Xây dựng quy trình tổng hợp aniracetam từ p-anisaldehyd

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

2
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Aniracetam là một chất tăng cường nhận thức điều biến thụ thể AMPA thuộc nhóm racetam có tác dụng mạnh hơn đáng kể so với piracetam, được sử dụng cho nhiều chỉ định điều trị khác nhau. Tại Việt Nam hiện nay chưa có nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp aniracetam, thêm vào đó việc áp dụng các quy trình sẵn có trên thế giới vào điều kiện thực tế cũng gặp nhiều khó khăn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi xây dựng quy trình tổng hợp aniracetam và khảo sát, lựa chọn các điều kiện tốt nhất để hiệu suất cao.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Xây dựng quy trình tổng hợp aniracetam từ p-anisaldehyd

Nghiên cứu Dược học Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học; 27(3):48-56 ISSN: 1859-1779 https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06 Xây dựng quy trình tổng hợp aniracetam từ p-anisaldehyd Trương Phương1,*, Nguyễn Nguyên Mẫn 1, Trương Đỗ Quyên2 1 Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam 2 Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh (Hutech), Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam Tóm tắt Đặt vấn đề: Aniracetam là một chất tăng cường nhận thức điều biến thụ thể AMPA thuộc nhóm racetam có tác dụng mạnh hơn đáng kể so với piracetam, được sử dụng cho nhiều chỉ định điều trị khác nhau. Tại Việt Nam hiện nay chưa có nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp aniracetam, thêm vào đó việc áp dụng các quy trình sẵn có trên thế giới vào điều kiện thực tế cũng gặp nhiều khó khăn. Trong nghiên cứu này, chúng tôi xây dựng quy trình tổng hợp aniracetam và khảo sát, lựa chọn các điều kiện tốt nhất để hiệu suất cao. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu: Aniracetam được tổng hợp từ p-anisaldehyd qua 4 giai đoạn: tổng hợp acid p-anisic; tổng hợp p-anisoyl clorid; tổng hợp acid 4-[(4-methoxybenzoyl)amino]butanoic; tổng hợp aniracetam. Các sản phẩm trung gian và aniracetam sau khi tổng hợp được tinh chế, xác định độ tinh khiết, cấu trúc và các thông số lý hóa. Kết quả: Các bước tổng hợp đều có hiệu suất cao trên 90%. Tất cả sản phẩm đều tinh khiết và có cấu trúc phù hợp với dự đoán. Kết luận: Đã xây dựng thành công quy trình tổng hợp aniracetam với hiệu suất cao. Các sản phẩm tinh khiết và phù hợp với cấu trúc dự kiến. Từ khóa: aniracetam, p-anisaldehyd, N-anisoyl-GABA, quy trình tổng hợp Abstract THE DEVELOPMENT OF SYNTHESIS PROCESS OF ANIRACETAM FROM p-ANISALDEHYDE Truong Phuong, Nguyen Nguyen Man, Truong Do Quyen Background: Aniracetam is a nootropic racetam which exhibits significantly stronger effects than piracetam, and finds application in various therapeutic indications. Currently, in Vietnam, research on the synthesis of aniracetam is lacking, and the direct application of existing global processes in local settings poses challenges. This study aims to establish an effective aniracetam synthesis process and optimize conditions for enhanced yield. Ngày nhận bài: 22-07-2024 / Ngày chấp nhận đăng bài: 23-09-2024 / Ngày đăng bài: 28-09-2024 *Tác giả liên hệ: Trương Phương. Bộ môn Hóa Dược - Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam. E-mail: nguyetphuong1234@gmail.com © 2024 Bản quyền thuộc về Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh. https://www.tapchiyhoctphcm.vn 48
