Luận án tiến sĩ Dược học: Nghiên cứu cải tiến qui trình tổng hợp nguyên liệu mesna và ứng dụng bào chế thuốc tiêm

Chia sẻ: Trần Văn Ha | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:291

Thêm vào BST

Báo xấu

35
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận án là Thiết kế được phương pháp mới tổng hợp mesna. Xây dựng được qui trình tống hợp mesna qui mô 200 g/mẻ. Đánh giá được độc tính cấp, độ ổn định của nguyên liệu mesna.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận án tiến sĩ Dược học: Nghiên cứu cải tiến qui trình tổng hợp nguyên liệu mesna và ứng dụng bào chế thuốc tiêm

B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ■ ■ ■ ■ ĐÀO NGUYỆT SƯƠNG HUYỀN NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUI TRÌNH TỎNG HỢP NGUYÊN LIỆU MESNA VÀ ỨNG DỤNG BÀO CHẾ THUỐC TIÊM LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC ♦ ♦ ♦ HÀ NỘI, NĂM 2018
B ộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Bộ Y TỂ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI ♦ ♦ • ♦ ĐÀO NGUYỆT SƯƠNG HUYÈN NGHIÊN CỨU CẢI TIÉN QUI TRÌNH TỎNG HỢP NGUYÊN LIỆU MESNA VÀ ỨNG DỤNG BÀO CHÉ THUÓC TIÊM LUẬN ÁN TIẾN Sĩ DƯỢC HỌC ♦ ♦ ♦ CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ Dược PHẨM & BÀO CHẾ THƯỒC MÃ SỔ: 62720402 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện PGS.TS. Nguyễn Văn Hân HÀ NỘI, NĂM 2018
Lời cam đoan Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. NCS. Đào Nguyệt Sương Huyền
LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất tới PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện và PGS.TS. Nguyễn Văn Hân, là những người Thầy đã nhiệt tình hướng dẫn, hết lòng giúp đỡ, dìu dắt, chỉ bảo, động viên, khích lệ để tôi có động lực hoàn thành luận án này. Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới TS. Nguyễn Văn Hải, ThS. Nguyễn Văn Giang, ThS. Trần Thúy Hạnh đã dành sự quan tâm đặc biệt, hỗ trợ tối đa cho tôi trong quá trình nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn PGS.TS. Từ Minh Koóng, PGS.TS. Nguyễn Văn Long, PGS.TS. Nguyễn Ngọc Chiến, PGS.TS. Nguyễn Đăng Hòa đã dành cho tôi những gợi ý quí báu trong quá trình thực hiện luận án. Tôi xin gửi lời cảm ơn toàn thể các Thầy, Cô giáo, đồng nghiệp của tôi tại Bộ môn Công nghiệp Dược, Phòng Khảo thí và Kiểm định chất lượng - Trường Đại học Dược Hà Nội đã ủng hộ và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến sự giúp đỡ, cộng tác của các Thầy cô, anh chị của các Quý cơ quan: Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương, Viện Hóa học - Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam, Khoa hóa học - Đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Công nghệ dược phấm quốc gia. Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban giám hiệu, Phòng Sau đại học, Phòng Tổ chức Cán bộ, các Phòng chức năng, Bộ môn chuyên ngành Công nghệ Dược phẩm và Bào chế thuốc - Trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn GS.TS. Nguyễn Thanh Bình, PGS.TS. Nguyễn Thị Song Hà đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các học viên cao học, các thế hệ sinh viên dược K65, K66, K67, K68 đã cùng tôi làm việc để hoàn thành được những kết quả trong luận án. Cuối cùng, xin cảm ơn chồng, hai con tôi, bố mẹ, người thân và bạn bè đã luôn động viên, giúp đỡ tôi trong suốt những năm qua. NCS. Đào Nguyệt Sương Huyền
MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN................................................................................................................ ii DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮ T .......................................vii DANH MỤC CÁC BẢNG......................................................................................... ix DANH MỤC CÁC HÌNH........................................................................................xiii DANH MỤC CÁC s ơ Đ Ò ...................................................................................... xiv ĐẶT VẤN Đ È .................................................................................................................1 Chương 1. TỒNG QUAN.............................................................................................3 1.1. Tổng quan về m esna......................................................................................... 3 1.1.1. Nguồn gốc và tính chất lý h ó a.................................................................. 3 1.1.2. Các phương pháp định lượng mesna......................................................... 