Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp berberin clorid TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN MINH NGỌC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH TỔNG HỢP BERBERIN CLORID CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM & BÀO CHẾ MÃ SỐ: 62720402 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI – 2020 Cơng trình hồn thành tại: Bộ mơn Công nghiệp Dược – Trường Đại học Dược Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: GS.TS Nguyễn Đình Luyện Phản biện 1: Phản biện Phản biện 3: Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá Luận án cấp trường họp tại: Vào hồi: ngày tháng năm Có thể tìm hiểu luận án tại: Thư viện Quốc gia Việt Nam Thư viện trường Đại Học Dược Hà Nội DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC Nguyễn Minh Ngọc, Trần Thị Kim Ngân, Nuyễn Văn Phương, Nguyễn Thị Hường, Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Đình Luyện (2018), ‘Nghiên cứu tổng hợp berberin từ piperonal”, Tạp chí hóa học, Số 4E 23 55, tháng 7/2018, tr.240 - 243 R R Nguyễn Minh Ngọc, Phạm Trung Kiên, Nguyễn Thị Hường, Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Văn Hải, Nguyễn Đình Luyện (2019) “Nghiên cứu quy trình tổng hợp, tinh chế berberin clorid dược dụng”, Tạp chí Hóa học, Tập 57, Số 6E 1,2 , Tháng 12/2019, tr 441 R R 446 Nguyễn Đình Luyện, Nguyễn Văn Giang, Nguyễn Minh Ngọc, Lê Thị Hương, Phạm Trung Kiên, Nguyễn Văn Hải, (2019), “Nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp homopiperonylamin hydroclorid làm nguyên liệu quan trọng điều chế berberin”, Nghiên cứu Dược Thông tin thuốc, Số 1, năm 2019, tr 21 - 26 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Berberin hóa dược phổ biến dùng để sản xuất thuốc cho điều trị bệnh liên quan đến nhiễm khuẩn đường ruột ức chế tình trạng kích thích co thắt nhu động ruột Berberin sử dụng rộng rãi Việt Nam từ năm 1960 làm thuốc chữa lỵ nhiễm khuẩn đường ruột Ngồi ra, berberin cịn có thành phần số loại thuốc khác thuốc nhỏ mắt điều trị viêm kết mạc, đau mắt đỏ tác nhân kích thích bên ngồi thuốc điều trị bệnh đau mắt hột Hiện nay, nhiều tác dụng khác berberin nghiên cứu ứng dụng lâm sàng giúp ngăn ngừa nhiễm nấm, bội nhiễm nấm chống lại tác hại vi khuẩn tả, hạ đường huyết, làm giảm mạnh lượng cholesterol, triglycerid xơ vữa Berberin ngăn chặn phát triển nhiều loại tế bào ung thư mà không ảnh hưởng đến phát triển tế bào bình thường Ngồi ra, berberin cịn có tác dụng bảo vệ tim mạch, đồng thời có tác dụng chống trầm cảm Nhu cầu berberin ngày tăng Tại Việt Nam, nhu cầu sử dụng berberin lớn Trên giới, ngành công nghiệp dược phải đối mặt với việc khai thác tràn lan mức loại dược liệu mà chưa có chiến lược bảo tồn hợp lý, nguồn nguyên liệu chiết xuất berberin đứng trước nguy cạn kiệt Việc canh tác truyền thống vùng trồng dược liệu chứa berberin không đáp ứng nhu cầu thị trường thuốc Trên giới, quốc gia Nhật Bản, Trung Quốc tổng hợp, thương mại hóa chế phẩm berberin tổng hợp từ lâu Các nghiên cứu berberin nhà khoa học giới phát triển nhiều thập kỉ Chúng thấy sản xuất berberin