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024 Materials and methods: Aniracetam was synthesized from p-anisaldehyde in four steps: synthesis of p-anisic acid; synthesis of p-anisoyl chloride; synthesis of 4-[(4-methoxybenzoyl)amino]butanoic acid; synthesis of aniracetam. The intermediate and final aniracetam products were purified, characterized for purity, structure, and physicochemical properties. Results: All synthesis steps achieve high efficiency yields, which exceeds 90%. The purity and structural characteristics of all products matched the expected specifications. Conclusion: An effective synthesis process for aniracetam was established. The obtained products exhibited high purity and matched the expected structure. Keywords: aniracetam; p-anisaldehyde; N-anisoyl-GABA; synthesis process peroxid, acid hydrocloric, natri hydroxid (Xilong Scientific), thionyl clorid, cloroform, methanol, ethanol, n-hexan, ethyl 1. ĐẶT VẤN ĐỀ acetat (Trung Quốc). Aniracetam là một ampakin nootropic thuộc nhóm racetam 2.2.2. Hoá chất sử dụng trong kiểm nghiệm có tác dụng mạnh hơn đáng kể so với piracetam, thường được Các hệ dung môi triển khai sắc ký lớp mỏng (SKLM): bán trên thị trường dưới dạng chất tăng cường nhận thức và hệ 1: n-hexan/aceton (7:3); hệ 2: cloroform/aceton không cần kê đơn [1]. Trên thế giới hiện nay đã có nhiều quy (3:2); hệ 3: 0,5 mL n-hexan + 1 giọt acid acetic băng; trình tổng hợp aniracetam được nghiên cứu và công bố, tuy hệ 4: cloroform/ethyl acetat (3:2); hệ 5: ethyl nhiên những quy trình này thường mắc phải những nhược điểm acetat/methanol (2:3); hệ 6: 0,5 mL cloroform/ethyl như: hiệu suất tổng hợp thấp, sản phẩm khó tách và tinh chế, acetat (4:1) + 1 giọt acid acetic băng; hệ 7: 0,5 mL thời gian phản ứng kéo dài và gây ô nhiễm môi trường [2]. Tại dicloromethan/aceton (4:1) + 1 giọt acid acetic băng, hệ Việt Nam hiện nay chưa có các dạng chế phẩm chứa aniracetam 8: n-hexan/ethyl acetat (2:1); hệ 9: cloroform/n-hexan cũng như chưa có các nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp (2:3). aniracetam. Thêm vào đó việc áp dụng các quy trình có sẵn trên thế giới vào điều kiện thực tế tại Việt Nam gặp khó khăn. Do 2.2.3. Trang thiết bị đó, chúng tôi đã nghiên cứu xây dựng quy trình 4 bước để tổng Thiết bị tổng hợp hợp aniracetam từ những nguyên liệu và xúc tác có sẵn, dễ tiếp Các dụng cụ thuỷ tinh: Bình cầu đáy tròn 50 mL, 100 mL, cận tại Việt Nam, quy trình đảm bảo hiệu suất cao và sản phẩm 250 mL, ống đong 10 mL, 25 mL, becher, phễu nhỏ giọt, đũa, dễ tách khỏi hỗn hợp, dễ tinh chế. Đề tài hoàn thành sẽ cho ra đĩa petri, sinh hàn, pipet Pasteur, pipet khắc vạch, ống cổ nối... sản phẩm: quy trình tổng hợp aniracetam từ p-anisaldehyd. Giấy thử pH, giấy lọc, phễu lọc buchner, cá từ, nhiệt kế... Cân kĩ thuật Sartorius, bếp cách thuỷ Memmert, tủ sấy Memmert. 2. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP Bếp khuấy từ gia nhiệt Stuart SB162, bơm chân không NGHIÊN CỨU Woosung, máy cô quay. Thiết bị kiểm nghiệm 2.1. Đối tượng nghiên cứu Buồng soi UV 254/365 Vilber Lourmat, máy đo điểm Quy trình tổng hợp aniracetam từ p-anisaldehyd. chảy Gallenkamp, máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 600 MHz Bruker, máy đo phổ hồng ngoại (IR) 2.2. Nguyên liệu FTIR 8101 Shimadzu MPC-2200, máy đo phổ khối 2.2.1. Hoá chất sử dụng trong tổng hợp (MS) X500R QTOF và máy LC-MSD-Trap-SL, bình p-anisaldehyd (Merck), acid 4-aminobutanoic (hay triển khai sắc ký, bảng mỏng silica gel F254, ống mao gamma-aminobutyric acid (GABA)) (Acros), hydrogen quản, ống đo điểm chảy... https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06 https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 49