7 1.1.3. Đặc điểm dược lý ......................................................................................10 1.2. Các phương pháp tổng họp mesna................................................................14 1.2.1. Tổng hợp nguyên liệu natri 2-halogenoethansulfonat........................... 14 1.2.2. Tổng hợp mesna qua trung gian muối thiouroni 3 ................................. 18 1.2.3. Tổng hợp mesna qua trung gian thioester.............................................. 20 1.2.4. Tổng hợp mesna qua trung gian muối xanthat....................................... 22 1.2.5. Một số phương pháp khác........................................................................25 1.3. Một số quá trình tạo nhóm thiol....................................................................26 1.3.1. Tổng hợp nhóm thiol từ trithiocarbonat..................................................26 1.3.2. Tổng hợp nhóm thiol từ muối B unte......................................................27 1.3.3. Tổng hợp nhóm thiol từ muối thiouroni.................................................28 1.3.4. Tổng hợp nhóm thiol từ thioester........................................................... 28 1.3.5. Một số phương pháp khác....................................................................... 29 1.4. Phân tích và lựa chọn phương pháp tổng họp mesna............................... 31 1.5. Tổng quan về bào chế mesna.........................................................................32 1.5.1. Một số biện pháp chống oxy hóa trong thuốc tiêm của dược chất có chứa nhóm thiol........................................................................................................... 32 1.5.2. Một số nghiên cứu về dạng bào chế và độ ổnđịnh của mesna...............35 Chưong 2. NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀPHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨ U............................................................................................................ 38 2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất và thuốc thử........................................................ 38 2.2. Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm...........................................................................39 2.3. Nội dung nghiên cứu........................................................................................41 111
2.3.1. Tổng hợp hóa học.....................................................................................41 2.3.2. Bào chế dung dịch tiêm m esna...............................................................41 2.4. Phưong pháp nghiên cứ u .............................................................................. 42 2.4.1. Phương pháp tổng hợp và xác định cấu trúc mesna.............................. 42 2.4.2. Phương pháp đánh giá chất lượng nguyên liệu m esna.........................44 2.4.3. Phương pháp thử độc tính cấp của nguyên liệu mesna......................... 45 2.4.4. Phương pháp bào chế.............................................................................. 46 2.4.5. Phương pháp đánh giá chất lượng dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml.47 2.4.6. Phương pháp đánh giá độ ổn định..........................................................50 2.4.7. Phương pháp xử lý số liệu, kết quả nghiên cứu.....................................50 Chưotig 3. KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u .................................................................... 51 3.1. Tổng họp và tính ché mesna ử qui mô phòng thí nghiệm........................ 51 3.1.1. Tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat.......................................................51 3.1.2. Tống hợp mesna qua trung gian muối thiouroni....................................54 3.1.3. Tổng hợp mesna qua trung gian thioester.............................................. 62 3.1.4. Tống hợp mesna qua trung gian muối Bunte.........................................67 3.1.5. Tống hợp mesna qua trung gian trithiocarbonat....................................73 3.1.6. So sánh các phương pháp tống hợp mesna............................................ 