Nghiên cứu tổng hợp (e) 3 (4 amino 3,5 dimethylphenyl) acrylonitril hydroclorid làm nguyên liệu tổng hợp thuốc điều trị hiv rilpivirin

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - MAI VĂN TIẾN NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP (E)-3-(4AMINO-3,5-DIMETHYLPHENYL)ACRYLONITRIL HYDROCLORID LÀM NGUYÊN LIỆU TỔNG HỢP THUỐC ĐIỀU TRỊ HIV RILPIVIRIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI – 2020 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - MAI VĂN TIẾN MÃ SINH VIÊN: 1501490 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP (E)-3-(4AMINO-3,5-DIMETHYLPHENYL)ACRYLONITRIL HYDROCLORID LÀM NGUYÊN LIỆU TỔNG HỢP THUỐC ĐIỀU TRỊ HIV RILPIVIRIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Giang 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, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Văn Giang TS Nguyễn Văn Hải, người thầy tận tình hướng dẫn, bảo, truyền đạt cho kiến thức, kinh nghiệm quý báu tạo điều kiện giúp đỡ suốt quãng thời gian thực khóa luận Tơi xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn Đình Luyện TS Đào Nguyệt Sương Huyền ln giải đáp thắc mắc, động viên khích lệ, cho tơi lời khun học bổ ích công việc sống Tôi xin cảm ơn TS Lê Nguyễn Thành tận tâm, hỗ trợ suốt thời gian thực khóa luận Tơi xin gửi lời cảm ơn đến thầy cô giáo Bộ môn Công nghiệp Dược tồn thể thầy giáo Trường Đại Học Dược Hà Nội tạo điều kiện thuận lợi cho tơi học tập hồn thành khố luận Bên cạnh đó, tơi xin cảm ơn bạn, em thực khóa luận nghiên cứu khoa học phịng thí nghiệm Tổng hợp hóa dược, Bộ mơn Công nghiệp Dược chia sẻ tạo niềm vui, động lực tơi hồn thành khóa luận Cuối cùng, lời cảm ơn chân thành sâu sắc xin gửi tới gia đình tơi bạn Hồng Thị Cẩm Vân ln ln động viên, chia sẻ chỗ dựa tinh thần vững cho đường khoa học Do thời gian làm thực nghiệm kiến thức thân cịn hạn chế, nên khóa luận khơng tránh khỏi nhiều thiếu sót Tơi mong nhận góp ý thầy cơ, bạn bè để khóa luận hồn thiện Tơi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 04 tháng 06 năm 2020 Sinh viên Mai Văn Tiến MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………………………………….1 CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan rilpivirin 1.1.1 Lịch sử nghiên cứu phát triển 1.1.2 Đặc điểm chung 1.1.3 Tiêu chuẩn kiểm nghiệm 1.1.4 Tính chất hóa lí 1.1.5 Biệt dược 1.1.6 Dược động học 1.1.7 Dược lực học 1.1.8 Chỉ định, liều dùng 1.1.9 Chống định 1.1.10 Tác dụng không mong muốn 1.2 Các phương pháp tổng hợp rilpivirin 1.2.1 Phương pháp tạo hợp phần phenylacrylonitril trước 1.2.2 Phương pháp gắn hợp phần pyrimidin benzonitril trước 11 1.2.3 Phương pháp tạo hợp phần pyrimidin phenylacrylonitrl trước 13 1.3 Nhóm (cyanovinyl-) định hướng pháp tổng hợp rilpivirin 14 1.3.1 Tác nhân Wittig 14 1.3.2 Tác nhân Horner-Wadsworth-Emmon 15 1.3.3 Phân tích định hướng phương pháp tổng hợp 15 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 17 2.1 Nguyên liệu thiết bị 17 2.2 Nội dung nghiên cứu 19 2.3 Phương pháp nghiên cứu 20 2.3.1 Tổng hợp hóa học 20 2.3.2 Kiểm tra độ tinh khiết chất