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024 2.3. Phương pháp nghiên cứu Tổng hợp theo quy trình 4 bước. Hình 1. Quy trình tổng hợp aniracetam từ p-anisaldehyd 2.3.1. Xác định độ tinh khiết, cấu trúc các sản Kiểm tra sản phẩm thô bằng SKLM. Hiệu suất phản ứng phẩm tổng hợp 92,76%. Trong đó bước thứ 2 (tổng hợp p-anisoyl clorid) là phản 3.1.2. Xác định độ tinh khiết và cấu trúc sản phẩm ứng in situ, sản phẩm của bước này được sử dụng ngay tại Sản phẩm thô sau khi tổng hợp được tinh chế bằng chỗ để thực hiện tổng hợp acid 4-[(4- phương pháp kết tinh lại trong nước. Sản phẩm sau khi methoxybenzoyl)amino]butanoic. tinh chế được triển khai SKLM với 3 hệ dung môi 1, 2, 3. Sắc ký đồ cho thấy chỉ có một vết duy nhất, chứng tỏ 3. KẾT QUẢ sản phẩm đã tinh khiết. Tiến hành đo nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm. Kết quả 3 3.1. Tổng hợp acid p-anisic lần đo lần lượt là: 184 oC, 184 oC, 185 oC. Kết quả này phù 3.1.1. Khảo sát sơ bộ phản ứng hợp với tài liệu tham khảo: 182-185 oC [3]. 1,36 g p-anisaldehyd (0,01 mol) được thêm vào bình cầu 3.1.3. Tính chất và dữ liệu phổ 250 mL và đặt lên máy khuấy từ gia nhiệt. Tiếp tục thêm từ từ 15 mL dung dịch H2O2 (0,122 mol) và 6 mL dung dịch NaOH 10% (0,015 mol) vào bình cầu. Hỗn hợp phản ứng được khuấy đều, gia nhiệt và duy trì nhiệt độ ở 70 oC. Sau 2 giờ, triển khai SKLM theo dõi phản ứng, hệ dung môi khai triển n-hexan/aceton (7:3). Hình 2. Acid p-anisic Quan sát trên SKLM, vết nguyên liệu đã biến mất, có sự IR (cm-1, ): 3028,24 ( O-H acid); 1680,00 ( C=O acid); xuất hiện của vết sản phẩm mới tạo thành. Làm nguội hỗn 1259,52 ( C-O ether); 1600,92 ( C=C). hợp phản ứng về nhiệt độ phòng. Acid hóa hỗn hợp phản 1 ứng bằng dung dịch HCl 10% đến pH = 1. Làm lạnh hỗn H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 12,58 (s, hợp để sản phẩm kết tinh hoàn toàn. Lọc, rửa sản phẩm 1H, H(-COOH)), 7,90 (d, J = 8,8 Hz, 2H, H2 và H6), bằng nước cất lạnh, làm khô sản phẩm thô trong tủ sấy. 7,01 (d, J = 8,8 Hz, 2H, H3 và H5), 3,82 (s, 3H, H8). 50 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024 13 C-NMR (126 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 167,05 (C7), Bảng 2. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng. 162,88 (C1), 131,38 (C4), 123,00 (C2 và C6), 113,83 (C3 và Nhiệt độ Khối lượng Khối lượng Hiệu C5), 55,45 (C8). o ( C) thực tế (g) lý thuyết (g) suất (%) 70 1,40 92,11 3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng 60 1,42 93,42 3.2.1. Thay đổi môi trường phản ứng 1,52 50 1,42 93,42 Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và Phòng 1,43 94,08 H2O2: 1:12,2; nhiệt độ phản ứng: 70 oC, thời gian phản ứng: 2 giờ. Tiến hành thí nghiệm khảo sát phản ứng Kết luận: chọn nhiệt độ phòng làm thông số cố định để trong môi trường acid (pH 1-2) và môi trường trung tính khảo sát các yếu tố tiếp theo. (pH 6-8). 3.2.4. Khảo sát thời gian phản ứng Nhận xét: Trong môi trường acid phản ứng xảy ra mãnh Cố định các điều kiện phản ứng: tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd liệt, các sản phẩm trong bình bị phân hủy, trong môi và H2O2: 1:10; nhiệt độ: nhiệt độ phòng; môi trường kiềm (số trường trung tính phản ứng sinh ra nhiều tạp. Trong môi mol NaOH bằng 1,5 lần số mol p-anisaldehyd); khảo sát thời trường kiềm (pH 12-13) phản ứng xảy ra êm dịu, hoàn toàn gian phản ứng: 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ (Bảng 3). với hiệu suất cao. Do đó lựa chọn môi trường kiềm với tác nhân tham gia là NaOH để khảo sát các yếu tố tiếp theo. Bảng 3. Kết quả khảo sát thời gian phản ứng. 3.2.2 Khảo sát tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2 Thời gian Khối lượng Khối lượng Hiệu suất (giờ) thực tế (g) lý thuyết (g) (%) Cố định các điều kiện phản ứng: nhiệt độ: 70 oC; thời gian: 1 1,25 82,22 2 giờ; môi trường kiềm (số mol NaOH bằng 1,5 lần số mol p-anisaldehyd). Khảo sát các tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và 2 1,43 1,52 94,08 H2O2: (1:7,8); (1:10); (1:12,2) (Bảng 1). 