4.9.1. Phức ME-HPβCD: ME là một acid yếu, nó thể hiện cả ở dạng trung hòa và dạng ion rất ít tan trong nƣớc. Khi thêm nƣớc amoniac vào ME sẽ tạo muối làm cho ME tan trong nƣớc và dễ dàng tạo phức với HPβCD. Phƣơng pháp này cũng đã đƣợc nhóm tác giả Buchi N. Nalluri, S Baboota và cộng sự nghiên cứu [22], [75], [82]. Khi cô và sấy, dƣới tác dụng của nhiệt, NH3 bay hơi khỏi sản phẩm do đó nƣớc amoniac chỉ là chất phụ cho quá trình tạo phức mà không ảnh hƣởng đáng kể đến tính chất sản phẩm. Vấn đề là dùng lƣợng nƣớc amoniac vừa đủ để không còn dƣ trong sản phẩm phức cuối cùng.
4.9.2. Phân tích dữ liệu phổ 1H-NMR của ME tự do và ME trong phức ME-HPβCD:
(phụ lục 14, hình PL.14.4 và PL.14.5)
Bảng 4.15. Dữ liệu phổ 1H-NMR của ME và phức ME-HPβCD đo trong DMSO, tần số đo 500 MHz, T = 300 K Vị trí Nhóm cấu trúc ME tự do δ1H Độ bội J (Hz) ME trong phức δ1 H Δδ (phức-tự do) 3 7,841 dd, J1=7,5, J2=1,5 7,634 -0,207* 4 7,816, ddd, J1=J2=7, J3=1,5 7,643 -0,182* 5 7,877, ddd, J1=J2=7, J3=1,5 7,724 -0,153* 6 8,031, dd, J1=7,0, J2=1,5 8,022 -0,009 10 2,877, s 2,757 -0,120* 12 Không thấy 14,398 15 7,321, d**, J=1,5, (J15=H…N) 7,015 -0,306* 18 2,336, d, J18-15 = 1 2,310 -0,026
*những vị trí biến đổi mạnh do tạo phức. **H-15 mất J với CH3 nhƣng lại xuất hiện J với H…N-14.
Hợp chất ME là một hợp chất động:
Do đặc điểm của cấu trúc, trong phân tử, oxy ở OH-8 có khả năng tạo cầu với nitơ ở =NH-12 từ đó hydro của OH-8 tách ra, phân tử trở thành 1 anion. H+ tự do sau đó có khả năng liên kết với N-14 để tạo thành 1 cation, oxy của OH-8 sẽ nhận 1 hydro tự do (môi trƣờng acid) để lập cầu oxy với oxy ở vị trí O-11.
Ba dạng cấu trúc của ME là dạng anion, dạng cation và dạng trung hòa đã đƣợc Peter Luger và cộng sự chứng minh bằng thực nghiệm [75].
Sự chuyển chiều phối trí của tác nhân tạo phức:
ME là hợp chất có cấu trúc đơn giản, chỉ bao gồm 4 proton thơm, 1 proton liên kết đôi, 1 proton NH và 2 nhóm CH3. Nếu chỉ tính đến giá trị tuyệt đối của Δδ vƣợt mức 0,1 ppm, có nghĩa là năng lƣợng tạo phức của ME với HPβCD khá lớn (phức tƣơng đối bền). Điều khác thƣờng ở đây là các giá trị Δδ khi tạo phức đều âm, chứng tỏ tác nhân tạo phức ME
khi tạo phức là đối tƣợng nhận electron chứ không phải là đối tƣợng cho electron nhƣ trong trƣờng hợp của rutin và itz. Theo Peter Luger [75], ở dạng cation ME nhận thêm 1 H+ từ môi trƣờng, biến toàn bộ phân tử ME thành 1 ion dƣơng (ở vòng C). Nhƣ vậy, nếu theo cách thể hiện của liên kết phối trí trong hóa học, N-14 trở thành trung tâm nhận của liên kết phối trí.
Về mặt lý thuyết, điện tích dƣơng này không khu trú ở N-14 mà di động khắp vùng phân tử, do vậy mọi vị trí đều “dƣơng hơn” làm đảo chiều khi so sánh với ME tự do.
Các giá trị Δδ ở các vị trí tạo phức lớn hơn gần chục lần so với các nghiên cứu về phức ME-HPβCD của Buchi N. Nalluri và cộng sự đã công bố trên tạp chí quốc tế [22]. Nhƣ vậy, sự tạo phức của ME với HPβCD thể hiện ở dữ liệu phổ 1
H-NMR là chính xác cho phép khẳng định phức đã tạo thành đúng nhƣ dự kiến.