tổng hợp 20 2.3.3 Xác định cấu trúc chất tổng hợp 20 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 21 3.1 Kết thực nghiệm 21 3.1.1 Tổng hợp 1,3,5-trimethyl-2-nitrobenzen (21) 21 3.1.2 Tổng hợp acid 3,5-dimethyl-4-nitrobenzoic (22) 21 3.1.3 Tổng hợp ethyl 3,5-dimethyl-4-nitrobenzoat (23) 23 3.1.4 Tổng hợp (3,5-dimethyl-4-nitrophenyl)methanol (24) 24 3.1.5 Tổng hợp 3,5-dimethyl-4-nitrobenzaldehyd (25) 25 3.1.6 Tổng hợp (E)-3-(3,5-dimethyl-4-nitrophenyl)acrylonitrile (26) 26 3.1.7 Tổng hợp (E)-3-(4-amino-3,5-dimethylphenyl)acrylonitrile hydroclorid (A.HCl) 28 3.2 Xác định cấu trúc hợp chất phương pháp phổ 31 3.2.1 Kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) 31 3.2.2 Kết phân tích phổ khối lượng (MS) 31 3.2.3 Kết phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 32 3.3 Bàn luận 34 3.3.1 Bàn luận phản ứng tổng hợp hóa học 34 3.3.2 Bàn luận kết phân tích phổ 41 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 C-NMR H-NMR Carbon 13 nuclear magnetic resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13) Proton nuclear magnetic resonance (Cộng hưởng từ hạt nhân proton) Ac2O Anhydrid acetic AcOH Acid acetic AR Analytical Reagent AUC Diện tích đường cong (Area under the curve) Cbz Carboxybenzyl Cmax Nồng độ thuốc tối đa huyết tương CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DCM Dicloromethan DCPA Diethyl (cyanomethyl)phosphonat DĐVN V Dược điển Việt Nam V DMSO Dimethyl sulfoxid đvC Đơn vị carbon EtOAc Ethyl acetat FDA Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (Food and Drug Administration) G Gam H Giờ IPA Isopropanol IR Phổ hồng ngoại (Infrared) KLPT Khối lượng phân tử m/z Tỷ số khối lượng điện tích ion MeOH Methanol MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NNRTI NRTI Thuốc ức chế men chép ngược không nucleosid (Non-nucleotide Reverse Transcriptase Inhibitors) Thuốc ức chế men chép ngược nucleosid (Nucleotide Reverse Transcriptase Inhibitors) PI Thuốc ức chế protease (Protease Inhibitors) Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) RPV Rilpivirin SKLM Sắc ký lớp mỏng STT Số thứ tự TFA Tetrafluoroborat THF Tetrahydrofuran THF Tetrahydrofuran Tmax Thời gian thuốc đạt nồng độ tối đa huyết tương to Nhiệt độ Tonc Nhiệt độ nóng chảy Vas Vsy δ Số sóng tương ứng với cực đại hấp thụ xạ hồng ngoại dao động hóa trị khơng đối xứng Số sóng tương ứng với cực đại hấp thụ xạ hồng ngoại dao động hóa trị đối xứng Độ dịch chuyển hố học (ppm) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất 17 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị 18 Bảng 3.1 Ảnh hưởng tỉ lệ chất tham gia phản ứng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp chất 22 23 Bảng 3.2 Ảnh hưởng tỉ lệ chất tham gia phản ứng đến hiệu suất phản ứng tổng hợp chất 24 25 Bảng 3.3 Ảnh hưởng tỉ lệ mol chất 24 MnO2 đến thời gian phản ứng 26 Bảng 3.4 Ảnh hưởng loại tác nhân đến phản ứng tổng hợp chất 26 27 Bảng 3.5 Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp chất 26 28 Bảng 3.6 Ảnh hưởng tỉ lệ mol chất 25 tác nhân 28 Bảng 3.7 Tóm tắt nhiệt độ nóng chảy