Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HÀN LÂM KH&CN VIỆT NAM VIỆN HỐ HỌC Nguyễn Thị Thu NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP IMATINIB MESYLATE DÙNG LÀM THUỐC ĐIỀU TRỊ UNG THƢ MÁU LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Hà Nội - năm 2015 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN VIỆN HÀN LÂM KH&CN VIỆT NAM VIỆN HOÁ HỌC Nguyễn Thị Thu NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP IMATINIB MESYLATE DÙNG LÀM THUỐC ĐIỀU TRỊ UNG THƢ MÁU Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60440114 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN QUỐC VƢỢNG Hà Nội - năm 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu kết nghiên cứu nêu luận văn trung thực, chƣa đƣợc công bố cơng trình khác Tác giả Nguyễn Thị Thu LỜI CẢM ƠN Đề tài luận văn thực phịng Cơng nghệ Hóa dược – Viện Hóa sinh biển, kinh phí thực cấp Đề tài mã số CNHD.ĐT.037-12/14 thuộc “Chương trình nghiên cứu Khoa học cơng nghệ trọng điểm phát triển Cơng nghiệp Hóa đến năm 2020” - Cục Hóa chất, Bộ Cơng Thương Để hồn thành luận văn này, tơi nhận giúp đỡ nhiệt tình thầy cơ, anh chị bạn bè Với lòng biết ơn sâu sắc xin trân trọng gửi lời cảm ơn chân thành tới: TS Nguyễn Quốc Vượng - Trưởng phòng Cơng nghệ Hóa dược, người trực tiếp hướng dẫn, bảo có nhiều góp ý quý báu thời gian thực luận văn Các anh chị, bạn đồng nghiệp cơng tác Phịng Cơng nghệ Hóa dược Phịng Tổng hợp hữu cơ, Trung tâm nghiên cứu phát triển thuốc giúp đỡ, động viên tơi q trình thực luận văn Cuối tơi xin chân thành cảm ơn đến tồn thể gia đình, bạn bè, người thân cổ vũ, động viên tơi hồn thành luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Thu MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH CÁC KÍ KIỆU VIẾT TẮT MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 BỆNH UNG THƢ MÁU VÀ PHƢƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ 1.1.1 Những hiểu biết bệnh ung thƣ máu 1.1.2 Phân loại bệnh ung thƣ máu phƣơng pháp điều trị 1.2 Imatinib mesylate 1.2.1 Lịch sử hình thành trình phát triển 1.2.2 Cơ chế tác dụng CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 19 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu 19 2.1.1 Phƣơng pháp tổng hợp hữu 19 2.1.2.Phƣơng pháp sắc ký mỏng, phân lập tinh chế sản phẩm 20 2.1.3 Phƣơng pháp pháp xác định cấu trúc hóa học hợp chất hữu 22 2.2 Nội dung nghiên cứu 23 CHƢƠNG 3: THỰC NGHIỆM 25 2.1 Hóa chất thiết bị 25 2.1.1 Hóa chất 25 3.2 Tổng hợp nguyên liệu đầu 26 3.2.1 Tổng hợp 3-(Dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2-en-1-one (7) 26 3.2.2 Tổng hợp 4-(Pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (21) 28 3.3 Tổng hợp hợp chất trung gian 30 3.3.1 Tổng hợp N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl) pyrimidin-2-amine (8) 30 3.3.2 Tổng hợp chất 6-methyl-N-(4-pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine (9) 34 3.3.3 Tổng hợp 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl) pyrimidin-2ylamino)phenylbenzamide (12) 40 3.4 Phản ứng amine hóa điều chế imatinib base (2) 43 3.5 Phản ứng tạo muối imatinib mesylate (3) 46 3.6 Phƣơng pháp tinh chế imatinib base 48 3.7 Phƣơng pháp HPLC xác định hàm lƣợng sản phẩm imatinib mesylate 48 CHƢƠNG 4: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 50 4.1 Quy trình tổng hợp nguyên liệu đầu 52 4.1.1 Hợp chất 3-(Dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2-en-1-one (7) 52 4.1.2.Hợp chất 4-(Pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (21) 54 4.2 Quy trình tổng hợp sản phẩm trung gian 56 4.2.1 Hợp chất N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine(8) 56 4.2.2 Tổng hợp 6-Methyl-N-(4-pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine (9) 59 4.2.3 Tổng hợp 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2ylamino)phenylbenzamide (12) 60 4.3 Quy trình amine hóa điều chế imatinib base (2) 62 4.4 Quy trình tạo muối imatinib mesylate (3) 65 4.5 Việc tinh chế imatinib base 66 4.6 Hàm lƣợng imatinib mesylate theo kết HPLC 67 KẾT LUẬN 68 CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Nghiên cứu ảnh hưởng