So sánh toàn bộ dữ liệu phổ 1H-NMR của phức ME-HPβCD và các phức rutin, itraconazol với HPβCD và HBβCD có thể đƣa ra các nhận xét sau đây:
Phân tích dữ liệu phổ 1H-NMR của meloxicam trong phức ME-HPβCD so với dữ liệu phổ 1
H-NMR của rutin và itraconazol trong phức với HPβCD và HBβCD có thể kết luận: sự liên kết giữa hoạt chất với HPβCD và HBβCD bằng liên kết phối trí trong đó liên kết hydro là quan trọng nhất để hình thành phức là hoàn toàn chính xác. Kết quả này phù hợp với nghiên cứu của nhóm tác giả Francisco B. T. Pessine và cộng sự đã công bố trên các tạp chí quốc tế [36], [68], [88], [107], [117].
Đánh giá sự hình thành phức thông qua phân tích dữ liệu phổ 1
H-NMR là rõ ràng và có cơ sở khoa học. Các phân tử cho hoặc nhận electron trong quá trình tạo phức, các electron này khi đặt vào từ trƣờng cao của máy NMR sẽ chuyển thành năng lƣợng điện từ làm dịch chuyển hóa học của các proton. Phân tử rutin và itraconazol là chất cho electron nên độ dịch chuyển hóa học trong phức có giá trị dƣơng so với rutin và itraconazol tự do, các proton ở các vị trí tạo phức dịch chuyển về vùng từ trƣờng cao (high-field, upfield), còn meloxicam là chất nhận electron nên độ dịch chuyển hóa học trong phức có giá trị âm so với meloxicam tự do, các proton ở các vị trí tạo phức dịch chuyển về vùng từ trƣờng thấp (low-field, downfield), ngƣợc lại hoàn toàn so với rutin và itraconazol.
KẾT LUẬN
Đề tài “Tổng hợp hydroxyalkyl-β-cyclodextrin ứng dụng làm tá dƣợc tăng độ tan trong bào chế thuốc” đã đƣợc thực hiện các nội dung nghiên cứu và rút ra các kết luận sau:
1. Tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin và 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin
1.1. Đã xây dựng và tối ƣu hóa các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất và DS của qui trình tổng hợp.
Thông số tối ƣu cho phản ứng tổng hợp HPβCD là vận tốc khuấy 851 vòng/phút, nhiệt độ 28,50 oC, thời gian 22 giờ đạt hiệu suất trung bình 79,79% và DS 5,65.
Thông số tối ƣu cho phản ứng tổng hợp HBβCD là vận tốc khuấy 817 vòng/phút, nhiệt độ 35,60 oC, thời gian 21,70 giờ đạt hiệu suất trung bình 77,89% và DS 5,35.
1.2. Nâng sản phẩm của phản ứng tổng hợp lên cỡ lô kg với cùng các thông số kỹ thuật nhƣ đã nghiên cứu ở trên. Hiệu suất trung bình và DS của các sản phẩm khác nhau không có ý nghĩa so với qui mô nhỏ.
1.3. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm nghiệm thành phẩm, phổ IR, NMR, MS phù hợp với cấu trúc, các chỉ tiêu đạt tiêu chuẩn cơ sở. Sản phẩm đủ tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng trong ngành dƣợc.
2. Ứng dụng HPβCD và HBβCD tổng hợp vào tạo phức với một số dƣợc chất kém tan
2.1. Đã xác định đƣợc phƣơng pháp phù hợp để tạo phức dễ tan với rutin là phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi với kết quả nhƣ sau:
Phức R-HPβCD có độ tan cao gấp 3,83 lần so với rutin nguyên liệu. Phức R-HBβCD có độ tan cao gấp 5,06 lần so với rutin nguyên liệu. Sự hình thành phức đƣợc chứng minh bằng phổ IR, DSC, 1H-NMR.
2.2. So sánh độ hòa tan, độ tan: độ hòa tan của rutin trong phức R-HBβCD cao hơn trong phức R-HPβCD, độ tan của rutin trong phức R-HBβCD cao hơn trong phức R-HPβCD 1,32 lần.
