Nghiên cứu Dược học Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học; 27(3):48-56 https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

ISSN: 1859-1779

Xây dựng quy trình tổng hợp aniracetam từ p-anisaldehyd

Trương Phương1,*, Nguyễn Nguyên Mẫn 1, Trương Đỗ Quyên2

1Khoa Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh, Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam 2Trường Đại học Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh (Hutech), Thành phố Hồ Chí Minh, Việt Nam

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

Tóm tắt

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).

2.2.2. Hoá chất sử dụng trong kiểm nghiệm Aniracetam là một ampakin nootropic thuộc nhóm racetam

có tác dụng mạnh hơn đáng kể so với piracetam, thường được bán trên thị trường dưới dạng chất tăng cường nhận thức và Các hệ dung môi triển khai sắc ký lớp mỏng (SKLM): 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 trình tổng hợp aniracetam được nghiên cứu và công bố, tuy (3:2); hệ 3: 0,5 mL n-hexan + 1 giọt acid acetic băng; 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, thời gian phản ứng kéo dài và gây ô nhiễm môi trường [2]. Tại acetat (4:1) + 1 giọt acid acetic băng; hệ 7: 0,5 mL dicloromethan/aceton (4:1) + 1 giọt acid acetic băng, hệ

Việt Nam hiện nay chưa có các dạng chế phẩm chứa aniracetam cũng như chưa có các nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp 8: n-hexan/ethyl acetat (2:1); hệ 9: cloroform/n-hexan (2:3).

2.2.3. Trang thiết bị 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 đó, chúng tôi đã nghiên cứu xây dựng quy trình 4 bước để tổng Thiết bị tổng hợp

Các dụng cụ thuỷ tinh: Bình cầu đáy tròn 50 mL, 100 mL, hợp aniracetam từ những nguyên liệu và xúc tác có sẵn, dễ tiếp 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, đĩa petri, sinh hàn, pipet Pasteur, pipet khắc vạch, ống cổ nối... dễ tách khỏi hỗn hợp, dễ tinh chế. Đề tài hoàn thành sẽ cho ra 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.

Bếp khuấy từ gia nhiệt Stuart SB162, bơm chân không Woosung, máy cô quay.

2. ĐỐI TƯỢNG - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

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

https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 49

2.2.1. Hoá chất sử dụng trong tổng hợp FTIR 8101 Shimadzu MPC-2200, máy đo phổ khối (MS) X500R QTOF và máy LC-MSD-Trap-SL, bình triển khai sắc ký, bảng mỏng silica gel F254, ống mao p-anisaldehyd (Merck), acid 4-aminobutanoic (hay quản, ống đo điểm chảy... gamma-aminobutyric acid (GABA)) (Acros), hydrogen

Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024

2.3. Phương pháp nghiên cứu

Hình 1. Quy trình tổng hợp aniracetam từ p-anisaldehyd

Tổng hợp theo quy trình 4 bước.

Kiểm tra sản phẩm thô bằng SKLM. Hiệu suất phản ứng 2.3.1. Xác định độ tinh khiết, cấu trúc các sản 92,76%. phẩm tổng hợp

3.1.2. Xác định độ tinh khiết và cấu trúc sản phẩm Trong đó bước thứ 2 (tổng hợp p-anisoyl clorid) là phản

Sản phẩm thô sau khi tổng hợp được tinh chế bằng ứng in situ, sản phẩm của bước này được sử dụng ngay tại 4-[(4- chỗ tổng thực hiện acid hợp để methoxybenzoyl)amino]butanoic. phương pháp kết tinh lại trong nước. Sản phẩm sau khi 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 sản phẩm đã tinh khiết.

3. KẾT QUẢ

3.1. Tổng hợp acid p-anisic

Tiến hành đo nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm. Kết quả 3 lần đo lần lượt là: 184 oC, 184 oC, 185 oC. Kết quả này phù hợp với tài liệu tham khảo: 182-185 oC [3]. 3.1.1. Khảo sát sơ bộ phản ứng

3.1.3. Tính chất và dữ liệu phổ 1,36 g p-anisaldehyd (0,01 mol) được thêm vào bình cầu

Hình 2. Acid p-anisic

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).

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).

1H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 12,58 (s, 1H, H(-COOH)), 7,90 (d, J = 8,8 Hz, 2H, H2 và H6), 7,01 (d, J = 8,8 Hz, 2H, H3 và H5), 3,82 (s, 3H, H8).

hợp phản ứng về nhiệt độ phòng. Acid hóa hỗn hợp phản ứng bằng dung dịch HCl 10% đến pH = 1. Làm lạnh hỗn

https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

50 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn

hợp để sản phẩm kết tinh hoàn toàn. Lọc, rửa sản phẩm bằng nước cất lạnh, làm khô sản phẩm thô trong tủ sấy.

Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024

Bảng 2. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng.

Khối lượng

Khối lượng

Hiệu

13C-NMR (126 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 167,05 (C7), 162,88 (C1), 131,38 (C4), 123,00 (C2 và C6), 113,83 (C3 và C5), 55,45 (C8).

