp Dược, Phòng Khảo thí Kiểm định chất lượng giúp đỡ tơi nhiệt tình, tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành luận văn Tơi nhận nhiều giúp đỡ tận tình cán Phòng Thí nghiệm trung tâm – Đại học Dược Hà Nội, Phòng phân tích phổ - Viện Hóa học Cơng Nghệ Việt Nam, Khoa Hóa –Trường Đại học Khoa học tự nhiên với thầy cô trường, phòng ban thư viện Tơi xin chân thành cảm ơn Cuối cùng, xin gửi lời cám ơn đến chồng, gia đình bạn bè nguồn động lực lớn giúp đỡ học tập sống Tôi xin chân thành cám ơn ! Hà Nội, ngày 19 tháng 10 năm 2011 Học viên Đào Nguyệt Sương Huyền MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN .3 1.1 Tổng quan carbocystein 1.1.1 Công thức cấu tạo 1.1.2 Tính chất vật lý .3 1.1.3 Tính chất hóa học 1.1.4 Tác dụng dược lý carbocystein 1.1.4.1 Dược lực học, dược động học 1.1.4.2 Tác dụng dược lý 1.2 Các phương pháp tổng hợp carbocystein 1.2.1 Phương pháp tổng hợp carbocystein qua chất trung gian L-cystein 10 1.2.1.1 Phương pháp khử hóa L-cystin thành L-cystein 10 1.2.1.2 Phương pháp tổng hợp carbocystein từ L-cystein 13 1.2.2 Phương pháp tổng hợp carbocystein từ L-cystin không qua tinh chế L-cystein 15 1.2.3 Phương pháp tổng hợp carbocystein từ nguyên liệu khác 16 CHƯƠNG NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 18 2.1 Nguyên vật liệu thiết bị 18 2.1.1 Ngun liệu, hóa chất dung mơi 18 2.1.2 Thiết bị, máy móc dụng cụ nghiên cứu 18 2.2 Nội dung nghiên cứu 19 2.3 Phương pháp nghiên cứu 20 2.3.1 Tổng hợp hóa học, tinh chế sản phẩm kiểm tra độ tinh khiết 20 2.3.2 Khẳng định cấu trúc 21 2.3.3 Phương pháp kiểm nghiệm carbocystein 21 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ 24 3.1 Khảo sát trình tổng hợp carbocystein từ L-cystin 24 3.1.1 Khảo sát trình tổng hợp carbocystein từ L-cystin thông qua sản phẩm trung gian L-Cystein 24 3.1.1.1 Khảo sát q trình khử hóa L-cystin thành L-Cystein 24 3.1.1.2 Khảo sát trình trình tổng hợp carbocystein từ L-Cystein 27 3.1.2 Khảo sát q trình tổng hợp Carbocystein từ L-cystin khơng qua tinh chế L-cystein 34 3.1.2.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng khử hóa 36 3.1.2.2 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol L-cystin Zn phản ứng khử hóa 36 3.1.2.3 Khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol L-cystin acid monocloroacetic 37 3.2 Kiểm tra độ tinh khiết khẳng định cấu trúc 41 3.2.1 Kiểm tra độ tinh khiết 41 3.2.2 Khẳng định cấu trúc 42 3.2.2.1 Phổ hồng ngoại 42 3.2.2.2 Phổ khối lượng 43 3.2.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 43 3.3 Lựa chọn quy trình tổng hợp carbocystein để triển khai tổng hợp quy mô 100g/mẻ 45 3.4 Nghiên cứu quy trình tinh chế carbocystein đạt tiêu chuẩn dược điển Anh 2007 46 3.5 Kiểm nghiệm carbocystein theo tiêu chuẩn dược điển Anh 2007… 46 CHƯƠNG BÀN LUẬN 48 4.1 Phản ứng tổng hợp carbocystein theo quy trình 48 4.1.1 Phản ứng khử hóa L-cystin thành L-cystein hydrochlorid monohydrat 48 4.1.2 Phản ứng alkyl hóa L-cystein hydrochlorid monohydrat thành carbocystein 50 4.2 Phản ứng tổng hợp carbocystein theo quy trình 51 4.3 Tinh chế sản phẩm đạt tiêu chuẩn dược điển Anh 2007 52 4.4 Lựa chọn quy trình để triển khai quy mơ phòng thí nghiệm 53 4.5 Khẳng định cấu trúc 54 4.5.1 Phổ hồng ngoại 54 4.5.2 Phổ khối lượng 55 4.5.