Nghiên cứu tổng hợp nguyên liệu và bào chế viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài (full text)

ĐẶT VẤN ĐỀ Amantadin là hợp chất được công bố có tác dụng ức chế virus cúm từ năm 1964 trên phôi gà và chuột do có khả năng cản trở virus xâm nhập vào tế bào chủ [1]. Các kết quả nghiên cứu trong những năm tiếp theo đã cho thấy hợp chất này có khả năng ức chế các chủng virus cúm A khác nhau trên thực nghiệm và trên lâm sàng [2],[3],[4],[5]. Do có khả năng ức chế kênh M2 của virus cúm, nên amantadin được sử dụng để phòng và điều trị bệnh do virus, đặc biệt là virus cúm A. Hiện nay, ngoài sử dụng trong bệnh cúm A, thuốc còn được sử dụng nhiều trong điều trị bệnh Parkinson cả khi dùng đơn lẻ và dùng phối hợp với levodopa vì có khả năng cải thiện các rối loạn vận động gây ra bởi levodopa [6]. Ngoài ra, amantadin còn được dùng trong điều trị một số bệnh khác như: herpes, bệnh Creutzfeldt-Jakob,...[7],[8]. Các dạng thuốc của amantadin trên thị trường chủ yếu là dạng bào chế quy ước mà trong điều trị bệnh Parkinson thường phải uống hai hoặc nhiều lần trong một ngày, gây khó khăn cho người cao tuổi. Sử dụng amantadin giải phóng nhanh gặp phải hạn chế là nồng độ thuốc cao thường gây ra các tác dụng không mong muốn như chóng mặt, nhầm lẫn, ảo giác, mất ngủ và ác mộng [9]. Do đó, mục đích chính của việc bào chế dạng thuốc amantadin giải phóng kéo dài (GPKD) là để tránh các tác dụng không mong muốn phụ thuộc liều như trên. Các biệt dược bào chế quy ước chứa amantadin như: Symetrel, Endantadine, Innoprax-5, Fei Ke, Hao Wa Wa,…Biệt dược GPKD chứa amantadin như: viên nang Gocovri, viên nén Osmolex ER. Hiện nay, tuy thuốc đã được sản xuất ở nhiều nước nhưng các phản ứng tổng hợp amantadin vẫn còn phải thực hiện trong điều kiện phản ứng phức tạp [10],[11], hoặc quy trình phải sử dụng các nguyên liệu độc hại, đắt tiền, ít phổ biến [12],[13],[14], hoặc phải trải qua nhiều bước trung gian [15]... Vì vậy, để xây dựng được quy trình tổng hợp hiệu quả với hiệu suất cao, chủ động nguồn nguyên liệu để sản xuất thuốc ứng dụng trong điều trị bệnh Parkinson trong nước, đề tài luận án “Nghiên cứu tổng hợp nguyên liệu và bào chế viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài” được tiến hành với các mục tiêu đặt ra như sau: 1.Xây dựng được quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid quy mô 200 g/mẻ đạt tiêu chuẩn USP 37. 2.Bước đầu nghiên cứu xây dựng công thức bào chế viên nén amantadin hydroclorid 200 mg giải phóng kéo dài trong 12 giờ từ nguyên liệu tổng hợp được.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HỌC VIỆN QUÂN Y NGUYỄN VĂN THỊNH NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP NGUYÊN LIỆU VÀ BÀO CHẾ VIÊN NÉN AMANTADIN HYDROCLORID GIẢI PHÓNG KÉO DÀI LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI-2019 MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt ký hiệu luận án Danh mục bảng Danh mục hình ĐẶT VẤN ĐỀ Chương TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan amantadin hydroclorid 1.1.1 Tính chất lý, hóa học amantadin hydroclorid 1.1.2 Tác dụng dược lý 1.2 Tổng quan phương pháp tổng hợp amantadin hydroclorid 1.2.1 Các phương pháp tổng hợp từ adamantan 1.2.2 Các phương pháp tổng hợp từ dẫn xuất adamantyl halogenid 1.2.3 Các phương pháp tổng hợp từ nguyên liệu khác 1.2.4 Lựa chọn phương pháp tổng hợp 1.3 Một số dạng bào chế amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 1.3.1 Dạng bào chế amantadin hydroclorid theo chế bao giải phóng kéo dài 1.3.2 Dạng cốt thân nước giải phóng kéo dài 1.3.3 Dạng bào chế amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài theo chế thẩm thấu Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN 40 CỨU 2.1 Nguyên vật liệu thiết bị nghiên cứu 2.1.1 Nguyên vật liệu 