83 3.1.7. Tinh chế mesna đạt tiêu chuấn về hàm lượng theo BP 2015................85 3.2. Xây dựng qui trình tổng hợp và tính chế mesna qui mô 100g/mẻ..........87 3.2.1. Tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat...................................................... 87 3.2.2. Qui trình tống hợp mesna qua trung gian muối thiouroni qui mô 100 g/mẻ..................................................................................................................... 88 3.2.3. Qui trình tổng hợp và tinh chế mesna qua trunggian monoalkyl trithiocarbonat qui mô lOOg/mẻ........................................................................ 91 3.3. Triển khai qui trình tổng họp mesna qua trung gianmonoalkyl trithiocarbonat qui mô 200 g/mẻ đạt tiêu chuẩn BP 2015................................94 3.4. Đánh giá độ ổn định của nguyên liệu mesna.............................................. 97 3.4.1. Khảo sát điều kiện bảo quản nguyên liệu mesna...................................97 3.4.2. Đánh giá độ ổn định và xác định tuổi thọ của nguyên liệum esna...... 97 3.5. Đánh giá độc tính cấp của m esna....................................................... 100 3.6. Xây dựng phưong pháp định lương mesna bằng HPLC.........................101 3.7. Nghiên cứu bào chế dung dịch tiêm mesna lOOmg/ml............................102 IV
3.7.1. Khảo sát ảnh hưởng một số yếu tố công thức đến độ ổn định hóa lý của dung dịch tiêm m esna.......................................................................................102 3.7.2. Công thức và qui trình bào chế dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml... 107 3.7.3. Đe xuất tiêu chuẩn chất lượng của dung dịch tiêmm esna................... 108 3.7.4. Đánh giá độ ổn định của dung dịch tiêm mesna...................................111 Chương 4. BÀN LUẬN............................................................................................. 115 4.1. Phưotig pháp tong hợp mesna..................................................................... 115 4.1.1. Phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat......................................115 4.1.2. Phản ứng tổng hợp mesna qua trung gian muối thiouroni............... 117 4.1.3. Phản ứng tống hợp mesna qua trung gian thioester..........................120 4.1.4. Phản ứng tống hợp mesna qua trung gian muối Bunte.....................123 4.1.5. Phản ứng tống hợp mesna qua trung gian alkyl trithioearbonat......126 4.2. Tinh ché nguyên liệu mesna đạt tiêu chuẩn Dược điển A nh .................. 132 4.3. Cấu trúc của các chất tổng họp được..........................................................133 4.3.1. Cấu trúc của natri 2-cloroethansulfonat................................................ 134 4.3.2. Cấu trúc của các chất trung gian theo con đường muối thiouroni.... 134 4.3.3. Cấu trúc của các chất trung gian theo con đường thioester...............136 4.3.4. Cấu trúc của chất trung gian theo con đường muối B unte................136 4.3.5. Cấu trúc của chất trung gian theo con đường trithiocarbonat........... 138 4.3.6. Cấu trúc của mesna.................................................................................140 4.4. Nâng cấp qui mô tổng họp m esna...............................................................142 4.4.1. v ề lựa chọn nguyên liệu 1,2-đicloroethan............................................142 4.4.2. v ề nâng cấp qui mô tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2- dicloroethan........................................................................................................143 4.4.3. v ề lựa chọn con đường tổng hợp mesna để nâng cấp qui m ô.............144 4.5. Độ ổn định và độc tính của nguyên liệu mesna.........................................146 4.5.1. Độ ổn định của nguyên liệu mesna....................................................... 146 4.5.2. Độc tính cấp của nguyên liệu mesna..................................................... 146 4.6. Dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml................................................................147 4.6.1. v ề phương pháp định lượng mesna...................................................... 147 4.6.2. v ề xây dựng công thức và phương pháp bào chế dung dịch tiêm m esna.................................................................................................................149 4.6.3. v ề đề xuất TCCS và theo dõi độ ổn định của dung dịch tiêm.............151 4.7. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn của luận án..................................153 V