đường tổng hợp hóa học nhằm đảm bảo ổn định, bền vững nguồn nguyên liệu triển vọng thiết thực Vì vậy, Nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất tổng hợp berberin clorid vấn đề cấp thiết, có ý nghĩa khoa học, góp phần phát triển ngành cơng nghiệp Hóa dược Việt Nam Mục tiêu luận án - Xây dựng quy trình tổng hợp berberin clorid quy mô 500g/mẻ đạt tiêu chuẩn Dược dụng - Đánh giá độc tính cấp độ ổn định sản phẩm berberin clorid tổng hợp Nội dung luận án - Tổng hợp tinh chế berberin clorid quy mơ phịng thí nghiệm: Tổng hợp berberin clorid chất trung gian từ nguyên liệu vanilin, piperonal thông qua trung gian homopiperonal - Tổng hợp berberin clorid theo phương pháp từ 2,3dimethoxybenzaldehyd qua chất trung gian 2,3- dimethoxybenzaldoxim - Kiểm tra độ tinh khiết, xác định cấu trúc hóa học berberin clorid tổng hợp chất trung gian - Tinh chế nguyên liệu berberin tổng hợp đạt tiêu chuẩn dược dụng quy mơ phịng thí nghiệm - Cải tiến nâng cấp quy mô tổng hợp berberin clorid quy mô 100 g/mẻ 500 g/mẻ - Đề xuất tiêu chuẩn sở nguyên liệu berberin tổng hợp - Kiểm nghiệm nguyên liệu berberin clorid tổng hợp theo tiêu chuẩn sở - Nghiên cứu độ ổn định nguyên liệu berberin clorid tổng hợp điều kiện lão hóa cấp tốc điều kiện dài hạn - Thử độc tính cấp sản phẩm berberin clorid tổng hợp Những đóng góp luận án - Lần Việt Nam, đưa quy trình tổng hợp tồn phần berberin clorid từ ngun liệu vanilin qua trung gian piperonal, trung gian homopiperonylammin clorid lần giới tổng hợp berberin clorid từ 2,3-dimethoxybenzaldehyd qua chất trung gian 2,3-dimethoxybenzaldoxim - Cải tiến quy trình tổng hợp quy mơ 100g/mẻ quy mô 500 g/mẻ với hiệu suất đạt 40,7% thông qua giai đoạn tổng hợp từ piperonal giai đoạn tinh chế Quy trình thực điều kiện Việt Nam, thân thiện với môi trường áp dụng sản xuất quy mô lớn - Nguyên liệu berberin clorid tổng hợp ổn định thời gian theo dõi thử độc tính an tồn chuột Sản phẩm ngun liệu berberin tổng hợp ứng dụng điều trị bình ổn giá thành sản phẩm Cấu trúc luận án - Luân án gồm 154 trang, 63 bảng, 48 hình, 123 tài liệu tham khảo Bố cục gồm: Đặt vấn đề (1 trang); tổng quan 20 (trang); đối tượng phương pháp nghiên cứu (7 trang); kết nghiên cứu (70 trang); bàn luận (40 trang); kết luận đề xuất (3 trang); danh mục cơng trình cơng bố liên quan đến luận án (1 trang); tài liệu tham khảo (12 trang); phụ lục (trang 45) Chương TỔNG QUAN Phần tổng quan trình bày nội dung: Khái quát chung berberin clorid, đặc điểm cấu trúc hóa học, tính chất hóa lý, ứng dụng lâm sàng, tác dụng dược lý khác, ưu nhược điểm phương pháp sản xuất berberin phân tích lựa chọn phương pháp tổng hợp berebrin Chương ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên liệu thiết bị - Nguyên liệu, hóa chất, tá dược sử dụng nghiên cứu đạt tiêu chuẩn Dược Điển Việt Nam I, BP, USP tinh khiết phân tích - Thiết bị tổng hợp phân tích đáng tin cậy 2.2.1 Tổng hợp hóa học tinh chế sản phẩm, khảo sát thông số tối ưu Quá trình tổng hợp berberin clorid tiến hành từ hướng sau: Tổng hợp berberin clorid chất trung gian từ nguyên liệu vanilin