2.3. Điều chế phức ITZ-HPβCD và ITZ-HBβCD bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi. Sự hình thành phức đã đƣợc chứng minh bằng phổ IR, DSC, 1H-NMR. Độ hòa tan và độ tan của itz trong phức cao hơn nhiều lần so với itz nguyên liệu
2.4. So sánh độ hòa tan, độ tan: độ hòa tan của itz trong phức ITZ-HBβCD cao hơn trong phức ITZ-HPβCD, trong phức điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi, độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD cao hơn trong phức ITZ-HPβCD ở tỷ lệ mol 1 : 1 là 1,75 lần; tỷ lệ mol 1 : 2 là 2,23 lần và tỷ lệ mol 1 : 3 là 1,42 lần.
2.5. Đã điều chế phức ME-HPβCD bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi, phức ME-HPβCD có độ tan cao gấp 124,84 lần so với ME nguyên liệu.
KIẾN NGHỊ
Tiếp tục nghiên cứu độ ổn định sau thời gian 24 tháng để xác định tuổi thọ thực sự của sản phẩm HPβCD và HBβCD tổng hợp.
Tiếp tục nghiên cứu các thông số dƣợc động học, độc tính và các tƣơng tác khác của HBβCD để tiêu chuẩn hóa làm tá dƣợc chính thức đƣa vào sử dụng trong ngành dƣợc. Nghiên cứu trang thiết bị, máy móc phù hợp, xây dựng qui trình và tổng hợp HPβCD, HBβCD ở qui mô pilot tiến tới sản xuất công nghiệp đủ đáp ứng nhu cầu nghiên cứu phát triển thuốc trong nƣớc.
Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng HPβCD và HBβCD tổng hợp vào tạo phức để làm tăng độ tan của các dƣợc chất ít/kém tan khác.
DANH MỤC
CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU ĐÃ CÔNG BỐ
1. Phùng Đức Truyền, Lê Hữu Phúc, Đặng Văn Tịnh, Huỳnh Văn Hóa (2011), “Bào chế viên nén chứa phức rutin và 2-O-hydroxypropyl-β-cyclodextrin có độ hòa tan cao”, Y
học Thành phố Hồ Chí Minh, Phụ bản của tập 15 (1), tr.106-112.
2. Phùng Đức Truyền, Võ Hồ Lan Chi, Huỳnh Văn Hóa, Đặng Văn Tịnh (2011), “Xây dựng qui trình tổng hợp 2-O-(2-hydroxypropyl) beta cyclodextrin”, Y học Thành phố
Hồ Chí Minh, Phụ bản của tập 15 (1), tr.469-475.
3. Phùng Đức Truyền, Dƣơng Lan Linh, Đặng Văn Tịnh, Huỳnh Văn Hóa (2012), “Nghiên cứu cải thiện tốc độ hòa tan itraconazol áp dụng trong bào chế nang cứng”,
Tạp chí Dược học 430, tr.27-32.
4. Phùng Đức Truyền, Đặng Văn Tịnh, Huỳnh Văn Hóa (2012), “Xây dựng và tối ƣu hóa qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin”, Tạp chí Dược học 437, tr.42-47
5. Phùng Đức Truyền, Đặng Văn Tịnh, Huỳnh Văn Hóa (2012), “Xây dựng và tối ƣu hóa qui trình tổng hợp 2-hydroxybutyl-beta-cyclodextrin”, Tạp chí Dược học 438, tr.55-59.
6. Phùng Đức Truyền, Nguyễn Phƣớc Trƣờng, Huỳnh Văn Hóa, Đặng Văn Tịnh (2013), “Nghiên cứu điều chế hệ phân tán rắn hydroxybutyl-beta-cyclodextrin làm tăng độ tan của rutin”, Tạp chí Dược học 442, tr.23-27.
7. Phùng Đức Truyền, Nguyễn Phƣớc Trƣờng, Huỳnh Văn Hóa, Đặng Văn Tịnh (2014), “Nghiên cứu điều chế hệ phân tán rắn itraconazol-hydroxybutyl-beta-cyclodextrin”,
Tạp chí dược học 454, tr.16-20.
8. Phùng Đức Truyền, Đào Thị Kiều Nhi, Huỳnh Văn Hóa, Đặng Văn Tịnh (2014), “Nghiên cứu điều chế hệ phân tán rắn hydroxypropyl-beta-cyclodextrin làm tăng độ tan của meloxicam”, Tạp chí Dược học 455, tr.23-27.
9. Phùng Đức Truyền, Đặng Văn Tịnh, Huỳnh Văn Hóa (2014), “Xác định cấu trúc và xây dựng tiêu chuẩn cơ sở của hydroxypropyl-beta-cyclodextrin tổng hợp tại Việt Nam”, Tạp chí Dược học 457, tr 47-53.