2.1.2 Thiết bị dụng cụ 40 40 42 2.2 Phương pháp nghiên cứu 2.2.1 Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp 43 43 amantadin hydroclorid quy mơ 200 g/mẻ 2.2.2 Nghiên cứu kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn USP 54 37 đánh giá độ ổn định nguyên liệu amantadin hydroclorid 2.2.3 Phương pháp bào chế viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 2.2.4 Phương pháp xử lý số liệu Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Kết nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid quy mô 200 g/mẻ 3.1.1 Kết khảo sát, cải tiến quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, có sử dụng acid nitric, qua ba giai đoạn sở công bố Moiseev I.K 3.1.2 Kết nghiên cứu tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, có sử dụng acid nitric, qua hai giai đoạn 3.1.3 Kết nghiên cứu tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, có sử dụng acid sulfuric, qua hai bước phản ứng 3.1.4 Kết nâng cấp quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid quy mơ phịng thí nghiệm 200 g/mẻ 3.2 Kết kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn USP 37 đánh giá độ ổn định nguyên liệu amantadin hydroclorid 3.2.1 Kết kiểm nghiệm nguyên liệu amantadin hydroclorid theo tiêu chuẩn USP 37 3.2.2 Kết đánh giá độ ổn định nguyên liệu amantadin hydroclorid 3.3 Kết nghiên cứu bước đầu bào chế viên nén 57 62 63 amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 3.3.1 Kết xây dựng thẩm định phương pháp định lượng amantadin hydroclorid 3.3.2 Kết xây dựng thành phần công thức viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 3.3.3 Kết đánh giá tiêu chuẩn chất lượng xây dựng tiêu chuẩn sở viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài Chương BÀN LUẬN 12 4.1 Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid 200 g/mẻ 4.1.1 Lựa chọn tổng hợp amantadin hydroclorid dựa phương pháp Moiseev I.K cộng 4.1.2 Cải tiến quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, có sử dụng acid nitric, qua ba giai đoạn sở công bố Moiseev I.K 4.1.3 Tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, có sử dụng acid nitric, qua hai giai đoạn 4.1.4 Tổng hợp amantadin adamantan, acetonitril, có hydroclorid sử dụng từ acid sulfuric, qua hai giai đoạn 4.1.5 Nhận diện, xác định cấu trúc hợp chất trung gian sản phẩm amantadin hydroclorid 4.1.6 Nâng cấp quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid quy mơ 200 g/mẻ 4.2 Kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn USP 37 đánh giá độ ổn định amantadin hydroclorid 4.3 Bước đầu bào chế viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 4.3.1 Lựa chọn dạng bào chế hàm lượng viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 200 mg 4.3.2 Định lượng amantadin hydroclorid nghiên cứu bào chế viên nén giải phóng kéo dài 4.3.3 Xây dựng tối ưu hóa cơng thức bào chế viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 4.3.4 Xây dựng tiêu chuẩn sở viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài KẾT LUẬN 14 KIẾN NGHỊ 15 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH CƠNG BỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI LUẬN ÁN TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU TRONG LUẬN ÁN ST T 10 11 Phần viết Phần viết đầy đủ tắt 13 C-NMR H-NMR Carbon-13 nuclear magnetic resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân 13C) Proton nuclear magnetic resonance (Cộng Aq ASEAN hưởng từ hạt nhân 1H) Aqueous (Dung dịch nước) Association of Southeast Asian Nations BB Cl CT DC DCP DĐVN DEG (Hiệp hội Quốc gia Đông Nam Á) Bromophenol blue Clearance (Độ thải) Công thức Dược chất Dicalci phosphat Dược điển Việt Nam Diethylen glycol 12 ĐHT Độ hòa tan 13 EC 14 FDA Ethyl cellulose Food and Drug Administration 15 GC (Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm) Gas chromatography (Sắc ký khí) 16 GP Giải phóng 17 GPKD 18 HPMC Giải phóng kéo dài Hydroxypropylmethylcellulose 19 Hpư Hiệu suất phản ứng 20 Mp Melting point (Nhiệt độ nóng chảy) ST Phần viết Phần viết đầy đủ T tắt 21 Msp Khối lượng sản phẩm 22 MtBE Methyl tert-butyl ether 23 TG1 1-adamantyl nitrat (Sản phẩm trung gian 24 TG2 1) N-(1-adamantyl)acetamid (Sản phẩm trung gian 2) 25 TCCL 26 TCCS Tiêu chuẩn chất lượng Tiêu chuẩn sở 27 TFA 28 THF Trifluoroacetic acid Tetrahydrofuran 29 TLC Thin layer chromatography (Sắc ký lớp 30 31 32 33 34 35 36 37 38 mỏng) Nhiệt độ nóng chảy Polyethylen Propylen glycol Phản ứng Reflux (Hồi lưu) Room temperature (Nhiệt độ phòng) Standard Deviation (Độ lệch chuẩn) Sản phẩm United States Pharmacopoeia (Dược điển Tnc PE PG PƯ RF RT SD SP USP 39 WHO Mỹ) World Health Organization (Tổ chức Y tế 40 X Thế giới) Giá trị trung bình DANH MỤC CÁC BẢNG Bản Tên bảng g 1.1 Thành phần hạt cốm chứa dược chất viên 1.2 nang amantadin theo Smith I.K cộng Thành phần phần dịch bao pellet viên nang 1.3 amantadin theo Smith I.K cộng Thành phần viên nang amantadin theo Smith I.K 1.4 cộng Kết thử độ hịa tan pellet giải phóng kéo 1.5 dài Smith I.K cộng Công thức viên amantadin hydroclorid giải phóng 1.6 kéo dài theo Went G.T cộng Các thông số dược động học ba dạng bào Tran g chế amantadin giải phóng kéo dài (A,B,C), đối 1.7 chứng với SYMMETREL® (IR) Cơng thức viên amantadin hydroclorid giải phóng 1.8 kéo dài theo Grabowski S cộng Công thức viên amantadin hydroclorid theo Befumo M cộng 1.9 Công thức viên theo Werts C.F cộng 1.10 Công thức viên theo Cardinal J.R cộng 1.11 Dạng bào chế kiểm soát giải phóng theo chế 2.1 thẩm thấu theo Verger J.A cộng Các nguyên liệu, hóa chất sử dụng nghiên 2.2 cứu tổng hợp amantadin hydroclorid Các nguyên liệu, hóa chất sử dụng nghiên 2.3 cứu kiểm nghiệm amantadin hydroclorid Các nguyên liệu, hóa chất sử dụng nghiên cứu bào chế viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài Bản Tên bảng g 2.4 Các công thức bào chế viên nén amantadin 3.1 hydroclorid giải phóng kéo dài Kết khảo sát tỉ lệ mol acid nitric g adamantan phản ứng tổng hợp 13.2 adamantyl nitrat Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản 3.3 ứng Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian phản 3.4 ứng Kết khảo sát tỉ lệ mol acetonitril 1- 3.5 adamantyl nitrat Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản 3.6 ứng giai đoạn Kết khảo sát loại dung môi sử dụng phản 3.7 ứng giai đoạn Kết khảo sát môi trường kiềm dùng 3.8 phản ứng tổng hợp amantadin Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến 3.9 phản ứng Kết khảo sát thời gian thực phản ứng giai đoạn 3.10 Kết khảo sát tỷ lệ mol NaOH N-(1 adamantyl)acetamid 3.11 Kết khảo sát tỷ lệ mol PG N- (1 adamantyl) acetamid 3.12 Các biến độc lập khoảng biến thiên 3.13 Tran Kết thực nghiệm theo thiết kế phần mềm Mode 8.0 3.14 Kết kiểm chứng lại dự đoán phần mềm Bản Tên bảng g Modde 8.0 3.15 Kết khảo sát thời gian phản ứng tổng hợp N (1-adamantyl)acetamid 3.16 Kết khảo sát tỷ lệ mol HNO3 adamantan phản ứng tổng hợp N-(1- adamantyl)acetamid 3.17 Kết khảo sát tỷ lệ mol acetonitril adamantan phản ứng tổng hợp N-(1- adamantyl)acetamid 3.18 Kết khảo sát nhiệt độ phản ứng tổng hợp N (1-adamantyl)acetamid 3.19 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tổng hợp N-(1-adamantyl)acetamid điều kiện gia nhiệt vi sóng 3.20 Kết khảo sát tỷ lệ mol acid nitric adamantan điều kiện gia nhiệt vi sóng 3.21 Kết khảo sát tỷ lệ mol acetonitril adamantan điều kiện gia nhiệt vi sóng 3.22 Kết khảo sát ảnh hưởng thời gian thực phản ứng giai đoạn điều kiện gia nhiệt vi sóng 3.23 Kết khảo sát lựa chọn loại dung môi 3.24 Kết khảo sát tỷ lệ mol NaOH N-(1- adamantyl)acetamid 