Nghiên cứu điều chế chất trung gian từ mesitylen để tổng hợp rilpivirin

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - ĐẶNG NGỌC DƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CHẤT TRUNG GIAN TỪ MESITYLEN ĐỂ TỔNG HỢP RILPIVIRIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2020 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - ĐẶNG NGỌC DƯƠNG MÃ SINH VIÊN: 1501113 NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CHẤT TRUNG GIAN TỪ MESITYLEN ĐỂ TỔNG HỢP RILPIVIRIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Đào Nguyệt Sương Huyền TS Lê Nguyễn Thành Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI – 2020 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Đào Nguyệt Sương Huyền TS Nguyễn Văn Giang Thầy, tận tình hướng dẫn, bảo, truyền đạt cho kiến thức, kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện giúp đỡ suốt quãng thời gian tơi thực khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn Đình Luyện TS Nguyễn Văn Hải giải đáp thắc mắc, động viên khích lệ, cho tơi lời khun học bổ ích cơng việc sống Tôi xin cảm ơn TS Lê Nguyễn Thành tận tâm, hỗ trợ suốt thời gian thực khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu toàn thể thầy cô giáo Trường Đại Học Dược Hà Nội, cán khoa Hóa học-trường Đại học Khoa học tự nhiên tạo điều kiện thuận lợi cho học tập hồn thành khố luận Để hồn thành khóa luận này, khơng thể khơng nhắc tới giúp đỡ nhiệt tình bạn, em thực khóa luận tham gia nghiên cứu khoa học phịng thí nghiệm Tổng hợp hóa dược, Bộ mơn Cơng nghiệp Dược ln gắn bó, động viên, chia sẻ với tơi suốt q trình thực khóa luận Cuối cùng, lời cảm ơn chân thành sâu sắc xin gửi tới gia đình tơi luôn động viên, chia sẻ chỗ dựa tinh thần vững cho đường khoa học Mặc dù cố gắng tạo điều kiện song thời gian nghiên cứu ngắn, kiến thức thân cịn hạn chế nên chắn khóa luận cịn nhiều thiếu sót Rất mong nhận đóng góp quý báu thầy cô bạn để khóa luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 16 tháng 06 năm 2020 Sinh viên Đặng Ngọc Dương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan rilpivirin 1.1.1 Đặc điểm chung 1.1.2 Tính chất lý hóa 1.1.3 Tiêu chuẩn kiểm nghiệm 1.1.4 Biệt dược 1.1.5 Một số tính chất dược động học 1.1.6 Tính chất dược lực học, chế tác dụng 1.1.7 Chỉ định liều dùng 1.1.8 Tác dụng không mong muốn thận trọng 1.1.9 Tương tác thuốc 1.2 Một số phương pháp tổng hợp chất trung gian định hướng tổng hợp rilpivirin từ mesitylen 1.2.1 Phương pháp I 1.2.2 Phương pháp II 1.2.3 Phương pháp III 10 1.2.4 Phương pháp IV .11 1.3 Phân tích lựa chọn hướng tổng hợp 13 CHƯƠNG 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Nguyên liệu thiết bị 15 2.2 Nội dung nghiên cứu 16 2.3 Phương pháp nghiên cứu 17 2.3.1 Tổng hợp hóa học 17 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp .18 2.3.3 Xác định cấu trúc chất tổng hợp .18 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .19 3.1 Kết thực nghiệm 19 3.1.1 Tổng hợp nitromesitylen 19 3.1.2 Tổng hợp (3,5-dimethyl-4-nitrophenyl)methylen diacetat 20 3.1.3 Tổng hợp 4-amino-3,5-dimethylbenzaldehyd 23 3.1.4 Tổng hợp (E)-3-(4-amino-3,5-dimethylphenyl)acrylonitril hydroclorid 25 3.1.5 Tóm tắt nhiệt độ nóng chảy Rf chất tổng hợp 28 3.2 Xác định cấu trúc chất tổng hợp phương pháp phổ 29 3.2.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) 29 3.2.2 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) .30 3.2.