Nghiên cứu tổng hợp propyl gallat và đánh giá một số đặc trưng chất lượng

BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - LÊ MINH NGỌC NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PROPYL GALLAT VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CHẤT LƯỢNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ HÀ NỘI - 2021 BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - LÊ MINH NGỌC MÃ SINH VIÊN: 1601557 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PROPYL GALLAT VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CHẤT LƯỢNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hải Nơi thực hiện: Bộ môn Công nghiệp Dược Trường Đại học Dược Hà Nội HÀ NỘI - 2021 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc gửi lời cảm ơn chân thành tới người thầy tôi, TS Nguyễn Văn Hải – người đồng hành vượt qua bao khó khăn, ln tận tình giúp đỡ hướng dẫn tôi, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành khóa luận Tơi trân trọng cảm ơn GS TS Nguyễn Đình Luyện, TS Nguyễn Văn Giang, TS Đào Nguyệt Sương Huyền quan tâm bảo cho kinh nghiệm quý báu Tôi chân thành cảm ơn ThS Phạm Thái Hà Văn – giảng viên Bộ môn Dược Cổ Truyền – Trường Đại học Dược Hà Nội chị Nguyễn Thị Hồng – nhân viên Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương đơn vị: Bộ mơn Cơng Nghiệp Dược, Viện Hóa Học – Viện hàn lâm khoa học công nghệ, Khoa Hóa – Trường đại học Khoa học tự nhiên nhiệt tình, giúp đỡ tơi q trình thực khóa luận Tơi gửi lời cảm ơn sâu sắc tới anh chị khóa 70, em khóa 72 đặc biệt bạn khóa 71 tơi thực khóa luận phịng thí nghiệm Tổng hợp Hóa Dược Cảm ơn bạn ln bên cạnh, động viên, giúp đỡ tôi gặp khó khăn Cuối cùng, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới bố mẹ gia đình tơi Cảm ơn gia đình ln chỗ dựa tinh thần vững chắc, yêu thương ủng hộ tơi để tơi có ngày hơm Mặc dù cố gắng song thời gian nghiên cứu ngắn, kiến thức thân cịn nhiều hạn chế nên khóa luận cịn nhiều thiếu sót Tơi mong nhận đóng góp lời nhận xét quý báu từ thầy bạn để khóa luận hồn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2021 Sinh viên Lê Minh Ngọc MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH ĐẶT VẤN ĐỀ CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu propyl gallat 1.1.1 Cấu trúc hóa học 1.1.2 Tính chất hóa lý 1.1.3 Tính chất hóa học 1.1.3.1 Phản ứng thủy phân 1.1.3.2 Tạo phức với kim loại 1.1.3.3 Tính khử 1.1.4 Dược lý – Dược động học 1.1.4.1 Dược động học 1.1.4.2 Khả chống oxy hóa 1.1.4.3 Hoạt tính kháng khuẩn 1.1.4.4 Hoạt tính chống viêm 1.1.4.5 Hoạt tính ngăn ngừa ung thư 1.1.5 Ứng dụng propyl gallat 1.1.5.1 Tác dụng hiệp đồng với số thuốc chống nấm 1.1.5.2 Tác dụng hiệp đồng với thuốc điều trị ung thư 1.1.6 Một số yêu cầu tính chất propyl gallat (Dược điển châu Âu 9.0) 1.1.6.1 Hàm lượng .7 1.1.6.2 Cảm quan 1.1.6.3 Định tính 1.1.6.4 Tạp chất liên quan 1.1.6.5 Định lượng 1.2 Các phương pháp tổng hợp propyl gallat 1.2.1 Phương pháp ester hóa Steglich 10 1.2.2 Phương pháp sử dụng xúc tác thionyl clorid 11 1.2.3 Phương pháp ester hóa Fischer – sử dụng xúc tác đồng thể 12 1.2.3.1 Phương pháp sử dụng acid sulfuric 12 1.2.3.2 Phương pháp sử dụng hỗn hợp xúc tác acid perclorid acid sulfamic acid p-toluensufonic acid sulfamic 12 1.2.4 Phương pháp ester hóa Fischer – sử dụng xúc tác dị thể 13 1.3 Lựa chọn đường tổng hợp 14 CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 15 2.1 Nguyên liệu thiết bị 15 2.2 Phương pháp nghiên cứu 16 2.2.1 Tổng hợp hóa học 16 2.2.2 Phương pháp kiểm tra độ tinh khiết 17 2.2.3 Đánh giá số đặc trưng sản phẩm 17 2.2.3.1 Phương pháp xác định cấu trúc hóa học 17 2.2.3.2 Phương pháp xác định hàm lượng 18 CHƯƠNG THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 19 3.1 Xây dựng quy trình tổng hợp tinh chế propyl gallat 19 3.1.1 Tổng hợp propyl gallat quy mô g/mẻ với xúc tác acid sulfuric 19 3.1.1.1 Quy trình tổng hợp 19 3.1.1.