3.25 Kết khảo sát thời gian thực phản ứng 3.26 Kết khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản Tran g 166 Từ kết đánh giá tiêu chuẩn đề xuất Bảng 3.52, để tiến hành thẩm định tiêu chuẩn sở Kết thẩm định TCCS viên nén amantadin hydroclorid GPKD trình bày Phụ lục Bảng 3.52 Kết đánh giá tiêu chuẩn chất lượng lơ viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài Chỉ tiêu chất lượng Tiêu chuẩn Lô AMV27 Lô AMV28 Lô AMV29 đề xuất Viên nén màu trắng, hình trụ trịn, bề mặt Hình thức viên nhẵn, bóng Đồng khối lượng % chênh lệch Đạt Đạt Đạt so với KLTB ≤ Có phổ IR phù hợp với phổ chất đối Định tính chiếu amantadin hydroclorid Chỉ tiêu chất Lô lượng Hàm lượng amantadin AMV27 hydroclorid so với 99,2±0,3 Lô AMV28 99,9±0,4 Lô Tiêu chuẩn AMV29 đề xuất 98,5±0,1 95,0 – 105,0 nhãn (% ± SD, n=3) Độ hòa tan (%,n=6): 28,34±0,9 28,91±0,90 28,51±1,1 10 65,53±1,4 65,60±2,80 66,49±2,5 86,92±3,7 4 87,51±3,36 87,96±4,0 ≤30 50 - 70 ≥ 80 Như vậy, từ kết nghiên cứu khảo sát, luận án bước đầu nghiên cứu bào chế dạng viên nén amantadin 167 hydroclorid GPKD xây dựng TCCS cho viên nén bào chế 168 CHƯƠNG BÀN LUẬN 3.1 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP AMANTADIN HYDROCLORID 200 G/MẺ 3.1.1 Lựa chọn tổng hợp amantadin hydroclorid dựa phương pháp Moiseev I.K cộng Phương pháp tổng hợp Moiseev I.K cộng dựa chế phản ứng Ritter Phản ứng Ritter thường dùng tổng hợp amid, phản ứng hóa học biến đổi nitril thành N-alkyl amid cách sử dụng tác nhân alkyl hóa điện tử [91],[92],[93] Trong phản ứng Ritter, ion carbenium hình thành môi trường acid: Ion carbenium phản ứng cộng với nitril tạo chất trung gian ion nitril Sau phức hợp ion bị thủy phân nước tạo thành dẫn xuất amid tương ứng Trong thực tế, nhiều amid tổng hợp dựa chế phản ứng Ritter Ritter mở rộng Trong phản ứng Ritter mở rộng, nhóm chức -OH carbon bậc ba thay nucleophin khác như: nhóm halogen, -ONO2, -OSO3H,… 169 Moiseev I.K cộng [15] tổng hợp TG2 dựa sở phản ứng Ritter mở rộng, theo sơ đồ sau: Phương pháp có ưu điểm dễ thực hiện, khơng địi hỏi nhiệt độ cao áp suất cao, dung mơi, hóa chất dụng cụ, thiết bị dễ tìm mua, phù hợp với điều kiện phịng thí nghiệm Phương pháp có hiệu suất công bố cao (hơn 80% giai đoạn) Hiệu suất gộp khoảng 57,8% Các thao tác quy trình dễ thực hiện, có khả triển khai sản xuất thực tế Tuy nhiên, phương pháp số hạn chế, cụ thể là: − Giai đoạn 1, tổng hợp TG1: Dùng thừa HNO (tỷ lệ HNO3:Adamantan 40:1) mà xử lý tinh chế thu hồi HNO (cho vào nước, nguy gây ô nhiễm môi trường) − Trong giai đoạn 2, chuyển TG1 sang dạng TG2: sử dụng acid H2SO4 đặc, vừa tiêu tốn nguyên liệu này, đồng thời có nguy gây nhiễm mơi trường Trong sử dụng acid HNO 3, tác nhân phản ứng giai đoạn 1, để làm xúc tác cho phản ứng giai đoạn Trong trình xử lý phân lập chất TG2, tác giả dùng benzen để chiết, gây tốn dung môi độc hại Trong lúc đó, TG2 lại tan nước, kết tủa nước để lấy phương pháp kết tủa Ngoài ra, giai đoạn này, việc sử dụng tác nhân chưa hợp lý, chất sử dụng thừa nhiều, gây lãng phí gây nhiễm mơi trường − Giai đoạn 3, deacetyl hóa TG2 thành amantadin: Thực đun hồi lưu với nhiệt độ cao (240ºC) thời gian dài Điều vừa tiêu tốn nhiên liệu vừa tiềm ẩn nguy gây cháy nổ, có khả xuất tạp chất hữu 170 không mong muốn, gây mát nhiệt độ amantadin bị thăng hoa, làm giảm hiệu suất trình tổng hợp − Quá trình tạo amantadin hydroclorid từ amantadin: thực cách cho dạng base phản ứng với khí HCl ether Q trình tương đối phức tạp cần trang bị thiết bị có khả nạp khí, sục khí để bão hịa HCl ether Ngồi ra, dung mơi sử dụng ether dung mơi dễ gây cháy nổ Vì ưu điểm hạn chế trên, nên phương pháp lựa chọn làm sở để tiến hành nghiên cứu quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid 3.1.2 Cải tiến quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, có sử dụng acid nitric, qua ba giai đoạn sở công bố Moiseev I.K Từ phương pháp tổng hợp amantadin hydroclorid phần tổng quan, mục 1.2, chúng tơi lựa chọn quy trình Moiseev I.K cộng [15] để nghiên cứu tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan Trong đó, chúng tơi nhận thấy cải thiện quy trình sau: − Có thể giảm tỷ lệ hố chất dùng dư giai đoạn phản ứng, giảm lượng acid nitric dùng dư phản ứng tổng hợp TG1 − Trong giai đoạn tạo TG2 không cần chiết benzen để thu sản phẩm này, mà cần đổ hỗn hợp phản ứng vào nước để sản phẩm kết tủa Bằng cải tiến này, sử dụng tới dung môi độc benzen − Trong giai đoạn tổng hợp amantadin, sử dụng PG thay cho DEG Vì vậy, nhiệt độ phản ứng giảm từ 245°C xuống 120°C, thời gian phản ứng giảm từ 36 h 10,5 h Thực phản ứng nhiệt độ thấp vừa tiết kiệm lượng, dễ thao tác mà tránh thăng hoa amantadin nhiệt độ >150ºC 171 − Giai đoạn tạo muối hydroclorid amantadin, sử dụng dung dịch HCl thay cho khí HCl ether Cải tiến giúp đơn giản hố quy trình thực phản ứng, thay khí HCl khó kiếm dung dịch HCl dễ mua 3.1.2.1 Ảnh hưởng yếu tố phản ứng phản ứng tổng hợp TG1 Các kết nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố phản ứng tới hiệu suất phản ứng tổng hợp TG1 cho thấy yếu tố: tỉ lệ mol acid nitric adamantan, nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng có ảnh hưởng rõ rệt tới hiệu suất phản ứng Trong phản ứng tổng hợp TG1, acid nitric vừa có vai trị dung mơi vừa tác nhân phản ứng tỉ lệ acid nitric:adamantan (40:1) mà Moiseev I.K sử dụng nhiều, gây lãng phí hóa chất Do đó, trước tiên, chúng tơi khảo sát tỷ lệ mol để lựa chọn giá trị thích hợp Trong khoảng tỉ lệ mol 6:1 đến 18:1 hiệu suất phản ứng tăng theo lượng HNO3 thêm vào (từ 40,5 đến 83,2%) Tuy nhiên, tiếp tục tăng HNO3 hiệu suất phản ứng có xu hướng giảm điều giải thích lượng HNO thừa tiếp tục oxy hóa vào vị trí khác phân tử tạo sản phẩm không mong muốn khác Với tỷ lệ mol 18:1 12:1, hiệu suất phản ứng khác biệt khơng nhiều, giảm đáng kể lượng HNO đem phản ứng Do đó, chúng tơi chọn tỷ lệ mol acid nitric adamantan cho vào 12:1 để tiến hành khảo sát tiếp theo, vừa tiết kiệm hóa chất vừa cho hiệu suất phản ứng cao Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố tỷ lệ mol giúp lựa chọn tỷ lệ hoá chất phù hợp, tránh lãng phí dư thừa 172 nhiều chất tham gia phản ứng Chính lượng dư q nhiều hố chất làm giảm nồng độ, làm giảm hiệu suất phản ứng tổng hợp Về ảnh hưởng nhiệt độ, yếu tố ảnh hưởng mạnh tới hiệu suất phản ứng Trong khoảng nhiệt độ thay đổi 10ºC, hiệu suất thay đổi từ vài tới hàng chục phần trăm Ở nhiệt độ 40°C, hiệu suất phản ứng giảm Nguyên nhân adamantan bị oxy hóa tạo nhiều sản phẩm phụ khác nhau; đồng thời nhiệt độ phản ứng tăng lên 30°C thấy lượng khí NO2 màu nâu nhiều chứng tỏ HNO3 bị phân hủy, làm hiệu suất bị giảm Về yếu tố thời gian thực phản ứng, kết thúc phản ứng phút 20 hiệu suất TG1 tạo thấp (75,63%), có lẽ chưa đủ thời gian để phản ứng kết thúc cách hoàn toàn Thực phản ứng khoảng thời gian 30 phút 60 phút cho hiệu suất cao 82,74 83,25% Tuy nhiên, kéo dài thời gian phản ứng lên 90 phút hiệu suất lại có xu hướng giảm, điều lý giải thời gian phản ứng kéo dài tạo nhiều sản phẩm không mong muốn khác 3.1.2.2 Ảnh hưởng yếu tố phản ứng phản ứng tổng hợp TG2 Xử lý hỗn hợp sau phản ứng với quy trình phức tạp ảnh hưởng nhiều đến hiệu suất Theo phương pháp Moiseev I.K [15], dung môi sử dụng benzen, dung mơi độc hại Do đó, cần thiết phải tiến hành cải tiến phương pháp xử lý hỗn hợp sau phản ứng nhằm đơn giản hóa quy trình tổng hợp, tìm cách xử lý hỗn hợp đơn giản, khơng độc hại an tồn với mơi trường Các kết nghiên 173 cứu chúng tối cho thấy phương pháp cải tiến xử lý, tách sản phẩm từ hỗn hợp sau phản ứng cách cho nước