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 30 3.3 Bàn luận 32 3.3.1 Bàn luận phản ứng tổng hợp hóa học 32 3.3.2 Bàn luận kết phân tích phổ 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 45 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT δ Độ chuyển dịch hóa học ͞νmax Số sóng tương ứng với cực đại hấp thụ xạ hồng ngoại dao động hóa trị 13 C-NMR Carbon 13 nuclear magnetic resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13) H-NMR Proton nuclear magnetic resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân proton) AcOH Acid acetic Ac2 O Anhydrid acetic AUC Diện tích đường cong biến thiên nồng độ thuốc máu theo thời gian Boc 2O Di-tert-butyl dicarbonat Cmax Nồng độ thuốc tối đa huyết tương CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DCM Diclomethan DMF Dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxid đvC Đơn vị carbon EtOAc Ethyl acetat FDA Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (Food and Drug Administration) h Giờ IPA Isopropanol IR Bức xạ hồng ngoại (Infrared) i-PrOH Alcol isopropanol KLPT Khối lượng phân tử m/z Tỷ số khối lượng điện tích ion MeOH Methanol MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NNRTI Thuốc ức chế men chép ngược không nucleosid NRTI Thuốc ức chế men chép ngược nucleosid PI Thuốc ức chế protease HIV Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) RT Enzym phiên mã ngược (reverse transcripstase) SKLM Sắc ký lớp mỏng STT Số thứ tự TFA Acid trifloacetic THF Tetrehydrofuran UNAIDS Chương trình phối hợp Liên Hợp Quốc HIV AIDS DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất .15 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị 16 Bảng 3.1 Ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu suất sản phẩm 31 20 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ mol tới hiệu suất sản phẩm 31 20 Bảng 3.3 Ảnh hưởng thời gian nhỏ giọt tới hiệu suất sản phẩm 22 Bảng 3.4 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tới hiệu suất sản phẩm 32 22 Bảng 3.5 Ảnh hưởng tỷ lệ mol tới hiệu suất sản phẩm 32 23 Bảng 3.6 Ảnh hưởng tác nhân đến hiệu suất phản ứng tổng hợp chất 33 24 Bảng 3.7 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tới hiệu suất sản phẩm 33 25 Bảng 3.8 Kết khảo sát tỷ lệ mol sắt so với chất 32 25 Bảng 3.9 Ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng tới hiệu suất tổng hợp chất 34 26 Bảng 3.10 Ảnh hưởng tỷ lệ mol tới hiệu suất tổng hợp chất 34 27 Bảng 3.12 Tóm tắt nhiệt độ nóng chảy Rf chất tổng hợp 28 Bảng 3.13 Kết phân tích phổ hồng ngoại 29 Bảng 3.14 Kết phân tích phổ khối lượng 30 Bảng 3.15 Kết phân tích phổ H-NMR 30 Bảng 3.16 Kết phân tích phổ 13 C-NMR 31 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo rilpivirin .2 Hình 1.2 Các phản ứng ưu tiên tạo đồng phân E .7 Hình 1.3 Sơ đồ phản ứng tổng hợp rilpivirin theo Guillemont cộng từ nguyên liệu ban đầu 4-bromo-2,6-dimethylanilin Hình 1.4 Sơ đồ phản ứng tổng hợp rilpivirin theo Guillemont cộng từ nguyên liệu ban đầu ethyl 4-amino-3,5-dimethylbenzoat Hình 1.5 Sơ đồ phản ứng tổng hợp rilpivirin theo Lewi cộng 11 Hình 1.6 Sơ đồ phản ứng tổng hợp rilpivirin theo phương pháp Li Jinliang cộng qua trung gian 4-(2-aminopyrimidin-4-yl)amino-3,5-dimethylbenzaldehyd 12 Hình 1.7 Sơ đồ phương pháp tổng hợp rilpivirin từ mesitylen qua số chất trung gian 14 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 31, 32, 33, 9, 34 17 Hình 3.1 Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 28 Hình 3.2 Các chất trung gian hình thành trình t ạo tác nhân acylnitrat 32 Hình 3.3 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất 31 33 Hình 3.4 Các sản phẩm hình thành q trình oxy hóa 34 Hình 3.5 Cơ chế phản ứng đề nghị tổng hợp chất 32 35 Hình 3.6 Phản