3 1,43 94,08 Nhận xét: Hiệu suất tốt nhất khi tỉ lệ mol giữa Kết luận: lựa chọn thời gian 2 giờ làm thông số để thực p-anisaldehyd và H2O2 là 1:10. Nếu tiếp tục tăng lượng H2O2, hiện phản ứng. hiệu suất tăng không đáng kể. Do đó, chọn tỉ lệ mol 1:10 làm Tóm lại: Điều kiện của phản ứng tổng hợp acid p-anisic là: thông số cố định để khảo sát các yếu tố tiếp theo. tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2: 1:10; nhiệt độ phản Bảng 1. Kết quả khảo sát tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2 ứng: nhiệt độ phòng; thời gian phản ứng: 2 giờ; môi trường Khối lượng Khối lượng Hiệu suất kiềm (số mol NaOH bằng 1,5 lần số mol p-anisaldehyd). Tỉ lệ mol thực tế (g) lý thuyết (g) (%) Hiệu suất là 94,08%. 1:7,8 1,27 83,55 3.2.5. Tổng hợp p-anisoyl clorid 1:10 1,40 1,52 92,11 1,52 g acid p-anisic (0,01 mol) được thêm vào bình cầu 50 mL, thêm tiếp vào bình cầu 2 mL SOCl2 (0,03 mol), đặt 1:12,2 1,41 92,76 lên máy khuấy từ gia nhiệt, đun hồi lưu ở nhiệt độ 60 oC trong 3.2.3. Khảo sát nhiệt độ phản ứng 1 giờ. Ban đầu hỗn hợp phản ứng là một khối bột nhão giữa acid p-anisic và thionyl clorid, sau đó hỗn hợp dần chuyển Cố định các điều kiện phản ứng: tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd sang dạng lỏng, cuối cùng chuyển thành dung dịch trong suốt, và H2O2: 1:10; thời gian: 2 giờ; môi trường kiềm (số không màu đến màu vàng nhạt. mol NaOH bằng 1,5 lần số mol p-anisaldehyd). Khảo Dựa trên sự thay đổi tính chất cảm quan của hỗn hợp phản sát lần lượt các mức nhiệt độ: 70 oC, 60 oC, 50 oC, nhiệt ứng và theo dõi gián tiếp sự tạo thành của p-anisoyl clorid độ phòng (Bảng 2). https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06 https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 51
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024 trên SKLM cho thấy phản ứng tổng hợp p-anisoyl clorid đã Tiến hành đo nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm. Kết quả 3 xảy ra hoàn toàn. lần đo lần lượt là: 121 oC, 122 oC, 122 oC. Kết quả này phù hợp với tài liệu tham khảo: 120,5-122 oC [4]. Sau khi phản ứng tổng hợp p-anisoyl clorid đã xảy ra hoàn toàn, SOCl2 dư được loại bỏ bằng cách cô và dẫn 3.3.3. Tính chất và dữ liệu phổ hơi SOCl2 dư qua dung dịch NaOH, thu được p-anisoyl clorid còn lại trong bình phản ứng là chất lỏng trong suốt, không màu đến màu vàng nhạt. Sản phẩm được sử dụng để thực hiện bước tổng hợp tiếp theo (tổng hợp acid 4-[(4- methoxybenzoyl)amino]butanoic (ABA)). Hình 3. Acid 4-[(4-methoxybenzoyl) amino]butanoic (ABA). 