Rf chất tổng hợp 30 Bảng 3.8 Kết phân tích phổ hồng ngoại 31 Bảng 3.9 Kết phân tích phổ khối lượng 31 Bảng 3.10 Kết phân tích phổ 1H-NMR 32 Bảng 3.11 Kết phân tích phổ 13C-NMR 33 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo rilpivirin monohydroclorid Hình 1.2 Con đường chuyển hóa rilpivirin Hình 1.3 Các hợp phần rilpivirin Hình 1.4 Cơng thức hợp phần phenylacrylonitrl Hình 1.5 Sơ đồ tổng hợp rilpivirin Tibotec Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp qua trung gian muối diazoni 10 Hình 1.7 Tổng hợp rilpivirin theo Jerome Guillemont cộng sự: tạo dẫn chất ester 11 Hình 1.8 Tổng hợp rilpivirin theo Jerome Guillemont cộng sự: tạo dẫn chất halogen 12 Hình 1.9 Phương pháp tổng hợp rilpivirin Li Jinliang cộng 13 Hình 1.10 Cơ chế phản ứng Wittig 14 Hình 1.11 Cơ chế phản ứng Horner-Wadsworth-Emmon 15 Hình 1.12 Sơ đồ phương pháp tổng hợp chất trung gian 16 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp 3-(4-amino-3,5-dimethylphenyl)acrylonitrile hydroclorid 19 Hình 3.1 Tóm tắt quy trình tổng hợp muối A.HCl 30 Hình 3.2 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất trung gian 21 34 Hình 3.3 Cơ chế hình thành ion acetochromat 35 Hình 3.4 Cơ chế đề xuất q trình oxy hóa tạo chất trung gian 22 35 Hình 3.5 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất trung gian 23 36 Hình 3.6 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất trung gian 24 37 Hình 3.7 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất trung gian 25 38 Hình 3.8 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất trung gian 26 39 Hình 3.9 Hiệu ứng cộng hưởng làm bền carbanion 39 Hình 3.10 Cơ chế phản ứng tổng hợp chất trung gian A 40 ĐẶT VẤN ĐỀ HIV hay virus gây suy giảm miễn dịch người hội chứng suy giảm miễn dịch mắc phải ‒ AIDS bệnh nguy hiểm đe dọa sức khỏe cộng đồng Tổ chức Y tế Thế giới xem HIV/AIDS đại dịch toàn cầu HIV/AIDS lần phát châu Phi năm 1959, đến cuối năm 2018 giới có khoảng 75 triệu người nhiễm 32 triệu người chết bệnh [42] Nhờ việc nghiên cứu thuốc kháng retrovirus (ARV) làm giảm đáng kể bệnh liên quan tỷ lệ tử vong người nhiễm virus Năm 2018 uớc tính có 770 000 người chết HIV tồn cầu, 56% so với năm 2004 33% so với năm 2010 [37] Trong trình nghiên cứu nhằm cải thiện hiệu điều trị, nhà nghiên cứu gặp phải hạn chế thuốc ARV có bán thị trường, bao gồm an toàn dung nạp, độ phức tạp liều xuất kháng virus Hiện này, việc kết hợp thuốc ức chế men chép ngược nucleosid với thuốc ức chế men chép ngược không nucleosid thuốc ức chế protease liệu pháp người nhiễm HIV Các NNRTI đóng vai trị quan trọng sử dụng rộng rãi điều trị nhiễm HIV, phổ biến điều trị đầu tay Các NNRTI FDA phê duyệt đưa vào sử dụng làm thuốc nevirapin, efavirenz… Trong rilpivirin FDA phê duyệt năm 2011 sử dụng điều trị người nhiễm HIV-1 với chủng tự nhiên kháng thuốc RPV chứng minh an toàn dung nạp tốt NNRTI khác cho phép sử dụng lần/ngày [37] Các thuốc ức chế men chép ngược không nucleosid sử dụng Việt Nam đóng vai trị quan trọng phác đồ ARV Tuy nhiên, phần lớn thuốc nói chung rilpivirin nói riêng