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp propyl gallat 19 3.1.2 Tổng hợp propyl gallat quy mô g/mẻ với xúc tác kali bisulfat 23 3.1.2.1 Quy trình tổng hợp 23 3.1.2.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp propyl gallat 24 3.1.3 Tổng hợp propyl gallat quy mô g/mẻ với xúc tác nhựa trao đổi ion Dowex 29 3.1.3.1 Quy trình tổng hợp 29 3.1.3.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp propyl gallat 30 3.1.4 So sánh xúc tác sử dụng 34 3.1.5 Quy trình tinh chế sản phẩm 36 3.1.6 Quy trình tổng hợp propyl gallat g/mẻ 37 3.1.7 Nâng cấp quy mô 20 g/mẻ 37 3.2 Xác định cấu trúc đánh giá số đặc trưng sản phẩm 38 3.2.1 Phổ hồng ngoại (IR) 39 3.2.2 Phổ khối phân giải cao (HRMS) 39 3.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 40 3.2.3.1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) 40 3.2.3.2 Phổ cộng hưởng từ carbon 13C-NMR 40 3.2.3.3 Phổ cộng hưởng từ hai chiều HSQC HMBC 41 3.2.4 Phổ nhiễu xạ tia X 41 3.2.5 Quét nhiệt lượng vi sai (DSC) 43 3.2.6 Sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 43 3.3 Bàn luận 44 3.3.1 Về đường tổng hợp tinh chế propyl gallat 44 3.3.1.1 Về đường tổng hợp 44 3.3.1.2 Về phương pháp tinh chế 44 3.3.2 Về chế phản ứng 45 3.3.3 Về số tính chất đặc trưng sản phẩm 46 3.3.3.1 Về phân tích kết phổ hồng ngoại (IR) 46 3.3.3.2 Về phân tích phổ khối phân giải cao (HRMS, MeOH) 46 3.3.3.3 Về phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 47 3.3.3.4 Về phổ nhiễu xạ tia X 49 3.3.3.5 Về phân tích kết quét nhiệt lượng vi sai (DSC) 50 3.3.3.6 Về phân tích kết sắc ký lỏng hiệu cao (HPLC) 50 KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 51 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT AR Thuốc thử phân tích (Analytical reagent) CDKI Chất ức chế kinase phụ thuộc cyclin (a cyclin-dependent kinase inhibitor) CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DCM Dicloromethan DDVN V Dược điển Việt Nam V DEPT Tăng cường không biến dạng cách chuyển phân cực (Distortionless enhancement by polarization transfer) DIC N,N′-diisopropylcarbodiimid DMAP 4-dimethylaminopyridin DMSO Dimethyl sulfoxid FDA Cục quản lý Thực phẩm Dược phẩm Hoa Kỳ (Food and Drug Administration) GRAS Được công nhận an toàn (Generally recognized as safe) h HCC Tế bào biểu mô gan (Hepatocellular carcinoma) HMBC Tương quan đa liên kết hạt nhân (Heteronuclear multiple bond correlation) HO-1 Heme oxygenase-1 HPLC Sắc ký lỏng hiệu cao (High-performance liquid chromatography) HRMS Phổ khối phân giải cao (High resolution mass spectrometry) HSQC Liên kết lượng tử đơn hạt nhân (Heteronuclear single quantum coherence) JNK1/2 c-Jun NH2-terminal kinase iNOS Tổng hợp oxid nitric cảm ứng (Inducible nitric oxide synthase) IκB-α Chất ức chế yếu tố hạt nhân kappa B (Inhibitor of nuclear factor kappa B) IR Phổ hồng ngoại (Infrared) KLPT Khối lượng phân tử m/z Tỷ số khối lượng điện tích ion NF-κB Yếu tố hạt nhân tăng cường chuỗi nhẹ kappa tế bào B hoạt động (Nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B) NSCLC Ung thư phổi không tế bào nhỏ (Non – small cell lung cancer) PARP Họ protein liên quan đến số trình tế bào sửa chữa DNA, ổn định gen chết tế bào lập trình (Poly ADP ribose polymerase) PXRD Nhiễu xạ tia X (X-ray powder diffractrograms) Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) ROS Gốc tự (Reactive oygen species) SKLM Sắc ký lớp mỏng STT Số thứ tự THF Tetrahydrofuran TLC Sắc ký lớp mỏng (Thin layer chromatography) TRC8 Chuyển vị ung thư biểu mô thận, nhiễm sắc thể gen (Translocation in renal carcinoma, chromosome gen) TT Thuốc thử to Nhiệt độ tonc Nhiệt độ nóng chảy δ Độ chuyển dịch hóa học 13 C-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 nuclear magnetic resonance) H-NMR Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic resonance) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Danh mục dung mơi, hóa chất 15 Bảng 2.2 Danh mục dụng cụ, thiết bị 15 Bảng 3.1 Kết qủa khảo sát ảnh hưởng khí trơ tới hiệu suất phản ứng 20 Bảng 3.2 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ tới hiệu suất phản ứng .21 Bảng 3.3 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất phản ứng 21 Bảng 3.4 Kết khảo sát tỷ lệ mol n-propanol : acid gallic đến hiệu suất phản ứng 22 Bảng 3.5 Khảo sát thể tích acid sulfuric sử dụng đến hiệu suất phản ứng 23 Bảng 3.6 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng 25 Bảng 3.7 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất phản ứng 25 Bảng 3.8 Khảo sát tỷ lệ mol n-propanol : acid gallic đến hiệu suất phản ứng 26 Bảng 3.9 Khảo sát khối lượng kali bisulfat sử dụng đến hiệu suất phản ứng 27 Bảng 3.10 Khảo sát số lần tái sử dụng kali bisulfat .28 Bảng 3.11 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng 30 Bảng 3.12 Khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất phản ứng 31 Bảng 3.13 Khảo sát tỷ lệ mol n-propanol : acid gallic đến hiệu suất phản ứng 31 Bảng 3.14 Khảo sát khối lượng nhựa Dowex tham gia phản ứng .32 Bảng 3.15 Khảo sát số lần tái sử dụng nhựa Dowex 33 Bảng 3.16 So sánh ưu nhược điểm acid sulfuric, kali bisulfat nhựa Dowex dạng H+ 34 Bảng 3.17 Khảo sát điều kiện tinh chế đến hiệu suất hàm lượng quy mô g/mẻ .36 Bảng 3.18 Kết khảo sát độ lặp lại quy trình tổng hợp propyl gallat quy mô g/mẻ .37 Bảng 3.19 Kết khảo sát độ lặp lại quy trình tổng hợp propyl gallat quy mô 20 g/mẻ .38 Bảng 3.20 Khảo sát ảnh hưởng quy trình tinh chế đến hiệu suất hàm lượng sản phẩm quy mô 20 g/mẻ 38 Bảng 3.21 Kết phân tích phổ hồng ngoại propyl gallat 39 Bảng 3.22 Kết phân tích phổ khối phân giải cao propyl gallat 39 Bảng 3.23 Kết phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton propyl gallat 40 Bảng 3.24 Kết phổ cộng hưởng từ carbon propyl gallat 40 Bảng 3.25 Kết phổ hai chiều HSQC HMBC propyl gallat 41 Bảng 3.26 Kết phổ nhiễu xạ tia X propyl gallat .41 Bảng 3.27 Kết phân tích độ tinh khiết propyl gallat HPLC 43 DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo propyl gallat .3 Hình 1.2 Phản ứng thủy phân ester môi trường acid Hình 1.3 Phản ứng thủy phân ester môi trường kiềm Hình 1.4 Phản ứng tạo phức màu nhóm -OH phenol Hình 1.5 Cơ chế nhường electron propyl gallat Hình 1.6 Phản ứng tổng hợp propyl gallat sử dụng hỗn hợp xúc tác DIC DMAP 10 Hình 1.7 Phản ứng tổng hợp propyl gallat sử dụng xúc tác thionyl clorid 11 Hình 1.8 Phản ứng tổng hợp propyl gallat sử dụng xúc tác acid sulfuric 12 Hình 1.9 Phản ứng tổng hợp propyl gallat sử dụng hỗn hợp xúc tác (p-TsOH + H2NSO3H) (HClO4 + H2NSO3H) 12 Hình 1.10 Phản ứng tổng hợp propyl gallat sử dụng xúc tác nhựa acid sulfonic biến tính 13 Hình 2.1 Sơ đồ phương pháp tổng hợp propyl gallat 16 Hình 3.1 Biểu đồ thể mối quan hệ số lần tái sử dụng kali bisulfat hiệu suất tổng hợp 28 Hình 3.2 Biểu đồ thể mối quan hệ số lần tái sử dụng nhựa Dowex hiệu suất phản ứng 33 Hình 3.3 Sơ đồ chế phản ứng tạo propyl gallat 46 Hình 3.4 Phổ DEPT propyl gallat 48 Hình 3.5 Phổ HSQC propyl gallat 49 Hình 3.6 Phổ HMBC propyl gallat 49 ... HỌC DƯỢC HÀ NỘI - - LÊ MINH NGỌC MÃ SINH VIÊN: 1601557 NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PROPYL GALLAT VÀ ĐÁNH GIÁ MỘT SỐ ĐẶC TRƯNG CHẤT LƯỢNG KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ Người hướng dẫn: TS Nguyễn... trình tổng hợp tinh chế propyl gallat quy mơ 20 g/mẻ • Đánh giá số đặc trưng chất lượng sản phẩm CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Giới thiệu propyl gallat 1.1.1 Cấu trúc hóa học Hình 1.1 Cơng thức cấu tạo propyl. .. tổng hợp propyl gallat 19 3.1.2 Tổng hợp propyl gallat quy mô g/mẻ với xúc tác kali bisulfat 23 3.1.2.1 Quy trình tổng hợp 23 3.1.2.2 Khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng tổng hợp