3.3. Tổng hợp acid 4-[(4-methoxybenzoyl) MS: ABA (C12H15NO4) [M-2H]- dự kiến 235,3; thực tế amino]butanoic (ABA) 235,8 m/z. 3.3.1. Khảo sát sơ bộ phản ứng IR (cm-1, ): 3305,99 ( N-H amid), 1697,36 ( C=O acid), 5,15 g acid 4-aminobutanoic (hay gamma-aminobutyric 1629,85 ( C=O amid), 1253,73 ( C-O ether), acid (GABA)) (0,05 mol) và 4,00 g NaOH (0,1 mol) được 1606,70 ( C=C). thêm vào bình cầu 100 mL, thêm tiếp vào bình cầu lượng nước 1 H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 12,03 (s, 1H, vừa đủ để hòa tan acid 4-aminobutanoic và NaOH (20 mL). H(-COOH)), 8,30 (t, J = 5,7 Hz, 1H, H5), 7,82 (d, J = 8,8 Hz, Đặt bình cầu lên máy khuấy từ, khuấy đều và làm lạnh hỗn 2H, H12 và H8), 6,98 (d, J = 8,9 Hz, 2H, H11 và H9), 3,80 hợp phản ứng trong nước đá. p-Anisoyl clorid (0,01 mol) vừa (s, 3H, H13), 3,29 – 3,22 (m, 2H, H4), 2,27 (t, J = 7,5 Hz, 2H, được tổng hợp được thêm từ từ vào bình phản ứng. Sau khi H2), 1,74 (quint, J = 7,3 Hz, 2H, H3). thêm hết p-anisoyl clorid vào bình phản ứng, phản ứng tiếp 13 tục được làm lạnh và thực hiện trong nước đá trong 2 giờ. Sau C-NMR (151 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 174,24 (C1), 2 giờ, theo dõi phản ứng bằng SKLM (hệ 4). 165,70 (C6), 161,42 (C7), 128,92 (C10), 126,82 (C12 và C8), 113,38 (C11 và C9), 55,28 (C13), 38,56 (C4), 31,17 (C2), Quan sát trên SKLM, phản ứng đã xảy ra hoàn toàn. Acid 24,62 (C3). hóa hỗn hợp phản ứng bằng dung dịch HCl 10% đến pH = 1, làm lạnh hỗn hợp phản ứng để sản phẩm kết tinh hoàn toàn. 3.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng Lọc và rửa sản phẩm bằng nước cất lạnh, làm khô sản phẩm trong tủ sấy. Phần dịch lọc có chứa một lượng nhỏ sản phẩm 3.4.1. Khảo sát chất trung hòa acid được chiết bằng ethyl acetat đến khi không còn sản phẩm Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa p-anisoyl clorid và trong lớp nước. Dịch chiết ethyl acetat được gộp lại với nhau GABA. Tiến hành khảo sát phản ứng trong triethylamin và rồi đem cô áp suất giảm để loại hết dung môi. Hiệu suất phản pyridin ở 50 oC trong 3 giờ và nhiệt độ phòng trong 24 giờ. ứng 91,14%. Nhận xét: Trong quá trình phản ứng, p-anisoyl clorid hầu 3.3.2. Xác định độ tinh khiết và cấu trúc sản phẩm như không phản ứng với GABA để tạo thành ABA mà chủ Phương pháp kết tinh lại trong hệ dung môi yếu bị thủy phân lại thành acid p-anisic. Nguyên nhân của cloroform/n-hexan (3:1) được khảo sát và lựa chọn việc này có thể là do GABA không tan trong các dung môi làm phương pháp tinh chế cho sản phẩm thô sau khi pyridin, triethylamin. Độ tan của GABA trong các dung môi tổng hợp. được khảo sát sơ bộ để lựa chọn dung môi cho phản ứng. Kết quả thu được, các dung môi n-hexan, cloroform, ethyl acetat, Sản phẩm sau khi tinh chế được triển khai SKLM với aceton, methanol, ethanol, tetrahydrofuran, 1,4-dioxan, ba hệ dung môi 5, 6, 7, sắc ký đồ cho thấy chỉ có một dimethyl formamid, dimethyl sulfoxid, pyridin, triethylamin vết duy nhất, khác với nguyên liệu chứng tỏ sản phẩm không hòa tan GABA, nước hòa tan tốt GABA. Thêm vào đã tinh khiết. đó, phản ứng tổng hợp ABA thực hiện trong nước với NaOH 52 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024 là chất trung hòa acid có hiệu suất cao (91,14%). Do đó lựa Tóm lại: Điều kiện của phản ứng tổng hợp ABA là: tỉ chọn điều kiện NaOH/H2O để khảo sát các yếu tố tiếp theo. lệ mol giữa p-anisoyl clorid và GABA: 1:5; nhiệt độ phản ứng: làm lạnh trong nước đá; thời gian phản ứng: 3.4.2. Khảo sát tỉ lệ mol giữa p-anisoyl clorid và 1 giờ, chất trung hòa acid: NaOH (tỉ lệ mol GABA NaOH/GABA: 2:1). Hiệu suất là 90,72%. Cố định các yếu tố: nhiệt độ: làm lạnh trong nước đá; thời Bảng 6. Kết quả khảo sát thời gian phản ứng. gian: 2 giờ; chất trung hòa acid: NaOH (tỉ lệ mol NaOH/GABA: 2:1). Khảo sát các tỉ lệ mol giữa p-anisoyl Khối lượng Khối lượng Hiệu suất Thời gian (giờ) thực tế (g) lý thuyết (g) (%) clorid và GABA: (1:3); (1:5); (1:7) (Bảng 4). 