ứng khử Béchamp 36 Hình 3.7 Cơ chế phản ứng Béchamp 36 Hình 3.8 Các chất trung gian hình thành phản ứng 37 Hình 3.9 Nhóm chức diester bị thủy phân trình khử 37 Hình 3.10 Cơ chế phản ứng thủy phân 38 Hình 3.11 Chuyển tác nhân thành carbanion nhờ tert-BuOK 39 Hình 3.12 Cơ chế phản ứng Horner-Wasworth-Emmons 39 ĐẶT VẤN ĐỀ Kể từ HIV điều trị thuốc kháng virus kết hợp (cART), từ bệnh chắn gây tử vong người, HIV trở thành bệnh mạn tính Bệnh nhân dùng thuốc có tuổi thọ trung bình tuổi thọ trung bình dân số chung Mặc dù thành công vậy, dịch bệnh chưa kiểm soát HIV bệnh nan y cần điều trị suốt đời [7] Chương trình phối hợp Liên Hợp Quốc HIV AIDS (UNAIDS) ước tính 38 triệu người bao gồm người lớn trẻ em nhiễm HIV tính đến cuối năm 2018 có 1,7 triệu trường hợp nhiễm 770000 người chết liên quan đến AIDS Việc sử dụng phối hợp thuốc kháng virus điều trị đóng vai trò quan trọng việc ngăn chặn dịch, giảm tỷ lệ mắc bệnh tử vong Cụ thể số ca nhiễm năm 2018 giảm 40% so với năm 1997; số lượng người chết bệnh liên quan đến AIDS giảm 56% so với năm 2004 33% so với năm 2010 [30] UNAIDS kêu gọi phát triển thuốc kháng virus độc hơn, tác dụng lâu dễ sử dụng Cùng với tối ưu hóa liều điều trị cải thiện phác đồ bậc bậc 2, thuốc kháng virus giúp đơn giản hóa việc điều trị, tăng cường hiệu điều trị [27] Mặc dù nước có Hoa Kỳ châu Âu sử dụng phổ biến liệu pháp kết hợp thuốc điều trị xảy kháng nhóm thuốc 5-15% bệnh nhân Do đó, cần thiết phát triển thuốc khơng có hàng rào kháng thuốc cao mà hiệu bệnh nhân xuất virus kháng thuốc Rilpivirin thuộc hệ NNRTI thứ hai, có khả đề kháng với kháng thuốc, khả dung nạp độc đáo, sử dụng thay NNRTI hiệu Tại Mỹ rilpivirin định kết hợp với thuốc kháng virus khác dolutegravir điều trị cho bệnh nhân nhiễm HIV-1 Tại EU, rilpivirin chấp thuận sử dụng kết hợp với thuốc kháng HIV để điều trị cho bệnh nhân nhiễm HIV-1, người chưa điều trị thuốc kháng virus người có ≤ 100 000 ARN HIV1/mL [27] Xuất phát từ hiệu việc sử dụng rộng rãi rilpivirin điều trị HIV1, đồng thời thuốc thời gian quyền Vì chúng tơi đề xuất ý tưởng nghiên cứu tổng hợp rilpivirin từ nguyên liệu rẻ tiền, dễ kiếm mesitylen Để thực ý tưởng này, đề tài “Nghiên cứu điều chế chất trung gian từ mesitylen để tổng hợp rilpivirin” thực với mục tiêu sau: tổng hợp số nguyên liệu trung gian tổng hợp tồn phần rilpivirin quy mơ phịng thí nghiệm Phụ lục Phổ IR hợp chất 31 Phụ lục Phổ IR hợp chất 32 Phụ lục Phổ IR hợp chất 33 Phụ lục Phổ IR hợp chất 34 Phụ lục Phổ MS hợp chất 31 Phụ lục Phổ MS hợp chất 32 Phụ lục Phổ MS hợp chất 33 Phụ lục Phổ MS hợp chất 34 Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất 31 Phụ lục 10 Phổ 1H-NMR hợp chất 32 Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR hợp chất 33 Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR hợp chất 34 Phụ lục 13 Phổ 13 C-NMR hợp chất 32 Phụ lục 14 Phổ 13 C-NMR hợp chất 33 Phụ lục 15 Phổ 13 C-NMR hợp chất 34 ... ? ?Nghiên cứu điều chế chất trung gian từ mesitylen để tổng hợp rilpivirin? ?? thực với mục tiêu sau: tổng hợp số nguyên liệu trung gian tổng hợp tồn phần rilpivirin quy mơ phịng thí nghiệm CHƯƠNG 1: TỔNG... rilpivirin từ mesitylen qua số chất trung gian 14 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 31, 32, 33, 9, 34 17 Hình 3.1 Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 28 Hình 3.2 Các chất trung. .. dung nghiên cứu  Tổng hợp hóa học Chúng tơi tiến hành phản ứng hóa học để tổng hợp chất trung gian 31, 32, 33, 9, 34: 16 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp chất trung gian 31, 32, 33, 9, 34 Nitro hóa mesitylen