KẾT LUẬN VÀ ĐÈ XUẤT......................................................................................155 KẾT LUẬN.............................................................................................................155 ĐẺ XUẤT................................................................................................................156 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ.............................................157 TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................158 PHỤ LỤC VI
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIÉT TẮT Ký hiệu, TT Chú thích chữ viết tắt Phổ cộng hưởng từ carbon 13 (Carbon-13 Nuclear Magnetic 1 13C-NMR Resonance Spectroscopy) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton Nuclear Magnetic 2 ^-N M R Resonance Spectroscopy) 3 AR Thuốc thử phân tích (Analytical reagent) 4 BP Dược điển Anh (The British Pharmacopoeia) 5 CYP Cyclophosphamid 6 5 Độ dịch chuyển hóa học (ppm) 7 dd Dung dịch 8 DĐVN Dược điển Việt Nam 9 DMSO Dimethyl sulfoxid 10 đvC Đơn vị carbon Dược điên Châu Au 11 EP {The European Pharmacopoeia) Phổ khối lượng phun mù điện tử 12 ESI-MS {Electrospray Ionization Mass spectrometry) 13 g Gam Sac ký lỏng hiệu năng cao 14 HPLC {High performance liquid chromatography) Hội nghị hòa hợp quốc tế 15 ICH (.International Conference on Harmonisation) Phổ hong ngoại 16 IR (Infrared Spectroscopy) 17 IFM Ifosfamid 18 1 Lit 19 M Khối lượng phân tử 20 ml Mililít 21 ppm Phân triệu 22 ppb Phân tỉ 23 Rf Hệ số lưu giữ (.Retention factor) 24 RSD Độ lệch chuấn tương đối (Relative Standard deviation) 25 SD Độ lệch chuẩn (Standard Deviation) 26 SKLM Sắc ký lớp mỏng 27 spic Diện tích pic
Ký hiệu, TT Chú thích chữ viết tắt 28 t° Lnc Nhiệt độ nóng chảy 29 t°pư Nhiệt độ phản ứng 30 tR Thời gian lưu 31 TB Trung bình 32 TLTK Tài liệu tham khảo 33 Vmax Số sóng cực đại (em'1) 34 USP Dược điển Mỹ (The United States Pharmacopeia)
DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. ưu, nhược điểm của một số phương pháp định lượng mesna......................9 Bảng 1.2. Thông tin về độc tính cấp của mesna...........................................................13 Bảng 1.3. Hiệu suất các phản ứng tổng hợp natri 2-halogenoethansulfonat..............17 Bảng 1.4. Một số chất được sử dụng điều chỉnh pH trong chế phẩm của một số thuốc có chứa nhóm thiol....................................................................................................... 33 Bảng 1.5. Nồng độ thường dùng của một số chất chống oxy hóa trong thuốc tiêm nước [79]................................................................................................................................ 33 Bảng 1.6. Một số chất chống oxy hóa được sử dụng trong chế phẩm của dược chất có chứa nhóm thiol............................................................................................................34 Bảng 1.7. Một số dạng bào chế của mesna trên thị trường........................................37 Bảng 2.1. Danh mục nguyên vật liệu, hoá chất và thuốc th ử ................................... 38 Bảng 2.2. Danh mục dụng cụ, thiết bị......................................................................... 39 Bảng 3.1. Ánh hưởng của tỉ lệ mol các chất tham gia phản ứng đến hiệu suất tổng hợp chất 2 ............................................................................................................................. 52 Bảng 3.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tổng hợp chất 2 .......... 53 Bảng 3.3. Ánh hưởng của tỉ lệ thể tích dung môi nước : ethanol 96% đến hiệu suất tổng hợp chất 2 ..............................................................................................................53 Bảng 3.4. Ánh hưởng của tổng thể tích dung môi đến hiệu suất tổng hợp chất 2.... 54 Bảng 3.5. Ảnh hưởng của một số xúc tác đến hiệu suất tổng hợp chất 3 .................55 Bảng 3.6. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol các chất tham gia phản ứng đến hiệu suất tổng hợp chất 3 ............................................................................................................................. 56 Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ phản ứng đến hiệu suất tống hợp chất 3 .......... 56 Bảng 3.8. Ảnh hưởng của thể tích nước đến hiệu suất tổng hợp chất 3 ...................57 Bảng 3.9. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp chất 4 ........................... 58 Bảng 3.10. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol NH 3 : chất 3 đến hiệu suất tổng hợp chất 4.... 59 Bảng 3.11. Ảnh hưởng của pH đến hiệu suất tổng hợp mesna từ chất 4 ..................61 Bảng 3.12. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp 5 ................................. 63 IX