10. Phùng Đức Truyền, Huỳnh Văn Hóa, Đặng Văn Tịnh (2014), “Điều chế gel chứa hệ
phân tán rắn meloxicam-hydroxypropyl-beta-cyclodextrin”, Tạp chí Dược học 458, tr 14-17.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tiếng Việt
1. Bộ Y tế (2009), Dược điển Việt nam IV, Hội đồng Dƣợc điển Việt nam, Nhà xuất bản Y học, Hà nội, tr.556-558.
2. Bộ Y tế (2012), Dược thư quốc gia Việt nam, Nhà xuất bản Y học, Hà nội, tr.690- 692, 761-763.
3. Trần Trịnh Công, Nguyễn Văn Long, Nguyễn Đăng Hòa, Phan Thị Nga (2011), “Nghiên cứu hệ phân tán rắn của itraconazol”, Tạp chí dược học 420, tr.11-14. 4. Lê Thị Thu Cúc (2013), Nghiên cứu tổng hợp một số tác nhân quang hoạt từ beta- cyclodextrin để ứng dụng trong phân tích các chất quang hoạt bằng phương
pháp điện di mao quản, Luận án tiến sĩ dƣợc học, Đại học Y Dƣợc Thành phố
Hồ Chí Minh, tr.38-53.
5. Trƣơng Thế Kỷ (2011), Hóa hữu cơ, Nhà xuất bản Y học, Thành phố Hồ Chí Minh, tr.24-34, 264-270.
6. Đỗ Tất Lợi (2009), Những cây thuốc và vị thuốc Việt nam, Nhà xuất bản Y học, Nhà xuất bản thời đại, Hà nội, tr.298-299.
7. Bùi Thị Tuyết Mai, Nguyễn Thị Huyền Trân, Trịnh Thị Thu Loan (2013), “Nghiên cứu bào chế gel piroxicam với tá dƣợc nhóm cyclodextrin”, Tạp chí dược học
452, tr.6-9.
8. Lê Quan Nghiệm (2007), Sinh dược học và các hệ thống trị liệu mới, Nhà xuất bản Y học, Chi nhánh thành phố Hồ Chí minh, tr.50-54, 148-174.
9. Nguyễn Kim Phi Phụng (2004), Khối phổ, Nhà xuất bản Đại học quốc gia, Thành phố Hồ Chí Minh, tr.32-35, 75-89.
10. Nguyễn Kim Phi Phụng (2005), Phổ NMR sử dụng trong phân tích hữu cơ, Nhà xuất bản Đại học quốc gia, Thành phố Hồ Chí Minh, tr.23-59, 118-138, 319-331.
Tiếng nƣớc ngoài
11. Adriana Trapani, Angela Lopedota, Nunzio Denora, Valentino Laquintana, Massimo Franco, Andrea Latrofa, Giuseppe Trapani, Gaetano Liso (2005), “A rapid
screening tool for estimating the potential of 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin complexation for solubilization purposes”, International Journal of
Pharmaceutics 295, pp.163-175.
12. Aiju Chen, Min Liu, Lina Dong, Dezhi Sun (2013), “Study on the effect of solvent on the inclusion interaction of hydroxypropyl-β-cyclodextrin with three kinds of coumarins by phase solubility method”, Fluid Phase Equilibria 341, pp.42- 47.
13. Aiman A. Obaidat, Rasha A. Khanfar, Mohammad N. Khawam (2009), “The effect of β-cyclodextrin on the solubility and dissolution rate of meloxicam and investigation of the driving force for complexation using molecular modeling”,
J Incl Phenom Macrocycl Chem 63, pp.273-279.
14. Amber Vyas, Shailendra Saraf, Swarnlata Saraf (2008), “Cyclodextrin based novel drug delivery systems”, J Incl Phenom Macrocycl Chem 62, pp.23-42.
15. Anna Shevchenko, Luis M. Bimbo, Inna Miroshnyk, Jorma Haarala, Kristýna Jelínková, Kaisa Syrjänen, Bert van Veen, Juha Kiesvaara, Hélder A. Santos, Jouko Yliruusi (2012), “A new cocrystal and salts of itraconazole: Comparison of solid-state properties, stability and dissolution behavior”, International
Journal of Pharmaceutics 436, pp.403-409.
16. Arti Maheshwari, Manisha Sharma, Deepak Sharma (2012), “Complexation of sodium picosulphate with beta cyclodextrin: NMR spectroscopic study in solution”, J Incl Phenom Macrocycl Chem, Original article, pp.1-6.