qua trung gian piperonal (25) theo sơ đồ sau: O O HO demethyl hóa HO HO vanilin CH3NO2 NO2 O O 2,3-dimethoxybenzaldehyd 25 NH2 NH2 HCl O HCl O 6a 2+ O Glyoxal, Cu HN HCl O O 25a O 61 O O O [H] Methylen hóa O NaBH4 O + N Cl O OCH3 31 OCH3 OCH3 Hình 2.1 Sơ đồ tổng hợp berberin clorid từ vanilin - OCH3 Tổng hợp berberin từ 2,3-dimethoxybenzaldehyd homopiperonal thông qua hợp chất trung gian 2,3-dimethoxybenzaldoxim (62) theo sơ đồ sau: N CHO H3CO NH2OH.HCl 35% H2SO4 H3CO NH3Cl OH H3CO + H , Fe H3CO H3CO 62 O O CHO Glycoxal, CuSO4 N O Cl - OMe HCOOH 31 (C2H5)3N, toluen NaBH4,MeOH 63 O HN HCl O O H3CO OMe OMe OMe Hình 2.2 Sơ đồ tổng hợp berberin từ 2,3-dimethoxybenzaldehyd qua chất trung gian 2,3-dimethoxybenzaldoxim (62) 2.2.2 Phương pháp kiểm tra độ tinh khiết Sản phẩm kiểm tra độ tinh khiết phương pháp sắc ký lớp mỏng đo nhiệt độ nóng chảy 2.2.3 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học Các sản phẩm tổng hợp xác định cấu trúc thông qua số liệu phổ khối lượng (MS), phổ hồng ngoại (IR) phổ cộng hưởng từ hạt nhân (1H-NMR, 13C-NMR) P P P P 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu độ ổn định nguyên liệu tổng hợp Nghiên cứu đánh giá độ ổn định nguyên liệu berberin clorid tổng hợp theo thông tư 44/2014/TT-BYT theo hướng dẫn ICH-Q1A(R2) hai điều kiện: + Điều kiện lão hoá cấp tốc: + Điều kiện dài hạn + Hàm lượng berberin clorid hàm lượng tạp chất đánh giá phương pháp HPLC 2.2.5 Phương pháp thử độc tính cấp nguyên liệu tổng hợp Phương pháp thử độc tính cấp theo hướng dẫn Bộ Y tế OECD Xác định LD 50 phương pháp phân tích hồi qui probit R R phần mềm SPSS Chương KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 3.1 Xây dựng quy trình tổng hợp berberin clorid quy mơ phịng thí nghiệm thơng qua trung gian homopiperonalamin a Tổng hợp piperonal từ vanilin qua hai giai đoạn với hiệu suất 57,4 % + Giai đoạn 1: Hợp chất trung gian chưa thương mại hóa piperonal điều chế từ vanilin qua bước phản ứng với hiệu suất cao Đây đường tổng hợp hoàn toàn hiểu biết lĩnh vực tổng hợp berberin + Giai đoạn 2: Hợp chất trung gian piperonal (25) kết hợp với nitrometan tham gia phản ứng nitroaldol (phản ứng Henry) gồm giai đoạn bao gồm tạo liên kết cacbon – cacbon để tạo thành hợp chất ß-hydroxyl, sau tạo thành hợp chất 61 3,4methylendioxy-β-nitrostyren qua phản ứng tách nước b Tổng hợp lựa chọn điều kiện phản ứng tối ưu để tổng hợp homopiperonylamin (6a) từ piperonal với hiệu suất 87% qua hai giai đoạn phản ứng Hợp chất homopiperonylamin hydroclorid (6a) lựa chọn hợp chất trung gian quy trình tổng hợp tính ổn định hợp chất điều kiện khí hậu Việt Nam, khó bay đễ thao tác Hợp chất 6a tổng hợp từ tiền chất 61 3,4methylendioxy-β-nitrostyren thông qua phản ứng hydro hóa hợp chất chứa nhóm nitro c Tổng hợp berberin clorid từ homopiperonylamin (6a) với số điều kiện phản ứng tối ưu với hiệu suất 57% qua hai giai đoạn phản ứng + Giai đoạn 1: hợp chất 2-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-N-(2,3dimethoxybenzyl)ethan-1-amin hydrochlorid 31 tổng hợp phương pháp ngưng tụ imin hợp chất trung gian 6a