Bảng 3.13. Ánh hưởng của tỉ lệ mol các chất tham gia đến hiệu suất tạo chất 5 .... 63 Bảng 3.14. Ánh hưởng của lượng nước đến hiệu suất tạo chất 5 ............................. 64 Bảng 3.15. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp mesna từ chất 5 ......... 65 Bảng 3.16. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol các chất tham gia phản ứng đến hiệu suất tổng hợp mesna từ chất 5 ..................................................................................................... 66 Bảng 3.17. Ánh hưởng của thế tích nước đến hiệu suất tổng hợp mesna từ chất 5.. 66 Bảng 3.18. Ánh hưởng của tỉ lệ mol natri thiosulfat pentahydrat: chất 2 đến hiệu suất tổng hợp chất 6 ..............................................................................................................68 Bảng 3.19. Ảnh hưởng của tỉ lệ nước : ethanol 96% đến hiệu suất tổng hợp chất 6 68 Bảng 3.20. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất tổng hợp chất 6 ......................... 69 Bảng 3.21. Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích methanol : nước khi tinh chế đến hiệu suất tổng hợp chất 6 ..............................................................................................................69 Bảng 3.22. Ảnh hưởng của tỉ lệ thể tích 1,4-dioxan : nước đến hiệu suất tổng hợp mesna từ chất 6..............................................................................................................71 Bảng 3.23. Ảnh hưởng của lượng dung môi đến hiệu suất tổng hợp mesna từ muối Bunte 6 .......................................................................................................................... 71 Bảng 3.24. Ảnh hưởng của nồng độ acid đến hiệu suất tổng hợp mesna từ chất 6.. 72 Bảng 3.25. Ảnh hưởng của nhiệt độ giai đoạn thủy phân đến hiệu suất tổng hợp mesna từ chất 6 ......................................................................................................................... 72 Bảng 3.26. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol natri trithioearbonat: chất 2 đến hiệu suất tổng hợp monoalkyl trithiocarbonat 7 ................................................................................. 74 Bảng 3.27. Ảnh hưởng của thể tích nước đến hiệu suất tổng hợp monoalkyl trithiocarbonat 7 ............................................................................................................75 Bảng 3.28. Ánh hưởng của tỉ lệ mol chất 2 : natri trithiocarbonat đến hiệu suất tổng hợp dialkyl trithiocarbonat 7a........................................................................................77 Bảng 3.29. Kết quả tống hợp dialkyl trithiocarbonat................................................... 77 Bảng 3.30. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol natri trithiocarbonat: chất 2 đến hiệu suất tổng hợp mesna (con đường IV )............................................................................................ 81 X
Bảng 3.31. Ánh hưởng của nhiệt độ phản ứng giữa chất 2 và natri trithiocarbonat đến hiệu suất tổng hợp mesna (con đường IV).................................................................... 81 Bảng 3.32. Ảnh hưởng của nồng độ acid đến hiệu suất tạo mesna (con đường IV) 82 Bảng 3.33. Ảnh hưởng của pH thủy phân đến hiệu suất tạo mesna (con đường IV) 82 Bảng 3.34. Khảo sát độ lặp lại của phản ứng tổng hợp mesna (con đường IV )...... 83 Bảng 3.35. So sánh các phương pháp tống hợp mesna................................................ 84 Bảng 3.36. Ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất tinh chế mesna.......................86 Bảng 3.37. Ảnh hưởng của nhiệt độ hòa tan đến hiệu suất tinh chế mesna..............86 Bảng 3.38. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy đến hiệu suất tổng hợp chất 2................ 87 Bảng 3.39. Độ lặp lại của phản ứng tổng hợp natri 2-eloroethansulfonat................88 Bảng 3.40. Độ lặp lại của phản ứng tổng hợp 2-S-thiouroni ethansulíonat..............89 Bảng 3.41. Độ lặp lại của phản ứng tống hợp guanidini 2-mercaptoethansulfonat.. 