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 55 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VÀ KÝ HIỆU VIẾT TẮT AMCA Acid monocloroacetic ATC 2-aminothiazolin-4-carboxylic acid BP British Pharmacopoeia (Dược điển Anh) COPD Chronic obstructive pulmonary disease – Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính KL Khối lượng KLPT Khối lượng phân tử IR Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại) L-CHM L-cystein hydroclorid monohydrat MS Mass spectroscopy (Phổ khối lượng) NMR Nuclear magnetic resonance spectroscopy (Phổ cộng hưởng từ hạt nhân) ppm Parts per million SCMC Carbocystein SKLM Sắc ký lớp mỏng TB Trung bình THF Tetrahydrofuran TNF Tumor nucrosis factor alpha t0nc Nhiệt độ nóng chảy DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3.1 Ảnh hưởng tác nhân khử hóa đến hiệu suất 25 Bảng 3.2 Ảnh hưởng nhiệt độ tới phản ứng khử hóa với Al 26 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ mol L-cystin: Al tới hiệu suất 27 Bảng 3.4 Ảnh hưởng pH tới hiệu suất 29 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất 29 Bảng 3.6 Ảnh hưởng tỉ lệ mol L-CHM: AMCA đến hiệu suất 30 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng khử hóa đến hiệu suất thu SCMC 36 Bảng 3.8 Ảnh hưởng tỉ lệ mol L-cystin: Zn đến hiệu suất thu SCMC 37 Bảng 3.9 Ảnh hưởng tỉ lệ mol L-cystin: AMCA tới hiệu suất thu SCMC 38 Bảng 3.10 Kết kiểm tra độ tinh khiết sản phẩm L-CHM; SCMC 41 Bảng 3.11 Số liệu phân tích phổ hồng ngoại chất tổng hợp 42 Bảng 3.12 Số liệu phân tích phổ khối lượng chất tổng hợp 43 Bảng 3.13 Số liệu phân tích phổ 1H-NMR chất tổng hợp 44 Bảng 3.14 Số liệu phân tích phổ 13C-NMR chất tổng hợp 44 Bảng 3.15 Kết tổng hợp SCMC với quy mô 100g/mẻ 45 Bảng 3.16 Kết tinh chế sản phẩm 46 Bảng 3.17 Kết kiểm nghiệm carbocystein theo BP 2007 47 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơ chế long đờm carbocystein Hình 1.2 Mơ hình điều chế đồng thời acid L-cysteic L-cystein 12 Hình 3.1 Sơ đồ quy trình khử hóa L-cystin thành L-CHM 32 Hình 3.2 Sơ đồ quy trình tổng hợp carbocystein từ L-CHM (quy trình 1) 33 Hình 3.3 Sơ đồ quy trình tổng hợp carbocystein từ L-cystin (quy trình 2) 40 ĐẶT VẤN ĐỀ Việt Nam nước có khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm quanh năm Do vậy, bệnh đường hơ hấp bệnh phổ biến Các bệnh hơ hấp có liên quan đến đờm thường gặp bao gồm: viêm phế quản cấp, viêm phổi loại vi khuẩn, virus, hen phế quản, bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính, tràn dịch màng phổi, lao phổi, ung thư phổi Các bệnh chiếm khoảng 80% số bệnh lý hơ hấp [1] Có nhiều loại thuốc sử dụng để điều trị bệnh đường hơ hấp có liên quan đến đờm, carbocystein dùng phổ biến Carbocystein có tác dụng làm lỏng dịch nhầy đường hô hấp, dùng trường hợp rối loạn hô hấp, đặc biệt liên quan đến tăng tiết tăng độ nhầy nhớt viêm phế quản cấp mạn tính, giãn phế quản, viêm phế quản dạng hen khí phế thũng Điều trị hỗ trợ viêm tai, viêm xoang, viêm mũi họng, chảy dịch ống tai giảm việc tăng tiết trước phẫu thuật [14], [24], [25] Các nghiên cứu gần chứng minh carbocystein có tác dụng tốt việc điều trị bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD) [14], [17] ức chế lây nhiễm virus cúm A [33] Trên thị thường Việt Nam biệt dược chứa carbocystein nhập từ nước ngoài, chưa đơn vị sản xuất nguyên liệu này, bệnh nhân sử dụng thuốc hàng ngày Do giá thành thành phẩm chứa carbocystein cao Để góp phần hồn thiện quy trình tổng hợp carbocystein, áp dụng để triển khai sản xuất nguồn nguyên liệu phục vụ ngành Công nghiệp Dược nước, tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp carbocystein từ L-cystin” với mục tiêu sau: Nghiên cứu quy trình tổng hợp carbocystein từ L-cystin quy mơ phòng thí nghiệm 10 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 ... nguồn nguyên liệu phục vụ ngành Công nghiệp Dược nước, tiến hành đề tài: Nghiên cứu tổng hợp carbocystein từ L- cystin với mục tiêu sau: Nghiên cứu quy trình tổng hợp carbocystein từ L- cystin quy... ứng tổng hợp carbocystein từ L- cystin Để tổng hợp carbocystein từ L- cystin có phương pháp chính: - Thực phản ứng khử L- cystin, tinh chế thu l y L- cystein hydrochlorid monohydat, sau dùng L- cystein... cho phản ứng thay vị trí β L- serin chất thioglycolic tốt alkylthioglycolat tạo thành S-(2-Ethylhexyloxycarbonylmethyl) -l- cystein, sau S-(2-ethylhexyloxycarbonylmethyl) -l- cystein bị thủy phân môi