aldehyd 2,3dimethoxybenzaldehyd, tiếp sau phản ứng khử hóa nhóm imin tạo thành hợp amin bậc hai dạng muối clorid + Giai đoạn 2: Berberin thu từ phản ứng ngưng tụ đóng vịng hợp chất 31 oxi hóa tạo hệ liên hợp thơm berberin phản ứng axit base tạo muối - Phương pháp tổng hợp berberin clorid từ 2,3dimethoxybenzaldehyd qua chất trung gian 2,3- dimethoxybenzaldoxim + Giai đoạn 1: Hợp chất trung gian 2,3-dimethoxybenzaldoxim (62) tổng hợp từ aldehit thơm đơn giản 2,3-dimethoxybenzaldehyd phản ứng ngưng tụ oxim (hiệu suất 89,5%) + Giai đoạn 2: khử hóa oxim nguồn hydro môi trường axit nhằm tạo hợp chất (2,3-dimethoxyphenyl)methanamin (63) (hiệu suất 85,6%) + Giai đoạn 3: hợp chất 2-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-N-(2,3dimethoxybenzyl)ethan-1-amin hydrochlorid 31 tổng hợp phương pháp ngưng tụ imin hợp chất trung gian 63 aldehyd homopiperonal, tiếp sau phản ứng khử hóa nhóm imin tạo thành hợp amin bậc hai dạng muối clorid (hiệu suất 79,5%) CHỈ TIÊU VÀ TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG Tính chất Định tính A Phản ứng hóa học B Phổ IR Giới hạn acid Tạp chất liên quan (Phương pháp HPLC) Sulfat Kim loại nặng Nước (Phương pháp Karl Fischer) Tro sulfat Định lượng (Phương pháp HPLC) YÊU CẦU KẾT QUẢ Bột kết tinh màu vàng, khơng mùi, có vị đắng Tan nước nóng, khó tan cloroform, không tan ether Đúng Chế phẩm phải thể phản ứng định tính berberin clorid Phổ hấp thụ hồng ngoại chế phẩm phải phù hợp với phổ hấp thụ hồng ngoại berberin clorid chuẩn Phải đạt quy định Đúng Đúng Đạt Không 2% Đạt Không 0,048% Không 30 phần triệu Đạt Đạt Từ 8% đến 12% Đạt (11%) Không 0,10% Chế phẩm phải chứa từ 98,0% đến 101,0% hàm lượng berberin clorid, C 20 H 18 NO Cl, tính theo chế phẩm khan R R R R R Đạt (0,04%) Đạt (100,0%) R 3.5 Khẳng định cấu trúc hóa học chất tổng hợp - Berberin chất trung gian tổng hợp khẳng định cấu trúc phương pháp phân tích phổ IR, NMR MS 3.6 Kết nghiên cứu độ ổn định thử độc tính cấp nguyên liệu berberin tổng hợp - Số liệu độ ổn định điều kiện lão hóa cấp tốc cho thấy sản phẩm khơng có biến đổi đáng kể tiêu chất lượng theo dõi - Sau 12 tháng bảo quản nhiệt độ dài hạn, mẫu nguyên liệu lô sản xuất biện đổi nhiều tiêu chất lượng thử Khi sử dụng phần mềm Minitab 18 để dự đoán tuổi thọ sản phẩm cho thấy sản phẩm có tuổi thọ dự đốn 24 tháng 3.7 Kết thử độc tính cấp sản phẩm berberin clorid tổng hợp Thử nghiệm độc tính cấp chuột nhắt trắng theo đường uống nguyên liệu berberin chlorid cho thấy: Mức liều thấp gây chết động vật nghiên cứu quan sát (10% động vật nghiên cứu) 1,56 g/ kg chuột nhắt trắng Mức liều cao gây chết động vật nghiên cứu quan sát (90% động vật nghiên cứu) 11,25 g/ kg chuột nhắt trắng Mức liều gây chết 50% động vật thí nghiệm (LD 50 ) R R nguyên liệu berberin chlorid 4,0 (2,3 – 5,6) g/kg Biểu độc tính cấp quan sát chuột nhắt trắng bao gồm: giảm hoạt động, dựng lông, da niêm mạc nhợt, chết Tùy thuộc mức liều sử dụng, tác dụng xuất sớm, vòng 15 - 30 phút, kéo dài tới 16 sau chuột uống mẫu thử Các động vật thường chết vòng 4-8 sau uống mẫu thử Trên chuột sống, biểu