17. Ashok Katdare, Mahesh V. Chaubal (2006), Excipient Developmentfor
Pharmaceutical, Biotechnology, and Drug Delivery Systems, Informa
Healthcare USA, Inc.Taylor & Francis Group, LLC, pp.15-17, 51-59, 93-97. 18. Ashwini Madgulkar, Shivajirao Kadam, and Varsha Pokharkar (2008), “Studies on
Formulation Development of Mucoadhesive Sustained Release Itraconazole Tablet Using Response Surface Methodology”, AAPS Pharm Sci Tech 9 (3), pp.998-1005.
19. Audur Magnusdottir, Mármásson and Thorsteinn Loftsson (2002), “Self Association and Cyclodextrin Solubilization of NSAIDs”, Journal of Inclusion Phenomena
and Macrocyclic Chemistry 44, pp.213–218.
20. Bengt Lindberg, Johan Lindberg, Josef Pitha, C. Trinadha Rao, and Kazuaki Harata (1991), “Synthesis of some 2-0-(2-hydroxyalkyl) and 2-O-(2,3- dihydroxyalkyl) derivatives of cyclomaltoheptaose”, Carbohydrate Research
222, pp.113-119.
21. British pharmacopoeia (2010), pp 252-254, 1075-1077, 1168-1170, 1357-1358,
1863-1864.
22. Buchi N. Nalluri, K.P.R. Chowdary, K.V.R. Murthy, V. Satyanarayana, A.R. Hayman and G. Becket (2005), “Inclusion Complexation and Dissolution Properties of Nimesulide and Meloxicam-hydroxypropyl-β-cyclodextrin Binary Systems”, Journal of Inclusion Phenomena and Macrocyclic Chemistry
53, pp.103-110.
23. C. Trinadha Rao and Josef Pitha (1991), “Reactivities at the O-2, 0-3, and O-6 positions of cycloamyloses in Hakomori methylation”, Carbohydrate Research
220, pp.209-213.
24. C. Trinadha Rao, Josef Pitha, Bengt Lindberg, and Johan Lindberg (1992), “Distribution of substituents in O-(2-hydroxypropyl) derivatives of cyclomalto-oligosaccharides (cyclodextrins): influence of increasing substitution, of the base used in the preparation, and of macrocyclic size”,
Carbohydrate Research 223, pp.99-107.
25. Chao Yuan, Benguo Liu, Chungang Chen (2010), “Optimization of Preparation Process of Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin by Response Surface Methodology”, International Conference on Challenges in Environmental
Science and Computer Engineering, pp.26-28.
26. Chao Yuan, Lei Du, Zhengyu Jin, Xueming Xu (2013), “Storage stability and antioxidant activity of complex of astaxanthin with hydroxypropyl-β- cyclodextrin”, Carbohydrate Polymers 91, pp.385-389.
27. Chao Yuan, Zhengyu Jin, Xuehong Li (2008), “Evaluation of complex forming ability of hydroxypropyl-β-cyclodextrins”, Food Chemistry 106, pp 50-55. 28. Chao Yuan, Zhengyu Jin, Xueming Xu (2012), “Inclusion complex of astaxanthin
with hydroxypropyl-β-cyclodextrin: UV, FTIR, 1H NMR and molecular modeling studies”, Carbohydrate Polymers 89, pp.492- 496.
29. Chin Weng Yong, Clive Washington and William Smith (2008), “Structural Behaviour of 2-Hydroxypropyl-β-Cyclodextrin in Water: Molecular Dynamics Simulation Studies”, Pharmaceutical Research 25 (5), pp.1092-1099.
30. Claudia Garnero, Ariana Zoppi, Diego Genovese, Marcela Longhi (2010), “Studies on trimethoprim: hydroxypropyl-β-cyclodextrin: aggregate and complex formation”, Carbohydrate Research 345, pp.2550-2556.
31. Dan He, Ping Deng, Lin Yang, Qunyou Tan, Juan Liu, Mei Yang, Jingqing Zhang (2013), “Molecular encapsulation of rifampicin as an inclusion complex of hydroxypropyl-β-cyclodextrin: Design; characterization and in vitro
dissolution”, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 103, pp.580-585.
32. Ding Haiyun, Chao Jianbin, Zhang Guomei, Shuang Shaomin, Pan Jinhao (2003), “Preparation and spectral investigation on inclusion complex of β-cyclodextrin with rutin”, Spectrochimica Acta Part A 59, pp.3421-3429.
33. E. Inkmann, U. Holzgrabe (1999), “1H and 13C nuclear magnetic resonance studies of the sites of protonation in itraconazole and fluconazole”, Journal of
Pharmaceutical and Biomedical Analysis 20, pp.297-307.