1 2,15 90,72 Bảng 4. Kết quả khảo sát tỉ lệ mol giữa p-anisoyl clorid và GABA. 2 2,16 2,37 91,14 Khối lượng Khối lượng Hiệu suất Tỉ lệ mol thực tế (g) lý thuyết (g) (%) 3 2,15 90,72 1:3 1,87 78,90 Kết luận: lựa chọn mốc thời gian 1 giờ để thực hiện 1:5 2,16 2,37 91,14 phản ứng. 1:7 2,13 89,87 3.5. Tổng hợp aniracetam Kết luận: lựa chọn tỉ lệ mol 1:5 làm thông số cố định để 3.5.1. Khảo sát sơ bộ phản ứng khảo sát các yếu tố tiếp theo 1,19 g ABA (5 mmol) được thêm vào bình cầu 50 mL, 3.4.3. Khảo sát nhiệt độ phản ứng thêm tiếp vào bình cầu 10 mL cloroform. Đặt bình cầu Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa p-anisoyl clorid và lên máy khuấy từ, thêm tiếp vào bình cầu 1,1 mL SOCl2 GABA: 1:5; thời gian: 2 giờ; chất trung hòa acid: NaOH (tỉ (15 mmol), khuấy đều hỗn hợp phản ứng, thực hiện lệ mol NaOH/GABA: 2:1). Khảo sát các mức nhiệt độ: nhiệt phản ứng ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ. Sau 2 giờ phản độ làm lạnh trong hỗn hợp đá muối, nhiệt độ làm lạnh trong ứng, triển khai SKLM theo dõi phản ứng (hệ 4). nước đá, nhiệt độ phòng (Bảng 5). Quan sát trên SKLM, vết nguyên liệu đã biến mất, có Bảng 5. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng. sự xuất hiện của vết sản phẩm mới tạo thành. Sau khi Hiệu phản ứng đã xảy ra hoàn toàn, lần lượt thêm nước cất Khối lượng Khối lượng Nhiệt độ suất thực tế (g) lý thuyết (g) và dung dịch NaOH loãng vào hỗn hợp phản ứng để (%) thủy phân và trung hòa hết SOCl2 dư. Sau đó, cho hỗn Trong hỗn hợp 2,15 90,72 hợp phản ứng vào phễu chiết phân bố, lấy lớp cloroform. đá muối 2,37 Rửa sạch lớp cloroform lần lượt bằng dung dịch NaOH Trong nước đá 2,16 91,14 loãng và nước cất. Sau khi được rửa sạch, cô áp suất Nhiệt độ thường 1,80 75,95 giảm để loại bỏ hết cloroform thu được sản phẩm. Hiệu Kết luận: Chọn nhiệt độ làm lạnh trong nước đá làm thông suất phản ứng 90,91%. số cố định để khảo sát các yếu tố tiếp theo. 3.5.2. Xác định độ tinh khiết, cấu trúc sản phẩm 3.4.4. Khảo sát thời gian phản ứng Sản phẩm thô sau khi tổng hợp được tinh chế bằng phương Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa p-anisoyl clorid và pháp kết tinh lại trong ethanol. Sản phẩm sau khi tinh chế GABA: 1:5; nhiệt độ: làm lạnh trong nước đá; chất trung được triển khai SKLM với 3 hệ dung môi 4, 8, 9, sắc ký đồ hòa acid: NaOH (tỉ lệ mol NaOH/GABA: 2:1). Khảo sát cho thấy chỉ có một vết duy nhất, khác với nguyên liệu chứng thời gian phản ứng: 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ (Bảng 6). tỏ sản phẩm đã tinh khiết. https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06 https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 53
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024 Tiến hành đo nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm. Kết quả 3 3.6.2. Khảo sát tỉ lệ mol giữa ABA và SOCl2 o o o lần đo lần lượt là: 121 C, 121 C, 122 C. Kết quả này phù Cố định các yếu tố: nhiệt độ: nhiệt độ phòng; thời gian: 2 hợp với tài liệu tham khảo: 118 - 122 oC [4]. giờ; dung môi: cloroform. Khảo sát lần lượt các tỉ lệ mol giữa 3.5.3. Tính chất và dữ liệu phổ ABA và SOCl2: (1:3), (1:2), (1:1,5) (Bảng 7). Bảng 7. Kết quả khảo sát tỉ lệ mol giữa ABA và SOCl2 Khối lượng Khối lượng Hiệu suất Tỉ lệ mol thực tế (g) lý thuyết (g) (%) 1:3 1,00 90,91 Hình 4. Aniracetam 1:2 1,00 1,10 90,91 MS: aniracetam (C12H13NO3) [M-2H]- dự kiến 217,2; thực 1:1,5 1,01 91,82 tế 217,6 m/z. IR: Phổ hồng ngoại của sản phẩm phù hợp với phổ hồng Kết luận: lựa chọn tỉ lệ mol 1:1,5 làm thông số cố định để ngoại chuẩn (theo Dược điển Trung Quốc và tài liệu tham khảo sát các yếu tố tiếp theo. khảo) [5]. 