Luận văn thạc sĩ phân tích cấu trúc và hàm lượng của thuốc trị bệnh tiểu đường glibenclamid bằng các phương pháp hóa

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐỖ THỊ HẠNH PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VÀ HÀM LƯỢNG CỦA THUỐC TRỊ BỆNH TIỂU ĐƯỜNG GLIBENCLAMID BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ HIỆN ĐẠI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC Thái Nguyên - 2016 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC ĐỖ THỊ HẠNH PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VÀ HÀM LƯỢNG CỦA THUỐC TRỊ BỆNH TIỂU ĐƯỜNG GLIBENCLAMID BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HÓA LÝ HIỆN ĐẠI Chuyên ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Đặng Thị Tuyết Anh Thái Nguyên - 2016 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm ơn T.S Đặng Thị Tuyết Anh GS.TS Nguyễn Văn Tuyến giao đề tài tận tình hướng dẫn em suốt thời gian thực đề tài Em xin chân thành cảm ơn cán phịng Hóa Dược em sinh viên phịng Hóa Dược giúp đỡ em nhiều trình thực nghiệm hồn thành luận văn Tơi xin cảm ơn anh chị, bạn học viên lớp K8Đ- lớp Cao học Hóa trao đổi giúp đỡ suốt thời gian thực đề tài Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới gia đình tơi, bạn bè tơi người bên cạnh động viên giúp đỡ suốt thời gian học tập thực luận văn Thái Nguyên, ngày 12 tháng 10 năm 2016 Học viên Đỗ Thị Hạnh i Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN i MỤC LỤC ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH v DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ vi MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1- TỔNG QUAN VỀ GLIBENCLAMIDE .4 1.1.Khái quát bệnh tiểu đường 1.1.1.Phân loại bệnh tiểu đường .4 1.1.2 Các thuốc điều trị bệnh tăng đường huyết 1.1.3 Quan niệm y học cổ truyền bệnh tiểu đường 1.1.4 Các thuốc Đông y điều trị bệnh tiểu đường 1.1.5 Thuốc chữa bệnh tiểu đường Glibenclamide .6 1.2- TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HĨA LÝ 1.2.1 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 1.2.2 Phương pháp phổ khối lượng (MS) 10 1.2.3 Phương pháp phổ hồng ngoại (IR) .11 1.2.4 Phương pháp xác định độ ẩm ( theo Karl Fischer) 13 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM 14 2.1.Hóa chất thiết bị 14 2.1.1.Hóa chất dung môi 14 2.1.2 Thiết bị xác định cấu trúc 14 2.1.3 Xác định cấu trúc, định tính phản ứng kiểm tra độ tinh khiết sản phẩm tổng hợp 15 2.2.Tổng hợp Glibenclamide 15 2.2.1 Tổng hợp 5-chloro-2-methoxybenzoyl chloride 15 2.2.2 Tổng hợp chất trung gian(4) 16 2.2.3 Tổ ng hơ ̣p Glibenclamide (5) 17 ii Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 2.2.4 Phân tích hàm lượng sản phẩm glibenclamide (5) 18 CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 21 3.1 Phân tích xác định cấu trúc Glibenclamide sản phẩm trung gian tổng hợp 21 3.1.1 Tổng hợp 5-chloro-2-methoxybenzoyl chloride 22 3.1.2 Phân tích xác định cấu trúc hợp chất trung gian 5-chloro-2-methoxyN-(4-sulfamoylphenethyl)benzamide (4) tổng hợp 22 3.1.3 Tổng hợp glibenclamide 265 3.2 Phân tích cấu trúc hàm lượng glibenclamide phương pháp hóa lý đại 26 3.2.1.Phân tích cấu trúc Glibenclamide phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR .26 3.2.2.Phân tích cấu trúc Glibenclamide phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon 13C-NMR .27 3.2.3 Phân tích cấu trúc Glibenclamide phương pháp phổ khối lượng 28 3.2.4.Phân tích hàm lượng sản phẩm glibenclamide(4) phương pháp chuẩn độ 28 3.2.5 Phân tích số tiêu hóa lý khác sản phẩm Glibenclamide 29 KẾT LUẬN 32 TÀI