độc tính phục hồi sau 24 10 Chương BÀN LUẬN 4.2.1 Về phương pháp tổng hợp berberin Bằng cách phân tích tổng hợp ngược phân tử berberin, Luận án đề xuất quy trình tổng hợp thay việc sử dụng chất trung gian piperonal hợp chất 2,3-dimethoxybenzaldoxim (63) từ 2,3dimethoxybenzaldehyd Điểm phương pháp tổng hợp thay đổi vị trí nhóm amin so với quy trình phía từ cấu trúc phức tạp dựa phân tử piperonal sang cấu trúc đơn giản dimethoxybenzaldehyd Quy trình tổng hợp trình bày tóm lược lại bao gồm bước: Bước tổng hợp số 1: Hợp chất trung gian 2,3dimethoxybenzaldoxim (62) tổng hợp từ aldehyd thơm đơn giản 2,3-dimethoxybenzaldehyd phản ứng ngưng tụ oxim Đây phản ứng qua giai đoạn: cộng hợp nhân vào nhóm carbonyl, có dehydrat hóa Bước tổng hợp số 2: khử hóa oxim nguồn hydro mơi trường acid nhằm tạo hợp chất (2,3- dimethoxyphenyl)methanamin (63) Bước tổng hợp số 3: hợp chất 2-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)N-(2,3-dimethoxybenzyl)ethan-1-amin hydrochlorid (31) tổng hợp phương pháp ngưng tụ imin hợp chất trung gian 63 aldehyd homopiperonal, tiếp sau phản ứng khử hóa nhóm imin tạo thành hợp amin bậc hai dạng muối clorid Về cơ chế phản ứng bước số tương tự bước số phương pháp trước, lựa chọn chiến lược tổng hợp dựa homopiperonal nhằm rút gọn bước tổng hợp Bước tổng hợp số 4: tương tự với bước số phương pháp sử dụng valinin, berberin thu từ phản ứng ngưng tụ đóng 11 vịng hợp chất 31 oxi hóa tạo hệ liên hợp thơm berberin phản ứng acid bazơ tạo muối lặp lại khơng có thêm nghiên cứu sâu Mặc dù tổng hợp berberin clorid phương pháp từ 2,3-dimethoxybenzaldehyd, hiệu suất tổng q trình cịn khiêm tốn 36,23% qua giai đoạn phản ứng với hiệu suất 89,50%, 85,63%, 79,52%, 59,45% Đây đường tổng hợp chưa công bố không qua trung gian homopiperonalamin (6) mà thông qua trung gian 2,3- dimethoxybenzaldoxim (63) Các phương pháp tổng hợp berberin clorid hợp chất trung gian dựa hóa chất thương mại hóa Thơng thường, giá thành chất nguyên liệu ban đầu cao cần đòi hỏi nhiều bước tổng hợp, xử lý trước đến sản phẩm cuối Điểm cần nhấn mạnh luận án việc sử dụng chất đầu quy trình rẻ tiền, dễ kiếm Việc bắt đầu quy trình sản xuất berberin dựa chất hóa học phổ biển nhu vanillin, piperonal có nhiều ý nghĩa cơng nghiệp dược lẽ điều đảm bảo tính an tồn dây truyền sản xuất làm hạ giá thành sản phẩm berberin Bên cạnh đó, việc sử dụng phương pháp khác cho phản ứng bước quy trình sản xuất berberin đánh giá có hiệu việc khảo sát điều kiện phản ứng phù hợp trước sau nâng quy mô mẻ Các liệu mô tả mối liên hệ điều kiện phản ứng, hệ xúc tác với giá trị hiệu suất phản ứng quy mơ phịng thí nghiệm lần thu thập với mục đích tổng hợp berberin Kết tổng hợp số liệu giúp dự đốn quy trình sản xuất mở rộng quy mơ mẻ có phù hợp với điều kiện nước 12 Quy trình tổng hợp berberin đổi chỗ nhóm định chức andehyd amin cho chất đầu tham gia phản ứng tổng hợp hợp chất 31, quy trình phản ứng rút ngắn bước so với quy trình ban đầu So sánh hiệu suất phương pháp tính khả thi phương pháp cho thấy rằng, phương pháp có ưu nhược điểm riêng hồn tồn thay cho nhau, ứng