3.6.3. Khảo sát nhiệt độ phản ứng 1 H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7,64 (d, J = 8,9 Hz, Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa ABA và SOCl2: 1:1,5; 2H, H12 và H8), 6,89 (d, J = 8,8 Hz, 2H, H11 và H9), 3,92 (t, J = 7,0 Hz, 2H, H5), 3,84 (s, 3H, H13), 2,58 (t, J = 8,0 Hz, thời gian: 2 giờ; dung môi: cloroform; khảo sát các mức nhiệt 2H, H3), 2,11 (quint, J = 7,6 Hz, 2H, H4). độ: nhiệt độ làm lạnh trong nước đá, nhiệt độ phòng, 50 oC 13 (Bảng 8). C-NMR (151 MHz, CDCl3) δ (ppm): 174,62 (C6), 170,03 (C2), 162,91 (C7), 131,70 (C10), 126,25 (C12 và C8), Bảng 8. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng 113,10 (C11 và C9), 55,38 (C13), 46,81 (C5), 33,39 (C3), Khối lượng Khối lượng Hiệu suất 17,73 (C4). Nhiệt độ thực tế (g) lý thuyết (g) (%) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR phù Trong nước đá 0,39 35,45 hợp với tài liệu tham khảo [6]. Nhiệt độ phòng 1,01 1,10 91,82 3.6. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng 50 oC 1,00 90,91 3.6.1. Khảo sát sự hiện diện của cloroform Nhận xét: Khi thực hiện phản ứng trong nước đá, hiệu 1,19 g ABA (5 mmol) được thêm vào bình cầu 50 mL, suất của phản ứng giảm mạnh. Quan sát trên SKLM đặt bình cầu lên máy khuấy từ, thêm tiếp vào bình cầu cũng thấy phản ứng ở nhiệt độ này còn vết nguyên liệu 2 mL SOCl2 (28 mmol) vừa làm chất tham gia vừa làm trên sắc ký đồ chứng tỏ phản ứng vẫn chưa xảy ra hoàn dung môi cho phản ứng, khuấy đều hỗn hợp phản ứng. toàn. Ở nhiệt độ phòng trở lên, khi tăng nhiệt độ, hiệu Theo dõi hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ thường sau 2 giờ suất của phản ứng không tăng. Do đó, lựa chọn nhiệt và 2 ngày, ở nhiệt độ 50 oC sau 2 giờ bằng SKLM. độ phòng làm thông số cố định để khảo sát các yếu tố tiếp theo. Nhận xét: Nếu không có sự hiện diện của cloroform, phản ứng xảy ra chậm, không hoàn toàn, sinh ra nhiều 3.6.4. Khảo sát thời gian phản ứng tạp trong quá trình phản ứng. Do đó, cloroform được lựa Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa ABA và SOCl2: 1:1,5; chọn làm môi trường cho phản ứng để khảo sát các yếu nhiệt độ: nhiệt độ phòng; dung môi: cloroform; khảo sát thời tố tiếp theo. gian phản ứng: 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ (Bảng 9). 54 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024 Bảng 9. Kết quả khảo sát thời gian phản ứng. xác định độ tinh khiết và cấu trúc bằng những phương pháp tin cậy. Thời gian Khối lượng Khối lượng Hiệu suất (giờ) thực tế (g) lý thuyết (g) (%) Lời cảm ơn 1 0,86 78,18 Nhóm tác giả xin cảm ơn Bộ môn Hóa Dược, Khoa 2 1,01 1,10 91,82 Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ 3 1,01 91,82 trợ trang thiết bị, cơ sở vật chất trong quá trình thực hiện nghiên cứu. Cảm ơn DS. Nguyễn Phương Minh, Kết luận: lựa chọn thời gian 2 giờ làm thông số để thực BSCKI. Nguyễn Viên đã hỗ trợ trong quá trình chỉnh hiện phản ứng. sửa, công bố bài báo. Tóm lại: Điều kiện của phản ứng tổng hợp aniracetam là: Nguồn tài trợ tỉ lệ mol giữa ABA và SOCl2: 1:1,5; nhiệt độ: nhiệt độ phòng; thời gian: 2 giờ; dung môi: cloroform. Hiệu suất là 91,82%. Nghiên cứu này không nhận tài trợ. Xung đột lợi ích 4. BÀN LUẬN Không có xung đột lợi ích nào liên quan đến nghiên cứu này. ORCID Tham khảo các phản ứng tổng hợp acid p-anisic, ABA và aniracetam tương tự được công bố trong các tài liệu Trương Phương khác nhau trên thế giới, quy trình tổng hợp aniracetam https://orcid.org/0009-0008-0463-0014 trình bày trong bài báo này có những ưu điểm sau: Nguyễn Nguyên Mẫn Ở phản ứng tổng hợp acid p-anisic từ p-anisaldehyd, so