LIỆU THAM KHẢO 33 PHỤ LỤC 35 iii Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT 13 C- NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon-13 (13C Nuclear Magnetic Resonance) DMSO Dimethyl sulfoxide Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H Nuclear Magnetic Resonance) H- NMR HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao IR Phổ hồng ngoại (Infrared Spectroscopy) MS Phổ khối lượng va chạm điện tử ( Electron Impact-Mass Spectrometry) H, C Độ chuyển dịch hóa học proton cacbon ppm Phần triệu ( parts per million ) s singlet dd Double doulet CHCl3 Clorofoc EtOH Etanol MeOH Metanol OMe Methoxy SOCl2 Sulfonylchlorua iv Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC BẢNG VÀ HÌNH Hình 1.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân benzyl axetat Hình 1.2 Phổ khối lượng benzamit (C6H5CONH2) 11 Hình 1.3 Phổ hồng ngoại benzyl ancol 12 Hình 3.1: Phổ 1H-NMR chất trung gian (4) 24 Hình 3.2: Phổ 13C-NMR chất trung gian (4) 25 Hình 3.3: Phổ 1H-NMR chất glibenclamide 27 Hình 3.4: : Phổ 13C-NMR chất glibencalmide (5) 28 Hình 3.5: Phổ EI-MS glibenclamide (5) 29 v Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 3.1 Tổng hợp chung glibenclamide 22 Sơ đồ 3.1.1 Tổng hợp 5-chloro-2-methoxybenzoyl chloride (2) 22 Sơ đồ 3.1.2 Tổng hợp hợp chất trung gian 23 Sơ đồ 3.1.3 Tổng hợp glibenclamide 26 vi Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Tiểu đường bệnh nguy hiểm gây ảnh hưởng lớn đến sống người mắc bệnh theo nhiều cách khác nhau, đe dọa nghiêm trọng sức khoẻ người gây nhiều biến chứng nguy hiểm, đặc biệt tiểu đường tuýp II (chiếm tới 90-95%) Theo Hiệp hội giới tiểu đường, tử vong bệnh đứng hàng thứ tư nước phát triển, bệnh gây nhiều tai biến nguy hiểm như: mù loà giảm thị lực người trưởng thành; suy thận giai đoạn cuối nên cần phải chạy thận thay thận nhân tạo; gây biến chứng tim mạch nguy hiểm Theo tổ chức Liên đoàn tiểu đường quốc tế ( IDF- International Diabetes Federation) giới nay:  Mỗi giây có người chết bệnh tiểu đường ( tương đương với triệu ca tử vong)  Cứ 11 người có người lớn mắc bệnh tiểu đường ( tương đương với 415 triệu người)  Trong ca sinh có ca bị ảnh hưởng tiểu đường thai kì  Dự báo đến năm 2040 có khoảng 642 triệu người mắc bệnh Tại Mỹ ước tính có khoảng 26 triệu người mắc bệnh tiểu đường, khoảng triệu người có bệnh lí có nhiều đường máu Nước Anh có khoảng triệu người mắc số không ngừng tăng lên Tại Đức, theo số liệu vào ngày Tiểu đường giới ( 14/11/2015) có triệu người mắc bệnh Ở Việt Nam, theo Tổ chức Y tế Thế giới ( WHO), tỷ lệ mắc tiểu đường ngày gia tăng Bộ Y tế thống kê 10 năm qua, số bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường nước ta tăng 211% với số này, Việt Nam nằm số quốc gia có tốc độ tăng bệnh nhân tiểu đường cao giới tạo Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn gánh nặng kinh tế cho gia đình, xã hội trình điều trị bệnh Thống kê từ sở y tế từ địa phương, tồn quốc có:  Khoảng triệu bệnh nhân tiểu đường  60% bệnh nhân mắc bệnh tiểu đường chẩn đoán có biến chứng nguy hiểm, dẫn tới mù lịa, tàn phế, chí tử vong  Mỗi ngày có khoảng 150 người tử vong nguyên nhân liên quan đến bệnh tiểu đường ( tương đương với 54.943 trường hợp tử vong người trưởng thành năm) Trong danh sách thuốc thiết yếu WHO 2007 danh mục thuốc thiết yếu Bộ Y tế, glibenclamide metformin hai thuốc tiểu đường sử dụng theo đường uống chữa bệnh tiểu đường tuýp II Glibenclamide metformin dùng riêng rẽ dùng tổ hợp với Glucovance (thuốc tổ hợp glibenclamide metformin) dùng để chữa bệnh tiểu đường có đường huyết