89 Bảng 3.42. Độ lặp lại của phản ứng tổng hợp mesna qui mô lOOg/mẻ....................90 Bảng 3.43. Độ lặp lại của quá trình tinh chế mesna qui mô lOOg/mẻ......................91 Bảng 3.44. Ảnh hưởng cách thức nạp liệu đến hiệu suất tống hợp mesna...............92 Bảng 3.45. Ảnh hưởng của tốc độ khuấy trộn đến hiệu suất tổng hợp mesna......... 93 Bảng 3.46. Độ lặp lại của qui trình tổng hợp mesna qua trung gian monoalkyl trithiocarbonat qui mô 100 g/mẻ................................................................................. 93 Bảng 3.47. Độ lặp lại của qui trình tinh chế mesna được tổng hợp qua trung gian monoalkyl trithiocarbonat qui mô 100 g/mẻ................................................................. 94 Bảng 3.48. Kết quả tổng hợp mesna qui mô 200 g/mẻ..............................................96 Bảng 3.49. Ảnh hưởng của điều kiện bảo quản đến hàm lượng mesna và tỉ lệ tạp D97 Bảng 3.50. pH, hàm lượng mesna và tỉ lệ tạp D của các mẫu theo thời gian bảo quản ở điều kiện lão hóa cấp tốc...........................................................................................98 Bảng 3.51. pH, hàm lượng mesna và tỉ lệ tạp D của các mẫu theo thời gian trong thử nghiệm dài hạn..............................................................................................................99 Bảng 3.52. Ket quả định lượng thuốc tiêm Ưromitexan 100 m g/m l......................102 Bảng 3.53. Ánh hưởng của pH khoảng 5-10 đến hàm lượng mesna......................103 XI
Bảng 3.54. Ánh hưởng của pH (khoảng 7-8) đến hàm lượng m esna..................... 103 Bảng 3.55. Ảnh hưởng của chất điều chỉnh pH đến độ ổn định của mesna..........104 Bảng 3.56. Ảnh hưởng của nồng độ dinatri edetat đến hàm lượng mesna............ 105 Bảng 3.57. Ảnh hưởng của thời gian hấp đến hàm lượng mesna........................... 106 Bảng 3.58. Ánh hưởng của ánh sáng đến hàm lượng mesna.................................. 106 Bảng 3.59. Ánh hưởng của sục khí nitơ đến hàm lượng mesna............................. 107 Bảng 3.60. Công thức dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml........................................107 Bảng 3.61. Độ ổn định của dung dịch tiêm mesna (nguyên liệu được tống hợp theo con đường I)................................................................................................................112 Bảng 3.62. Độ ổn định của dung dịch tiêm mesna (nguyên liệu được tổng hợp theo con đường IV ).............................................................................................................113 xii
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Cơ chế giải độc của mesna bằng cách tăng đào thải cystein...................... 12 Hình 3.1. Kết quả dự đoán tuổi thọ của mesna được tống hợp theo con đường I tính theo hàm lượng mesna và tỉ lệ tạp D ...........................................................................100 Hình 3.2. Ket quả dự đoán tuổi thọ của mesna được tổng hợp theo conđườngIV tính theo hàm lượng mesna và tạp D...................................................................................100 Hình 3.3. Ket quả dự đoán tuổi thọ của dung dịch tiêm theo tỉ lệ tạp Dvà hàm lượng mesna (nguyên liệu mesna được tống hợp theo con đường I)............................... 113 Hình 4.1. Hình ảnh phổ IR của muối guaniđini 4 ...................................................135 Hình 4.2. Hình ảnh phổ giãn ^-N M R của monoalkyl trithiocarbonat 7 ............. 138 Hình 4.3. Hình ảnh phố giãn !H-NMR của dialkyl trithiocarbonat 7 a ................. 139 Hình 4.4. Phổ IR tham khảo của mesna [32].............................................................. 140 Hình 4.5. Phổ ^-N M R của mesna được tống hợp theo con đường IV ................... 141 Hình 4.6. Hiệu suất tống hợp mesna từ chất 2 theo 4 con đường..............................144 Hình 4.7. Quang phổ hấp thụ tử ngoại của mesna [32]............................................. 148