dụng điều kiện thực tế nguồn cung ứng chất đầu gặp khó khăn Luận án ứng dụng phương pháp cung cấp nguồn hydro sinh đa dạng nhằm giải vấn đề giảm giá thành sản phẩm, tăng độ ổn định quy trình phản ứng Trong nghiên cứu tổng hợp hợp chất hữu cơ, có nhiều hợp chất sử dụng nguồn cung cấp hydro nội sinh vơi đặc trưng hoạt hóa mạnh nhiều lần khí hydro, đồng thời giảm rủi ro cháy nổ làm việc với khí hidro NaBH tác nhân khử hóa, cung cấp R R hidro phổ biển lại chất hóa học nhạy cảm với ẩm khó bảo quản Bằng cách sử dụng nguồn hydro hoạt hóa từ phản ứng sắt, nhơm kẽm với hợp chất có tính acid, phản ứng chuyển hóa hợp chất 61 chứa nhóm nitro thành nhóm amin hợp chất phản ứng chuyển hóa hợp chất 62 thành hợp chất 63 thực thuận lợi với hiệu suất cao (tới 90%) Đây lần phương pháp cung cấp hydro nội sinh nhắc đến cơng trình nghiên cứu tổng hợp berberin 4.2.3 Về quy trình tổng hợp quy mô 500g/mẻ Khi nâng cấp quy mô lên 500g/mẻ Luận án thận trọng nâng cấp trước quy mô 100g/mẻ lựa chọn giải pháp an toàn từ nguyên liệu ban đầu piperonal (2) bao gồm giai đoạn phản ứng giai đoạn tinh chế với cải tiến quy trình công nghệ bảng sau 13 Bảng 4.1 Những cải tiến nâng cấp quy trình tổng hợp berberin clorid quy mô 500g Phương pháp cũ Phương pháp cải tiến Giai đoạn 1: Tổng hợp 3,4-methylendioxy-β-nitrostyren (61) từ piperonal Thay amoni acetat bazơ mạnh (NaOH), hiệu suất nâng lên 86%  Khi phá hủy muối 61a dung dịch HCl 4% cần phải pha loãng muối nước lạnh, đảm bảo nhiệt độ dung dịch không 10℃ phải cho nhanh vào acid, kết hợp với khuấy trộn mạnh để tránh hình thành sản phẩm phụ 61b (dạng dầu màu vàng) Nếu tiến hành theo thứ tự ngược (cho acid vào dung dịch 61a) khơng xảy trình loại nước tạo alken mà tạo alcol Giai đoạn 2: Tổng hợp homopiperonylamin hydroclorid (6a)  Sản phẩm homopiperonyl  Chuyển sản phẩm dạng muối amin (6) dễ bị oxy hóa clorid (6a) nhằm tăng độ ổn định,  Tinh chế muối amin 6a sử thuận lợi bảo quản dụng HCl khí alcol đánh giá thơng số vật lý  Tinh chế muối amin 6a thực khó thực thiện thao tác với dung dịch nước HCl 36,5%  Tác nhân LiAlH đắt tiền, dễ bị phân hủy ẩm (cần  Quy mơ phịng nhỏ: Chọn hệ tiến hành điều kiện NaBH /CuCl để nâng cấp quy mô tổng hợp chất 6a Khi nâng cấp khan) dễ gây cháy nổ quy mô lớn cần ý chia NaBH nâng cấp thành phần: ban đầu sử dụng 5,0  Tác nhân kim loại Fe, eq NaBH để tạo 61c, sau bổ Zn, Sn môi trường sung tiếp 3,5 eq NaBH thêm acid (HCl, AcOH), dung dịch CuCl 2M để tránh lượng nhiên phản ứng thường NaBH bị phân hủy, gây tác khó kiểm sốt tiến nhân Đồng thời cần sục khí trơ để hành, cho hiệu suất thấp đảm bảo tránh tiếp xúc với oxy khó loại bỏ cation kim loại  Tác nhân NaBH /NiCl nước khơng khí làm lượng muối NiCl sử dụng hoạt tính xúc tác Hiệu suất ổn định nhiều (2,0 eq.) đồng thời 91,1%  Tác nhân amoni acetat có ưu điểm tạo sản phẩm phụ, phản ứng cần tiến hành nhiệt độ sôi acid acetic (khoảng 120℃ ) Nhiệt độ cao 120℃ làm cho khối phản ứng trở nên keo nhầy dẫn đến khó xử lý hiệu suất thu khơng cao (60,6%) P P  P P R P R R R R R R R R R R R R P R R R R R 14 R R R R phản ứng tỏa nhiệt