thời gian bảo hộ độc quyền Đồng thời chưa có nghiên cứu tổng hợp bào chế thuốc Việt Nam Vì vậy, để góp phần hướng tới tự chủ mặt nguyên liệu phục vụ cho nghiên cứu tiến xa sản xuất dạng bào chế Việt Nam tương lai thuốc hết hạn độc quyền, thực đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp (E)-3-(4-amino-3,5dimethylphenyl)acrylonitrile hydroclorid làm nguyên liệu tổng hợp thuốc điều trị HIV Rilpivirin” Với mục tiêu sau: Tổng hợp (E)-3-(4-amino-3,5-dimethylphenyl)acrylonitrile hydroclorid làm nguyên liệu để tổng hợp thuốc rilpivirin từ mesitylen Department of Inorganic Chemistry, HUS-VNU 6/6/2020 2:51:15 PM Instrument: FTIR Affinity - 1S 100 698.23 879.54 582.50 731.02 968.27 1035.77 1085.92 1161.15 1598.99 60 1413.82 1384.89 80 509.21 1990.54 1950.03 %T 3059.10 2962.66 2929.87 2862.36 2742.78 3385.07 BAMO1 1697.36 1517.98 20 831.32 1363.67 1298.09 40 4000 BAMO1 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 Phụ lục Phổ IR hợp chất 25 1200 1000 800 600 400 cm-1 Department of Inorganic Chemistry, HUS-VNU 6/6/2020 2:55:17 PM Instrument: FTIR Affinity - 1S 100 BAM10 4000 BAM10 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 960.55 1521.84 40 30 430.13 50 835.18 813.96 1367.53 60 514.99 623.01 582.50 732.95 885.33 1031.92 1093.64 1184.29 2212.35 70 1460.11 1425.40 1624.06 1598.99 80 1325.10 1300.02 1257.59 1774.51 2032.97 2189.21 3072.60 90 2927.94 2883.58 %T 1400 Phụ lục Phổ IR hợp chất 26 1200 1000 800 600 400 cm-1 Department of Inorganic Chemistry, HUS-VNU 6/6/2020 2:47:23 PM Instrument: FTIR Affinity - 1S 100 BAMO2 534.28 472.56 705.95 659.66 426.27 771.53 918.12 889.18 827.46 1141.86 975.98 75 1029.99 1091.71 1381.03 1311.59 1269.16 1514.12 1485.19 80 1448.54 1600.92 1566.20 2596.19 2214.28 85 2845.00 90 3053.32 3446.79 95 1801.51 3223.05 %T 70 65 4000 3600 BAMO2 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 Phụ lục Phổ IR hợp chất A.HCl 1200 1000 800 600 400 cm-1 Phụ lục Phổ MS hợp chất 21 Phụ lục Phổ +MS hợp chất 25 Phụ lục Phổ ⁻MS hợp chất 25 Phụ lục Phổ MS hợp chất A.HCl Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất 21 Phụ lục Phổ 1H-NMR hợp chất 23 Phụ lục 10 Phổ 1H-NMR hợp chất 25 Phụ lục 11 Phổ 1H-NMR hợp chất 26 Phụ lục 12 Phổ 1H-NMR hợp chất A.HCl Phụ lục 13 Phổ 13C-NMR hợp chất 25 Phụ lục 14 Phổ 13C-NMR hợp chất 26 Phụ lục 15 Phổ 13C-NMR hợp chất A.HCl ... tài: ? ?Nghiên cứu tổng hợp (E)- 3- (4- amino -3, 5dimethylphenyl)acrylonitrile hydroclorid làm nguyên liệu tổng hợp thuốc điều trị HIV Rilpivirin? ?? Với mục tiêu sau: Tổng hợp (E)- 3- (4- amino -3, 5-dimethylphenyl)acrylonitrile... MAI VĂN TIẾN MÃ SINH VIÊN: 1501490 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP (E)- 3- ( 4AMINO -3, 5-DIMETHYLPHENYL )ACRYLONITRIL HYDROCLORID LÀM NGUYÊN LIỆU TỔNG HỢP THUỐC ĐIỀU TRỊ HIV RILPIVIRIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC... dung nghiên cứu 2.2.1 Tổng hợp hóa học Chúng tơi tiến hành phản ứng hoá học để tổng hợp (E)- 3- (4- amino -3, 5dimethylphenyl)acrylonitrile hydroclorid (A.HCl) làm nguyên liệu tổng hợp rilpivirin ✓ Tổng