DANH MỤC CÁC s ơ ĐÒ Sơ đồ 1.1. Phản ứng oxy hóa các hợp chất thiol bởi các halogen............................... 5 Sơ đồ 1.2. Phản ứng tạo disulfid với tác nhân là ion kim loại và oxid kimloại...........5 Sơ đồ 1.3. Cơ chế oxy hóa nhóm thiol trong môi trường base......................................6 Sơ đồ 1.4. Cơ chế oxy hóa nhóm thiol xúc tác bởi ion kim loại....................................6 Sơ đồ 1.5. Cơ chế giải độc của m esna...........................................................................11 Sơ đồ 1.6. Các phương pháp chính tống hợp mesna đã công b ố .............................. 14 Sơ đồ 1.7. Phản ứng tổng hợp nguyên liệu natri 2-halogenoethansulfonat............ 14 Sơ đồ 1.8. Phản ứng tổng hợp natri 2-bromoethansulfonat..................................... 15 Sơ đồ 1.9. Phản ứng tổng hợp natri 2-bromoethansulfonat từ natri isethionat.......15 Sơ đồ 1.10. Phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ ethylen clorobromid 16 Sơ đồ 1.11. Phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2-dicloroethan...... 16 Sơ đồ 1.12. Phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ carbyl Sulfat............... 17 Sơ đồ 1.13. Phảnứng tổng hợp mesna qua trung gian 2-S-thiouroni ethansulfonat 18 Sơ đồ 1.14. Phảnứng tổng hợp mesna qua trung gian thioester sử dụng NH 3 ......... 20 Sơ đồ 1.15. Phảnứng tổng hợp mesna qua trung gian thioester sử dụng HC1......... 22 Sơ đồ 1.16. Phảnứng tổng hợp mesna qua trung gian muối xanthat........................22 Sơ đồ 1.17. Phản ứng tổng hợp muối của ethyl-2-sulfoethylxanthat.......................22 Sơ đồ 1.18. Tổng hợp mesna từ ethyl-2-sulfoethyl xanthat theo tác giả Schramm.. 23 Sơ đồ 1.19. Tổng hợp mesna qua trung gian muối xanthat theo tác giả J. Leveque - hướng 1 ......................................................................................................................... 23 Sơ đồ 1.20. Phản ứng tổng hợp mesna qua trung gian muối xanthat tác giả J. Leveque - hướng 2 ....................................................................................................................... 24 Sơ đồ 1.21. Phản ứng tống hợp mesna từ natri vinylsulfonat......................................25 Sơ đồ 1.22. Phản ứng tổng hợp nhóm thiol từ trithiocarbonat................................... 26 Sơ đồ 1.23. Phản ứng thủy phân trithiocarbonat trong môi trường kiềm .................. 26 Sơ đồ 1.24. Phản ứng tổng hợp poly-ỢV-isopropylacrylamicộthiol............................27 xiv
Sơ đồ 1.25. Phản ứng của ethanolamin và trithiocarbonat........................................27 Sơ đồ 1.26. Phản ứng tổng hợp nhóm thiol từ muối Bunte..................................... 27 Sơ đồ 1.27. Phản ứng tổng hợp acid 2 ,3 -dimercaptosuccinic qua muối Bunte...... 28 Sơ đồ 1.28. Phản ứng tống hợp nhóm thiol qua muối thiouroni.............................. 28 Sơ đồ 1.29. Phản ứng tổng hợp thiol từ thioester..................................................... 29 Sơ đồ 1.30. Phản ứng tổng hợp nhóm thiol từ alken và hydrogen Sulfid............... 29 Sơ đồ 1.31. Phản ứng tổng hợp dimercaprol............................................................ 30 Sơ đồ 1.32. Phản ứng tống hợp tiopronin từ 2-bromopropionyl bromid.................30 Sơ đồ 2.1. Các con đường thực nghiệm tổng hợp m esna............................................ 41 Sơ đồ 2.2. Phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat (2) từ 1 ............................. 42 Sơ đồ 2.3. Các phản ứng tống hợp mesnaqua trung gian muối 2-iS-thiouroni........... 42 Sơ đồ 2.4. Các phản ứng tổng hợp mesnaqua trung gian thioester............................ 42 Sơ đồ 2.5. Các phản ứng tống hợp mesnaqua trung gian muối Bunte........................43 Sơ đồ 2.6. Các phản ứng tổng hợp mesnaqua trung gian muối alkyltrithiocarbonat43 Sơ đồ 2.7. Nguyên tắc của phương pháp chuấn độ thế tích.........................................45 Sơ đồ 3.1. Phương pháp tổng hợp mesna qua trung gian alkyl trithiocarbonat..........73 Sơ đồ 3.2. Qui trình tổng hợp mesna qua trung gian alkyl trithiocarbonat từ natri 2- cloroethansulfonat qui mô 200g/mẻ...............................................................................95 Sơ đồ 4.1. Phản ứng Strecker tồng hợp muối alkyl sulfonat [125]......................... 115 Sơ đồ 4.2. Phản ứng tạo dinatri 1,2-ethändisulfonat................................................116 Sơ đồ 4.3. Cơ chế phản ứng tổng hợp 2-*S-thiouroni ethansulfonat [124]..............117 Sơ đồ 4.4. Cơ chế hình thành muối thiocyanat trong môi trường nước [110]....... 117 Sơ đồ 4.5. Cơ chế phản ứng amoniac phân 2-£-thiouroni ethansulfonat [2]......... 118 Sơ đồ 4.6. Phản ứng tạo sản phẩm phụ dimesna trong môi trường NH 4O H ......... 119 Sơ đồ 4.7. Phản ứng trao đối ion loại cation guanidini............................................120 Sơ đồ 4.8. Cơ chế hình thành disulfid trong môi trường kiềm tò thiol [61], [103] 120 Sơ đồ 4.9. Cơ chế £-alkyl hóa tổng hợp thioester (5) [11]........................................ 121 XV