đá vào hỗn hợp phản ứng thay chiết benzen phù hợp, an toàn tiết kiệm Trong dung mơi nước, hợp chất TG2 khơng tan nên kết tủa dễ dàng, chất tham gia phản ứng khác acid sulfuric, acetonitril bị hoà tan vào nước nên sản phẩm TG2 thu có hiệu suất cao tương đối Quá trình giúp tiết kiệm nhiều thời gian xử lý phản ứng, thao tác tách loại sản phẩm đơn giản, cần công đoạn, thời gian ngắn, tiết kiệm dung môi, tránh dung môi benzen độc hại tăng hiệu suất cho phản ứng Phương pháp xử lý hỗn hợp phản ứng nước có hiệu suất đạt 78,24 % theo tài liệu [15]: chiết hỗn hợp sau phản ứng benzen cho hiệu suất 68,05% Các kết cho thấy: tỉ lệ mol acetonitril TG1 có ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng Khi tăng tỉ lệ mol từ 6:1 lên 14:1 hiệu suất tăng đáng kể từ 58,73% lên 78,76% Trong khoảng tỉ lệ mol từ 14:1 đến 24:1 hiệu suất chênh lệch khơng đáng kể Do để tiết kiệm lượng dung môi sử dụng, lựa chọn tỉ lệ mol acetonitril TG1 14:1 để tiến hành khảo sát mà không cần sử dụng đến tỷ lệ 19:1 tài liệu công bố Về ảnh hưởng nhiệt độ, thông thường nhiệt độ tăng thời gian phản ứng giảm Khi nhiệt độ tăng từ 20°C lên 50°C hiệu suất phản ứng tăng đáng kể từ 69,95% lên 79,79% Hiệu suất phản ứng đạt cao 50°C (79,79%), tiếp tục tăng nhiệt độ tới 90ºC hiệu suất có dấu hiệu giảm Sở dĩ nhiệt độ 174 tăng cao, sản phẩm tạo có khả bị phân hủy làm cho hiệu suất phản ứng bị giảm 3.1.2.3 Ảnh hưởng yếu tố thực phản ứng đến hiệu suất tổng hợp amantadin hydroclorid Trong phản ứng tổng hợp amantadin, sử dụng dung mơi nước, ethanol 96 % glycerin phản ứng không xảy ra; sử dụng dung môi methanol PEG 400 thời gian phản ứng kéo dài hiệu suất phản ứng thấp Tuy nhiên propylen glycol thời gian phản ứng ngắn phù hợp hơn, hiệu suất phản ứng 70,05% Do propylen glycol lựa chọn làm dung môi dùng phản ứng giai đoạn Về ảnh hưởng nhiệt độ, nhiệt độ từ 110ºC -188ºC, phản ứng thủy phân thực để tạo amantadin nhiệt độ phản ứng tăng lên thời gian phản ứng rút ngắn Trong q trình thực phản ứng chúng tơi nhận thấy nhiệt độ phản ứng cao (tới 188ºC – nhiệt độ sơi propylen glycol) khả thăng hoa sản phẩm tạo amantadin (dạng base) nhiều làm cho hiệu suất phản ứng bị giảm Khi giảm nhiệt độ xuống 150ºC amantadin base bị thăng hoa nên hiệu suất giảm Tuy nhiên giảm nhiệt độ xuống 110ºC thấy hiệu suất phản ứng không bị giảm nhiều thời gian phản ứng lại kéo dài (15 h) Ở nhiệt độ 120ºC 130ºC hiệu suất phản ứng gần nhau, để có hiệu suất phản ứng cao thời gian phản ứng ngắn, lựa chọn nhiệt độ phản ứng 130ºC Về ảnh hưởng thời gian, thời gian phản ứng h, hiệu suất phản ứng thấp có lẽ chưa đủ thời gian 175 để phản ứng xảy hoàn toàn Tại thời điểm h thời điểm hết nguyên liệu hiệu suất phản ứng cao lại 7,5 h, phản ứng cần thời gian để xảy hoàn toàn Tuy nhiên tiếp tục kéo dài thời gian phản ứng hiệu suất phản ứng lại giảm sản phẩm amantadin base tạo thành phần phân hủy môi trường kiềm tác động nhiệt độ Về ảnh hưởng môi trương kiềm tỷ lệ mol kiềm TG2, kết cho thấy NaOH KOH cho hiệu suất phản ứng gần nhau, KOH NaOH kiềm mạnh Do sử dụng NaOH KOH thay cho nhau, tùy vào điều kiện sẵn có phịng thí nghiệm Kết cho thấy tỷ lệ mol NaOH TG2 7,5:1 cho hiệu suất cao (73,26%) Khi giảm tỷ lệ mol NaOH TG2 (2,5:1) hiệu suất phản ứng giảm nhiều làm giảm nồng độ NaOH, từ làm giảm tốc độ hiệu suất phản ứng Tuy nhiên tăng tỷ lệ mol NaOH TG2 (10:1) hiệu suất phản ứng giảm đáng kể tăng nồng độ NaOH với tác động nhiệt độ cao làm cho phần sản phẩm tạo bị phân huỷ Về tỷ lệ mol PG TG2, giảm tỷ lệ mol PG TG2 hiệu suất phản ứng giảm thiếu dung mơi hịa tan, khuếch tán TG2 Tuy nhiên tăng tỷ lệ mol PG TG2 lên 8,2:1 9,6:1 hiệu suất phản ứng bị giảm đi, tăng lượng PG làm giảm nồng độ NaOH dẫn đến làm giảm tốc độ phản ứng Trong q trình acid hố amantadin tạo thành amantadin