cao Glibenclamide kích thích tuyến tụy tiết insulin cịn metformin làm chậm hấp thụ đường ruột non; ngăn cản gan chuyển đường dự trữ vào máu giúp thể sử dụng insulin tự nhiên hiệu Vì vậy, sử dụng glucovance hiệu gây phản ứng phụ Như tổng hợp glienclamide metformin chủ động sản xuất hai loại thuốc thiết yếu để chữa bệnh tiểu đường túyp II, làm tăng thêm lựa chọn, tăng tính hiệu việc chữa bệnh tiểu đường chủ động sản xuất thuốc generic chữa bệnh tiểu đường giá rẻ Việt Nam Chiến lược quốc gia phát triển ngành Dược Việt Nam giai đoạn đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030 đề mục tiêu cụ thể đến năm 2020 100% thuốc cung ứng kịp thời cho nhu cầu phòng bệnh, chữa bệnh; phấn đấu sản xuất 20% nhu cầu nguyên liệu cho sản xuất thuốc Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn + Nhiệt độ nóng chảy (mp): 169-171oC + Độ hấp thụ quang UV-VIS: max : 300nm ; min: 275nm + Rf : 0,4 ( CH2Cl2/MeOH, 9/1), 25TLC aluminium sheets 20 X 20 cm Silicagel 60 F254 ( MERCK) Độ ẩm : 0,059% b) Hàm lượng kim loại nặng Hàm lượng kim loại nặng xác định phịng Kỹ thuật phân tích, thiết bị Quang phổ hấp thụ nguyên tử Perkin- Elmer AAS-3300 Hàm lượng kim loại nặng như: Pb, Cd < 1ppm c) Độ glibenclamide xác định theo phương pháp LC-MS Sản phẩm đạt độ 99,23% d) Hàm lượng glibenclamide xác định theo phương pháp chuẩn độ đạt độ sạch: 99,95% 31 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn KẾT LUẬN Luận văn hoàn thành mục tiêu nội dung nghiên cứu: Đã phân tích, xác định cấu trúc hàm lượng glibenclamide tổng hợp phương pháp hóa lý đại: - Bằng phương pháp phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H, 13C NMR, phổ hồng ngoại IR khẳng định cấu trúc sản phẩm glibenclamide tổng hợp - Đã sử dụng phương pháp khối phổ (MS) để xác định số khối glibenclamide Khối phổ glibenclamide cho pic ion giả phân tử m/z 495 [M +H]+ (C23H28ClN3O5S) - Đã phân tích hàm lượng glibenclamide phương pháp chuẩn độ kết xác định hàm lượng glibenclamide đạt 99,23% - Đã tiến hành phân tích số tiêu hóa lý khác glibenclamide độ ẩm, hàm lượng kim loại nặng, UV-VIS, điểm chảy, Rf, Đã phân tích khẳng định cấu trúc sản phẩm trung gian 5chloro-2-methoxy-N-(4-sulfamoylphenethyl)benzamide phương pháp phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H, 13C –NMR phổ khối lượng Luận văn tổng hợp glibenclamide sản phẩm trung gian qua ba bước phản ứng, bước phản ứng cho hiệu suất cao từ 82-90% Hiệu suất chung cho q trình tổng hợp glibenclamide 63% 32 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Tạ Văn Bình, Hồng Kim Ước cộng (2004),"Dịch tễ học bệnh đái tháo đường, yếu tố nguy vấn đề liên quan đến quản lý bệnh đái tháo đường khu vực nội thành thành phố lớn năm 2001", Một số cơng trình nghiên cứu khoa học tiêu biểu dự án quốc gia thực bệnh viện nội tiết 1969-2003,NXB Y Học,tr.173-199 Tạ Văn Bình, Hoàng Kim Ước cộng (2004), "Kết điều tra đái tháo đường rối loạn dung nạp đường huyết đối tượng có nguy cao Phú Thọ, Sơn La, Thanh Hoá Nam Định năm 2003"- Một số cơng trình nghiên cứu khoa học tiêu biểu dự án quốc gia thực bệnh viện nội tiết 1969-2003, NXB Y Học,tr 353-373 Tạ Văn Bình, Stephen Colargiuri cộng (2004), Phịng quản lý bệnh đái tháo đường Việt Nam-Phần 2, NXB Y Học,tr 8-9, 12-13,17 5.Trương Phương Ngô Quốc Huy (2006), “ Tạp chí Dược học ’’,tr 264, 11-13 6.Thái Hồng Quang (1997), “Bệnh đái tháo đường, Bệnh nội tiết ’’, NXB Y Học,Hà Nội, tr 257-358 Lê Đình Sáng (2010),Y học cổ truyên,NXB Y Học,Hà Nội Mai Thế Trạch cộng ( 1994),"Dịch tễ học điều tra bệnh tiểu đường nội thành thành phố Hồ Chí