Sơ đồ 4.10. Cơ chế amoniac phân thioester sử dụng tác nhân NH3 [103]..............122 Sơ đồ 4.11. Cơ chế phản ứng (Sa2) tổng hợp muối Bunte từ natri 2-cloroethansulfonat và natri thiosulfat [58]................................................................................................ 123 Sơ đồ 4.12. Phản ứng tạo sản phẩm phụ natri ớ-(2-sulfonatoethyl) sulfothioat.... 124 Sơ đồ 4.13. Cơ chế phản ứng thủy phân natri £-(2-sulfonatoethyl)sulfurothioat tạo acid 2-mercaptoethansulfonic [58]........................................................................... 125 Sơ đồ 4.14. Cơ chế hình thành alkyl trithiocarbonat 7, 7a [41], [126]...................126 Sơ đồ 4.15. Cơ chế tạo mesna trong ethanol khi tinh chế chất 7 [51]....................128 Sơ đồ 4.16. Cơ chế thủy phân monoalkyl trithiocarbonat 7 thành mesna [41]..... 130 Sơ đồ 4.17. Phản ứng phân hủy natri trithiocarbonat trong môi trường acid........ 131 Sơ đồ 4.18. Cơ ché hình thành chất 6a [88]..............................................................137 Sơ đồ 4.19. Cơ chế khóa ion kim loại của dinatri edetat.........................................150 XVI
ĐẬT VẮN ĐÈ Theo thống kê của tổ chức Y tế thế giới tỉ lệ các ca tử vong do ung thư là 70% [13]. Các oxazaphosphorin như ifosfamid (IFM), cyclophosphamid (CYP) có tác dụng hiệu quả trên nhiều loại ung thư khác nhau. Tuy nhiên nhóm dược chất này gây độc tính cao trên tủy xương, thận và bàng quang [4], [9], [77]. Mesna (natri 2- mercaptoethansuỉ/onat) là thuốc được chỉ định bắt buộc trong quá trình trị liệu, do tương tác với các chất chuyển hóa (bao gồm cả acrolein) của các thuốc kháng ung thư, làm giảm độc đối với đường tiết niệu [4]. Ưu điểm lớn nhất khi sử dụng mesna là vừa có hiệu lực cao chống lại độc tính trên bàng quang của acrolein, hạn chế được tác dụng không mong muốn của CYP và IFM, vừa không ảnh hưởng đến tác dụng của các thuốc ung thư dùng đồng thời [4], [25], [31], [71], [78], [85], [133]. Cấu tạo của mesna có hai nhóm chức thiol và sulíbnat, được nối bởi cầu ethylen. Tuy cấu trúc đơn giản, nhưng dược chất này lại rất dễ bị oxy hóa, đặc biệt là trong môi trường giàu khí oxy [61], [103]. Do vậy cần có biện pháp đế tổng hợp, tinh chế nguyên liệu đạt tiêu chuẩn và chống oxy hóa dược chất trong các dạng bào chế. Sản xuất nguyên liệu làm thuốc ở Việt Nam còn thiếu do rất nhiều nguyên nhân như qui trình sản xuất chưa khả thi, việc tinh chế loại tạp chất chưa đạt yêu cầu và giá thành nguyên liệu còn cao so với các nước trên thế giới... Mesna nằm trong danh mục thuốc thiết yếu của Việt Nam lần thứ VI với dạng bào chế viên nén 400 mg, 600 mg và dung dịch tiêm 100 mg/ml [7], Là một dược chất được sử dụng nhiều trong điều trị nhưng mesna chưa được nghiên cứu và sản xuất trong nước. Do vậy, vấn đề nghiên cứu cải tiến các qui trình tổng hợp đã được công bố trên thế giới và tìm kiếm các phương pháp mới tổng hợp mesna hướng đến sản xuất nguyên liệu và bào chế thành phẩm trong nước là việc làm cần thiết. Từ thực tế đó, luận án được tiến hành nhằm xây dựng các phương pháp tổng hợp mới, cải tiến qui trình tống hợp cũ đế thu được nguyên liệu mesna ứng dụng trong bào chế thuốc tiêm. Các mục tiêu của luận án như sau: ỉ. Thiết kế được phương pháp mới tổng hợp mesna. 2. Xây dựng được qui trình tống hợp mesna qui mô 200 g/mẻ. 3. Đánh giá được độc tính cấp, độ ổn định của nguyên liệu mesna. 4. Xây dựng được công thức bào chế và đề xuất tiêu chuẩn cơ sở dung dịch tiêm mesna ỉ 00 mg/mỉ. Đe hoàn thành được những mục tiêu trên, luận án cần thực hiện những nội dung sau: 1
1. Tổng quan về các phương pháp tổng hợp mesna đã được công bố, các phương pháp tạo nhóm thiol, đối sánh giữa các phương pháp, lựa chọn và đề xuất phương pháp mới tổng hợp mesna. 2. Khảo sát các qui trình tổng hợp mesna bao gồm các phương pháp mới và một số phương pháp đã công bố. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng và lựa chọn các phản ứng tốt nhất. 3. Tìm kiếm các phương pháp thích hợp để tinh chế mesna đạt tiêu chuẩn Dược điển Anh 2015. 4. Phân tích, đánh giá, lựa chọn phương pháp đế xây dựng qui trình tổng hợp mesna 200 g/mẻ. 5. Đánh giá độc tính của nguyên liệu mesna được tổng hợp theo phương pháp mới. 6. Theo dõi độ ổn định của nguyên liệu mesna tổng hợp được. 7. Bào chế dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml: xây dựng công thức và phương pháp bào chế, đề xuất tiêu chuẩn cơ sở và phương pháp kiểm tra chất lượng, theo dõi độ ổn định của dung dịch tiêm pha chế ở qui mô phòng thí nghiệm. 2