hydroclorid, tài liệu trước đây, phải dùng tới khí HCl ether nên trình tiến hành gặp nhiều khó khăn, dễ 176 cháy nổ điều kiện phịng thí nghiệm thường Kết nghiên cứu chúng tơi cho thấy: dùng dung dịch HCl 18,5% để tiến hành phản ứng mà không cần dùng thêm dung môi ether Kết nghiên cứu giúp cho quy trình tổng hợp trở nên đơn giản dễ thực hơn, từ dễ triển khai quy mô lớn 3.1.2.4 Tối ưu hố quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid phần mềm Modde Từ kết khảo sát thực nghiệm, lựa chọn yếu tố nhiệt độ phản ứng, thời gian phản ứng tỷ lệ mol PG : TG2, tỷ lệ NaOH : TG2 để tối ưu theo mơ hình thiết kế mặt tổ hợp tâm Trên sở liệu thu thập được, phần mềm đưa phương trình hồi quy, hình ảnh mặt đáp ảnh hưởng biến tới hiệu suất phản ứng Từ kết phân tích phần mềm cho thấy có mối tương quan biến đầu vào biến đầu thiết với hệ số tương quan R2=0,991 Chứng tỏ yếu tố nhiệt độ, thời gian, tỷ lệ mol NaOH: TG2, PG: TG2 có ảnh hưởng mật thiết tới hiệu suất phản ứng Các liệu thu thập từ phần mềm hoàn toàn phù hợp với quan sát ảnh hưởng biến tới hiệu suất tiến hành khảo sát thực nghiệm trước Khi tăng nhiệt độ tăng hiệu suất phản ứng tăng lên nhiều Tăng tỷ lệ mol NaOH hiệu suất giảm giảm Tỷ lệ mol PG ảnh hưởng tới hiệu suất phản ứng, tăng hiệu suất phản ứng lại giảm Thời gian ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng, kéo dài thời gian đến 7,5h hiệu suất tăng lên kéo dài hiệu suất lại có xu hướng 177 giảm Trong yếu tố khảo sát mức độ ảnh hưởng tới hiệu suất xếp từ tới nhiều sau: tỷ lệ NaOH < tỷ lệ PG < Thời gian < nhiệt độ Kết từ phần mềm tỷ lệ PG:NaOH:TG2 tối ưu 6,8:7,5:1 Khoảng thời gian tối ưu cho hiệu suất cao mà phần mềm thực nghiệm 6,6-7,5 h Kết phù hợp với kết nghiên cứu ảnh hưởng thời gian tới hiệu suất phản ứng tổng hợp Phản ứng hết nguyên liệu sau h (theo dõi sắc ký lớp mỏng) sau khoảng thời gian ngắn sau hiệu suất phản ứng đạt giá trị cao Từ kết nghiên cứu khảo sát tối ưu hố, thơng số tối ưu áp dụng giai đoạn tổng hợp amantadin hydroclorid từ TG2 quy trình tổng hợp 3.1.3 Tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, có sử dụng acid nitric, qua hai giai đoạn Từ nghiên cứu khảo sát xây dựng quy trình tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, acid nitric qua giai đoạn sở công bố Moiseev I.K để nghiên cứu, khảo sát phương pháp tổng hợp đơn giản, khả thi để triển khai quy mơ lớn có hiệu suất cao Dựa sở phương pháp Moiseev I.K cộng sự, phương pháp nghiên cứu đề tài luận án dựa theo chế phản ứng Ritter mở rộng Cụ thể, mơi trường H+ khơng phải H2SO4 mà HNO3 đặc, hợp chất chứa carbon bậc TG1, Ad-X mà dùng adamantan Phương pháp để tổng hợp amantadin hydroclorid tiến hành qua hai bước Trong đó, TG2 tổng hợp từ adamantan, acid nitric, acetonitril 178 bước Bước deacetyl hóa TG2 thành amantadin với NaOH nước PG 130ºC Sau amantadin tạo thành acid hoá với dung dịch HCl để thu amantadin hydroclorid Quy trình hai bước nghiên cứu điều kiện gia nhiệt thông thường điều kiện gia nhiệt vi sóng Các thơng số phản ứng khảo sát để lựa chọn giá trị phù hợp 3.1.3.1 Trong điều kiện gia nhiệt thông thường Adamantan phản ứng với HNO Sau đó, thêm acetonitril vào hỗn hợp phản ứng để thu TG2 Trong bước thứ hai, chuyển TG2 thành amantadin hydroclorid, TG2 phản ứng với NaOH, PG, nước để thu amantadin Sau amantadin thu phản ứng với dung dịch HCl tạo thành muối amantadin hydroclorid Hiệu suất quy trình 62,50% Đây phương pháp tổng hợp đơn giản kinh tế, gồm bước Ưu điểm cụ thể phương pháp sau: Trong bước thứ 1, tổng hợp TG2 từ adamantan thực bước, khơng cần phải phân lập TG1, thay bước cơng bố trước [15] Vì rút ngắn giúp cải thiện nhiều hiệu suất phản ứng tiết kiệm cơng sức, hố chất dung mơi thời gian Hơn nữa, quy trình này, không cần dùng tới H 2SO4 đặc cho phản ứng tạo