với https://orcid.org/0009-0005-1537-0922 quy trình của Kazuhiko Sato và cộng sự [7] quy trình được trình bày trong bài báo này đạt hiệu suất cao hơn gấp hơn 10 Trương Đỗ Quyên lần (94,08% so với 9%) với xúc tác dễ kiếm và rẻ tiền hơn và https://orcid.org/0009-0004-2950-746X điều kiện phản ứng nhẹ nhàng hơn. Đóng góp của các tác giả Ở hai phản ứng liên tiếp tổng hợp p-anisoyl clorid từ acid p-anisic và tổng hợp ABA từ p-anisoyl clorid và GABA, so Ý tưởng nghiên cứu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Mẫn, với quy trình của Li Chuncheng và cộng sự [2] quy trình được Trương Đỗ Quyên. trình bày trong bài báo này đạt hiệu suất cao hơn (hiệu suất Đề cương và phương pháp nghiên cứu: Trương Phương, chung là 90,72% so với 90% x 69,4%) với xúc tác dễ kiếm và rẻ tiền hơn. Nguyễn Nguyên Mẫn, Trương Đỗ Quyên. Ở phản ứng tổng hợp aniracetam từ ABA, so với quy Thu thập dữ liệu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Mẫn. trình của Kyburz Emilio và cộng sự [4] quy trình được Giám sát nghiên cứu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên trình bày trong bài báo này có hiệu suất 91,82%, điều kiện Mẫn. thực hiện phản ứng nhẹ nhàng hơn, cách tách và tinh chế sản phẩm đơn giản hơn. Nhập dữ liệu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Mẫn. Quản lý dữ liệu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Mẫn. 5. KẾT LUẬN Phân tích dữ liệu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Mẫn. Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình 4 bước Viết bản thảo đầu tiên: Trương Phương, Nguyễn Nguyên để tổng hợp aniracetam, quy trình đảm bảo hiệu suất cao Mẫn. và sản phẩm dễ tách, dễ tinh chế. Các sản phẩm đều được https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06 https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 55
Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024 Góp ý bản thảo và đồng ý cho đăng bài: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Mẫn, Trương Đỗ Quyên. Cung cấp dữ liệu và thông tin nghiên cứu Tác giả liên hệ sẽ cung cấp dữ liệu nếu có yêu cầu từ Ban biên tập. Chấp thuận của Hội đồng Đạo đức Nghiên cứu này miễn trừ Hội đồng Đạo đức. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Patel SJ, Patel KK, Patel MS, Rupak M, Patel YB, Sanyal AP, et al. Neuro stimulants cognitive enhancers as nootropics in multi task Hectic Schedule. World Journal of Pharmaceutical Research. 2016;3(5):570-90. 2. Chuncheng L, Ning Z, Qingang Y. Inventors Catalytic synthesis method of aniracetam patent CN109651222A. 2019. 3. National Center for Biotechnology Information. PubChem compound summary for CID 7478, p-anisic acid. [cited 2024 Aug 21]. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/p-Anisic-acid. 4. Emilio K, Rebbergweg U, Aschwanden W, Grelllngerstrasse, inventors 1-Benzoyl-2- pyrrolidinonderivat, Verfahren zu seiner Herstellung und dieses enthaltende Arzneimittel patent EP0005143A1; 1979. 5. SpectraBase Compound ID=GIPFZNstali SpectraBase Spectrum ID=7EaMxAppEF: John Wiley & Sons, Inc. SpectraBase. [cited 2023 March 14]. https://spectrabase.com/spectrum/7EaMxAppEF. 6. Zhang J, Hong SH. Direct N-Acylation of Lactams, Oxazolidinones, and Imidazolidinones with Aldehydes by Shvo’s Catalyst. Organic Letters. 2012;14(17):4646-9. 7. Sato K, Hyodo M, Takagi J, Aoki M, Noyori R. Hydrogen peroxide oxidation of aldehydes to carboxylic acids: an organic solvent-, halide- and metal-free procedure. Tetrahedron Letters. 2000;41(9):1439-42. 56 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06