tỉ lệ mol tác nhân AcPy: DMF-DMA đến hiệu suất phản ứng 27 Bảng 2: Nghiên cứu ảnh hưởng lượng dung môi đến hiệu suất phản ứng 27 Bảng 3: Ảnh hưởng tỉ lệ mol tác nhân GuaNO3 đến hiệu suất phản ứng 29 Bảng 4: Ảnh hưởng lượng NaOH đến hiệu suất phản ứng .29 Bảng 5: Ảnh hưởng lượng dung môi đến hiệu suất phản ứng 29 Bảng 6: Ảnh hưởng tỉ lệ tác nhân đến hiệu suất phản ứng .31 Bảng 7: Ảnh hưởng tỉ lệ xúc tác đến hiệu suất phản ứng 32 Bảng 8: Ảnh hưởng bazơ đến hiệu suất phản ứng 33 Bảng 9: Kết khảo sát ảnh hưởng tác nhân khử 36 Bảng 10: Kết khảo sát ảnh hưởng dung môi 38 Bảng 11: Kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ mol tác nhân phản ứng 39 Bảng 12: Ảnh hưởng xúc tác basơ đến hiệu suất phản ứng 41 Bảng 13: Ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất phản ứng 41 Bảng 14: Ảnh hưởng tỷ lệ mol tác nhân tới hiệu suất phản ứng 42 Bảng 15: Ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất phản ứng 44 Bảng 16 : Ảnh hưởng lượng tác nhân đến hiệu suất phản ứng 45 Bảng 17: Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng 45 Bảng 18: Ảnh hưởng dung môi đến hiệu suất phản ứng 47 Bảng 19: Chương trình chạy dung mơi HPLC 49 Bảng 20: Hàm lượng imatinib mesylate mẫu thử 67 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1: Cơng thức cấu tạo imatinib mesylate Hình 1.2: Sự tạo muối imatinib base thành imatinib mesylate Hình 1.3: Quá trình sàng lọc dẫn dẫn suất phenylaminopyrimidin dẫn tới imatinib base .8 Hình1.4: Sự hốn vị bất thường hình thành nhiễm sắc thể philadelphia .9 Hình 1.5: Chức protein kinase [ADP , adenosine diphosphate; ATP adenosine triphosphate] 10 Hình 1.6: Imatinib chiếm vị trí hoạt động tyrosine kinase tế bào .11 Hình 1.7: Sơ đồ tổng hợp ngược imatinib mesylate 11 Hình 1.8: Phương pháp tổng hợp imatinib ba sơ Zimmermann 13 Hình 1.9: Phương pháp tổng hợp imatinib ba sơ Loiseleur 14 Hình 1.10: Phương pháp cải tiến nhóm nghiên cứu Poland 15 Hình 1.11 : Phương pháp tổng hợp vòng pyrimidine sau 16 Hình 1.12: Phương pháp Huang Anli cộng (sử dụng urea tổng hợp nhân pyrimidine) 16 Hình 1.13: Phương pháp cải tiến bước tổng hợp nhóm benzamide Liu Xing cộng 17 Hình 4.1: Cơ chế phản ứng ngưng tụ DMF-DMA 3-acetyl pyridine .52 Hình 4.2: Phổ 1H-NMR hợp chất 53 Hình 4.3: Các cấu trúc cộng hưởng guanidine trung tính axit 54 Hình 4.4: Cơ chế phản ứng đóng vòng dị tố pyrimidine 55 Hình 4.5: Phổ 1H-NMR hợp chất 56 Hình 4.6: Cơ chế phản ứng tổng hợp hợp chất dựa phản ứng Ullmann 57 Hình 4.7: Phổ 1H-NMR hợp chất 58 Hình 4.8: Phổ MS hợp chất 58 Hình 4.9: Cơ chế khử hóa nhóm nitro amin hidrazine .59 Hình 4.10: Phổ IR hợp chất 60 Hình 4.11: Cơ chế cộng loại nucleophile phản ứng tạo 61 Hình 4.12: Phổ 13C hợp chất 62 Hình 4.13: Cơ chế phản ứng nucleophile lưỡng phân tử 62 Hình 4.14: Phổ 1H hợp chất 63 Hình 4.15: Phổ HMBC chất 64 Hình 4.16: Phổ MS chất 65 Hình 4.17: Phổ MS chất 10 .66 Hình 4.18: Sắc ký đồ HPLC imatinib mesylate 67 CÁC KÍ KIỆU VIẾT TẮT Viết tắt Tên đầy đủ  Độ chuyển dịch hoá học Aceton Act AcPy 3-Acetylpyridine ADP Adenosine Diphosphate ALL Acute Lymphoblastic Leukemia (Bệnh Bạch Cầu Nguyên Bào Cấp Tính) AML Acute Myeloid Leukemia (Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào Cấp Tính) ATP Adenosine Triphosphate br Broad CLL Chronic Lymphocytic Leukemia (Bệnh Bạch Cầu Bạch Huyết Bào Mạn tính) CML Chronic Myeloid Leukemia (Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào Mạn tính) D Doublet Dd Doublet of doublet Di Diclometan Diox Dioxan DMEDA N,N- Dimethylene diamide DMF-DMA N,N- Dimethylformamide dimethylacetal DMSO-d6 Dimethyl Sunfoxit deuteri hoá Dt Doublet of triplet EA Ethyl Acetate EtOH Etanol GuaNO3 Guanidine nitrate H Hiệu suất phản ứng Phụ lục 16: Phổ MS chất Phụ lục 17: Phổ 1H-NMR chất 12 Phụ lục 18: Phổ 13C-NMR chất 12 Phụ lục 19: Phổ IR chất 12 Phụ lục 20: Phổ MS chất 12 Phụ lục 21: Phổ 1H-NMR chất Phụ lục 22: Phổ 13C-NMR chất Phụ lục 23: Phổ HSQC chất2 Phụ lục 24: Phổ HMBC chất Phụ lục 25: Phổ IR chất Phụ lục 26: Phổ MS chất Phụ lục 27: Phổ 1H-NMR chất Phụ lục 8: Phổ 13C-NMR chất Phụ lục 29: Phổ IR chất Phụ lục 30: Phổ MS chất