Minh" Tạp chí Y Học, chuyên đề nội tiết học, Trường Đại Học Y Dược thành phố Hồ Chí Minh,tr 25-28 9.Nguyễn Đình Triệu (2006), Các phương pháp vật lý ứng dụng hóa học, NXB Đại học Quốc gia Hà Nội, Hà Nội 10.Nguyễn Đình Thành (2011),Cơ sở phương pháp phổ ứng dụng hoá học, NXB Khoa học kỹ thuật,Hà Nội 33 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 11 Nguyễn Minh Thảo (2001), Tổng hợp hữu cơ, NXB Đại học Quốc Gia Hà Nội, Hà Nội Tiếng Anh 12.Ashcroft SJH, Niki I, Kenna S, Weng L, Skeer L, Coles B, AshcroftFM (1993), “ The -cell sulfonylurea receptor ’’,Adv Exp Med Biol ; 334: 47-61 13.Barelli, Giulio; De, Regis Massimo (1997),“ A glibenclamide- metformincombination for the treatment of diabetes mellitus type II.PCT Int Appl ’’ , 24 pp CODEN: PIXXD2 WO 9717975 A1 19970522 14.Dipalma J R (1971), “ Diabetes mellitus, Drill's pharmacology in medicine’’, McGraw-Hill, 1492-1525 15.Gaines KL, Hamilton S, Boyd AE III.(1988), ‘‘Characterizationof the sulfonylurea receptor on beta cell membranes’’,J Biol Chem ;263: 2589–92 18.Hokfelt B, Jonsson A (1988), “ Hypoglycemic activity in relationto chemical structure of potential oral antidiabetic substances ’’, I 1-Sulfonyl3-alkylureas J 16.http://www.fda.gov/bbs/topics/ANSWERS/ANS00627.html"FDA Approves New Diabetes Drug " 17.Hadad SM, Fleming S, Thompson AM ,Targeting AMPK (2008), “A newtherapeutic opportunity in breast cancer ’’, Crit Rev Oncol Hematol 67:1–7 18.Lara Ochoa, Jose Manuel Francisco; De la Torre Garcia, JuanAntonio; Franco Andrade, Fidencio (publication date 25-01-2001), “Improved processfor the preparation of benzenesulfonylureas used as secondgeneration oral hypoglycemic agents’’,PCT patent W 0015354 (A2) 19.Meyer M, Chudziak F, Schwanstecher C, Schwanstecher M, PantenU (1999),‘‘Structural requirements of sulphonylureas and analogues for interactionwith sulphonylurea receptor subtypes’’, Br J Pharmacol ; 128:27–34 34 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn 20.Niki I, Welsh M, Berggren PO, Hubbard P, Ashcroft SJ.(1991), ‘‘Characterization of the solubilized glibenclamide receptor in a hamster pancreaticbeta-cell line’’, HIT T15 Biochem J ;277:619–24 21.Proks P, Reimann F, Green N, Gribble F, Ashcroft F (2002),Sulfonylurea stimulation of insulin secretion Diabetes, ;51(suppl 3):368–76 22.Panten U, Schwanstecher M, Schwanstecher C (1992),“ Pancreatic andextrapancreatic sulfonylurea receptors’’,Horm Metab Res;24:549– 54 23.Rao, N K cộng (2007) , “ JASA ’’, 3, 43-45 24.Shapiro, S L.; Parrino, V A.; Freedman (1959) , “ L J Am Chem Soc ’’, 81, 3728 35 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn PHỤ LỤC 36 Số hóa Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn Phụ lục 1.1 Phổ 1H-NMR chất trung gian Phụ lục 1.2 Phổ 13C-NMR chất trung gian Phụ lục 2.1 Phổ 1H-NMR glibenclamide Phổ hồng ngoại (IR) glibenclamide Phụ luc 2.2 Phổ 13C-NMR glibenclamide ... ĐỖ THỊ HẠNH PHÂN TÍCH CẤU TRÚC VÀ HÀM LƯỢNG CỦA THUỐC TRỊ BỆNH TIỂU ĐƯỜNG GLIBENCLAMID BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP HĨA LÝ HIỆN ĐẠI Chun ngành: Hóa phân tích Mã số: 60440118 LUẬN VĂN THẠC SĨ HÓA HỌC NGƯỜI... chữa bệnh tiểu đường với hi vọng kết đưa vào áp dụng thực tiễn sản xuất thuốc chữa bệnh tiểu đường để đưa vào sử dụng điều trị bệnh tiểu đường Việt Nam 1.2- TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH... khoảng 63% 3.2 Phân tích cấu trúc hàm lượng glibenclamide phương pháp hóa lý đại 3.2.1 Phân tích cấu trúc glibenclamide phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR 26 Số hóa Trung tâm