mạnh dẫn đến khó kiểm sốt lượng khí H sinh Khi nâng cấp quy trình tổng hợp quy mơ lớn với hệ xuất nhiều nhược điểm: 1) khó kiểm sốt phản ứng phụ (sinh H gây trào khối phản ứng), 2) nhiệt độ phản ứng khó khống chế, 3) Sử dụng nhiều NaBH , tác nhân đắt tiền khó bảo quản Quy mơ lớn: khử hóa để tạo hợp chất nitro 61c (hình 4.5) từ nitrostyren 61 sử dụng đương  lượng NaBH Sau tiến hành khử hóa chất 61c bột Fe với có mặt NH Cl  Giai đoạn 1: Lựa chọn EtOH dung môi thân thiện với môi trường cho hiệu suất tốt thêm từ từ NaBH vào hỗn hợp chất 61/EtOH khống chế nhiệt độ để giảm hình thành sản phẩm phụ  Giai đoạn 2: tác nhân Fe/NH Cl phản ứng tạo sản phẩm chủ yếu oxid sắt, phản ứng xảy hồn tồn khơng bị hình thành hydroxyd kim loại gây cản trở trình tách chất sử dụng tác nhân khác: Rửa sắt trước phản ứng dung dịch acid hydrocloric để làm bề mặt, đảm bảo khơng bị oxy hóa, kích thước tiểu phân sắt nhỏ bề mặt tiếp xúc lớn, tăng hiệu phản ứng, đảm bảo khuấy trộn liên tục để tăng tiếp xúc  Do hai giai đoạn phản ứng khử nên tiến hành one-pot cho giai đoạn bỏ qua bước xử lý phản ứng sau khử nối đôi giúp thuận tiện thao tác, bỏ qua giai đoạn tinh chế sản phẩm trung gian, giúp tiết kiệm nguồn lực Giai đoạn 3: Tổng hợp 2-(benzo[d][1,3]dioxol-5-yl)-N-(2,3dimethoxybenzyl)ethan-1-amin hydrochlorid (31) R R  R R R R R R R R R R R 15 R   Amin nhạy cảm với acid, số xúc tác bazơ có khả loại nước khỏi 6b dùng xúc tác acid, bazơ Loại nước cách đun nóng trực tiếp chất phản ứng đến nhiệt độ 100-105℃ áp suất thường 7080℃ áp suất giảm Hiệu suất thu thấp (khoảng 40 - 55%) Q trình hình thành imin: pH 20 [58] Z X Chen 2,3dimethoxylphen ylmethanol 67 X.Bian [14] Và P Yang [106] C Chen, Z Luo, H Yang C Chen, M Xu, Q Zhao homopiperonyla (6) Pyrocatechol 13,6 1,2methylenedioxy benzen 33 R [24] [23] R CH CN độc hại R R So với đường tổng hợp không qua hợp chất trung gian kinh điển 6, Alice E Gatland, Ben S Pilgrim [35] đưa phương pháp sử dụng hai chất ban đầu 6-bromo-2-hydroxy-3methoxybenzaldehyd (49) acid 2-(1,3- benzodioxol-5-yl)acetic 18 với hiệu suất cao 68%, với xúc tác đắt tiền Pd, thực khó áp dụng quy mơ cơng nghiệp Phương pháp R Virshinha [83] đưa phương pháp tổng hợp berberin qua q trình đóng vịng isoquinolin sử dụng xúc tác AgNO , phương pháp rút ngắn đường tổng hợp berberin R R giai đoạn với hiệu suất tồn quy trình đạt 32% Tuy nghiên giống phương pháp xúc tác nguyên liệu đầu vào đắt tiền, khó áp dụng lên quy mô công nghiệp 4.3 Về độ ổn định sản phẩm berberin clorid tổng hợp Nghiên cứu độ ổn định berberin clorid thực mẻ, bảo quản điều kiện dài hạn thời gian 12 tháng điều kiện lão hóa cấp tốc thời gian tháng Các tiêu theo dõi theo tiêu chuẩn DĐVN V, phương pháp định lượng berberin clorid tiến hành theo phương pháp HPLC nhằm đánh giá xác tạp chất sinh trình bảo quản Kết nghiên cứu cho thấy berberin clorid ổn định điều kiện thử với thời gian Tuổi thọ dự đoán berberin clorid 24 tháng Trên hình ảnh sắc kí đồ HPLC berberin clorid khơng có pic lạ xuất Đồng thời trình đánh giá độ ổn định cho thấy, lượng tạp xuất trình bảo quản không đáng kể (