TG2 sở phản ứng Ritter mở rộng, mà dùng lượng HNO3 dư thừa sau q trình tạo TG1 để có H+ cho phản ứng Ritter với tác nhân acetonitril Việc không cần dùng đến H 2SO4 vừa tiết kiệm nguyên liệu, vừa giúp giảm nguy độc hại ô nhiễm mơi trường Trong quy trình này, chúng tơi giảm lượng hoá chất sử dụng cho phản ứng Tỷ lệ mol adamantan: HNO3: CH3CN: H2SO4 1:10:10:0 thay cho 179 1:44:13:3,2 quy trình Moiseev I.K cộng [15] Hơn nữa, không sử dụng benzen để tách TG2 mà phân lập hợp chất đơn giản cách kết tủa đổ trực tiếp vào nước đá để thu TG2 Vì tránh việc dùng benzen-là dung môi độc giúp tiết kiệm thời gian thực nghiệm Kết hiệu suất TG2 83,15% (so với 66,40%[15]) Trong bước thứ 2, tổng hợp amantadin hydroclorid từ TG2, dùng NaOH dung môi (nước PG) 130ºC 7,5 thay cho việc đun hồi lưu NaOH DEG 15 (245ºC) công bố trước Moiseev I.K cộng [15] Amantadin hydroclorid hình thành phản ứng amantadin với HCl 5N thay cho khí HCl bão hồ ether [15] Sự cải tiến tránh việc sử dụng ether trình tạo muối, giúp cho quy trình chúng tơi phù hợp với sản xuất quy mô lớn Với việc tạo amantadin hydroclorid từ amantadin HCl 5N mà khơng dùng khí HCl ether, quy trình chúng tơi trở nên đơn giản an tồn quy trình Moiseev I.K [15] Cải tiến giảm giai đoạn phân lập TG1 giúp rút ngắn thời gian, giảm bước, làm tăng hiệu suất quy trình tổng hợp Kết hiệu suất tồn quy trình phương pháp 62,50% (so với quy trình ba giai đoạn Moiseev I.K 57,8%) 3.1.3.2 Trong điều kiện gia nhiệt vi sóng Chiếu xạ vi sóng áp dụng thành công tổng hợp hợp chất hữu Ưu điểm phương pháp là: tốc độ gia nhiệt nhanh, có khả bứt vỡ liên kết tố nhanh Ngồi ra, phương pháp cịn có đặc tính đặc biệt mà phương pháp gia nhiệt thường khơng có, khả gia nhiệt có chọn lọc phân tử phân cực định Nhờ đặc tính mà có phản ứng hữu xảy với 180 phương pháp vi sóng, khơng xảy gia nhiệt thơng thường Vì ưu điểm trên, nên phương pháp chiếu xạ vi sóng có hiệu suất độ tinh khiết sản phẩm cao hơn, giảm thời gian công sức thực phản ứng Trong phương pháp tổng hợp amantadin hydroclorid kỹ thuật vi sóng, adamantan phản ứng với acid nitric 100% Sau thêm acetonitril, đem phản ứng lị vi sóng để thu TG2 Trong bước thứ hai, TG2 phản ứng với PG, NaOH, nước lị vi sóng thu amantadin Thêm dung dịch HCl vào amantadin để thu amantadin hydroclorid Sử dụng kỹ thuật vi sóng, thời gian tiến hành phản ứng hai giai đoạn giảm đáng kể: khoảng 1/2 thời gian cho giai đoạn (3 thay cho trường hợp làm nóng máy khuấy từ gia nhiệt thông thường), khoảng 1/4 thời gian cho giai đoạn (2 thay 7,5 trường hợp làm nóng máy khuấy từ gia nhiệt thơng thường), theo giảm khả hình thành sản phẩm phụ nhờ giảm bớt số bước quy trình tổng hợp amantadin (quá trình lại bước từ adamantan đến amantadin hydroclorid) tối ưu hóa yếu tố ảnh hưởng mà hiêụ suất tổng gộp trình đạt cao (đối với amantadin 80,38%, amantadin hydroclorid 71,56% tính từ adamantan), hiệu suất tăng lên từ 1520% so với quy trình tương đương loại 3.1.4 Tổng hợp amantadin hydroclorid từ adamantan, acetonitril, có sử dụng acid sulfuric, qua hai giai đoạn Dựa sở phương pháp tổng hợp hai bước từ adamantan, acetonitril, acid nitric, nhận thấy giữ ... phóng kéo dài 4.3.1 Lựa chọn dạng bào chế hàm lượng viên nén amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 200 mg 4.3.2 Định lượng amantadin hydroclorid nghiên cứu bào chế viên nén giải phóng kéo dài. .. dạng bào chế amantadin hydroclorid giải phóng kéo dài 1.3.1 Dạng bào chế amantadin hydroclorid theo chế bao giải phóng kéo dài 1.3.2 Dạng cốt thân nước giải phóng kéo dài 1.3.3 Dạng bào chế amantadin. .. cứu tổng hợp amantadin hydroclorid Các nguyên liệu, hóa chất sử dụng nghiên 2.3 cứu kiểm nghiệm amantadin hydroclorid Các nguyên liệu, hóa chất sử dụng nghiên cứu bào chế viên nén amantadin hydroclorid