Nhiệt độ (oC)

thực tế (g)

lý thuyết (g)

suất (%)

92,11

70

1,40

93,42

60

1,42

1,52

3.2. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng

93,42

50

1,42

94,08

Phòng

1,43

3.2.1. Thay đổi môi trường phản ứng

Kết luận: chọn nhiệt độ phòng làm thông số cố định để Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2: 1:12,2; nhiệt độ phản ứng: 70 oC, thời gian phản ứng: 2 giờ. Tiến hành thí nghiệm khảo sát phản ứng 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 liệt, các sản phẩm trong bình bị phân hủy, trong môi

Bảng 3. Kết quả khảo sát thời gian phản ứng.

Cố định các điều kiện phản ứng: tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2: 1:10; nhiệt độ: nhiệt độ phòng; môi trường kiềm (số mol NaOH bằng 1,5 lần số mol p-anisaldehyd); khảo sát thời trường trung tính phản ứng sinh ra nhiều tạp. Trong môi trường kiềm (pH 12-13) phản ứng xảy ra êm dịu, hoàn toàn gian phản ứng: 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ (Bảng 3).

Thời gian

Khối lượng

Khối lượng

Hiệu suất

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.

(giờ)

thực tế (g)

lý thuyết (g)

(%)

1

1,25

82,22

2

1,43

1,52

94,08

3.2.2 Khảo sát tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2

3

1,43

94,08

Cố định các điều kiện phản ứng: nhiệt độ: 70 oC; thời gian: 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 H2O2: (1:7,8); (1:10); (1:12,2) (Bảng 1).

Bảng 1. Kết quả khảo sát tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2

Kết luận: lựa chọn thời gian 2 giờ làm thông số để thực hiện phản ứng. Nhận xét: Hiệu suất tốt nhất khi tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2 là 1:10. Nếu tiếp tục tăng lượng H2O2, hiệu suất tăng không đáng kể. Do đó, chọn tỉ lệ mol 1:10 làm thông số cố định để khảo sát các yếu tố tiếp theo.

Khối lượng

Khối lượng

Hiệu suất

Tỉ lệ mol

thực tế (g)

lý thuyết (g)

(%)

Tóm lại: Điều kiện của phản ứng tổng hợp acid p-anisic là: tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd và H2O2: 1:10; nhiệt độ phản ứng: nhiệt độ phòng; thời gian phản ứng: 2 giờ; môi trường kiềm (số mol NaOH bằng 1,5 lần số mol p-anisaldehyd). Hiệu suất là 94,08%.

1:7,8

1,27

83,55

1:10

1,40

1,52

92,11

1:12,2

1,41

92,76

3.2.5. Tổng hợp p-anisoyl clorid

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 lên máy khuấy từ gia nhiệt, đun hồi lưu ở nhiệt độ 60 oC trong 1 giờ. Ban đầu hỗn hợp phản ứng là một khối bột nhão giữa 3.2.3. Khảo sát nhiệt độ phản ứng

Cố định các điều kiện phản ứng: tỉ lệ mol giữa p-anisaldehyd acid p-anisic và thionyl clorid, sau đó hỗn hợp dần chuyển 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

https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 51

sát lần lượt các mức nhiệt độ: 70 oC, 60 oC, 50 oC, nhiệt Dựa trên sự thay đổi tính chất cảm quan của hỗn hợp phản ứng và theo dõi gián tiếp sự tạo thành của p-anisoyl clorid độ phòng (Bảng 2).

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 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].

trên SKLM cho thấy phản ứng tổng hợp p-anisoyl clorid đã xảy ra hoàn toàn.

3.3.3. Tính chất và dữ liệu phổ

Hình 3. Acid 4-[(4-methoxybenzoyl) amino]butanoic (ABA).

Sau khi phản ứng tổng hợp p-anisoyl clorid đã xảy ra hoàn toàn, SOCl2 dư được loại bỏ bằng cách cô và dẫn 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)).

MS: ABA (C12H15NO4) [M-2H]- dự kiến 235,3; thực tế 235,8 m/z. 3.3. Tổng hợp acid 4-[(4-methoxybenzoyl) amino]butanoic (ABA)

3.3.1. Khảo sát sơ bộ phản ứng IR (cm-1, ): 3305,99 ( N-H amid), 1697,36 ( C=O acid),

1629,85 ( C=O amid), 1253,73 ( C-O ether),

1606,70 ( C=C). 5,15 g acid 4-aminobutanoic (hay gamma-aminobutyric acid (GABA)) (0,05 mol) và 4,00 g NaOH (0,1 mol) được thêm vào bình cầu 100 mL, thêm tiếp vào bình cầu lượng nước

1H-NMR (600 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 12,03 (s, 1H, H(-COOH)), 8,30 (t, J = 5,7 Hz, 1H, H5), 7,82 (d, J = 8,8 Hz, 2H, H12 và H8), 6,98 (d, J = 8,9 Hz, 2H, H11 và H9), 3,80

vừa đủ để hòa tan acid 4-aminobutanoic và NaOH (20 mL). Đặt bình cầu lên máy khuấy từ, khuấy đều và làm lạnh hỗn

hợp phản ứng trong nước đá. p-Anisoyl clorid (0,01 mol) vừa được tổng hợp được thêm từ từ vào bình phản ứng. Sau khi (s, 3H, H13), 3,29 – 3,22 (m, 2H, H4), 2,27 (t, J = 7,5 Hz, 2H, H2), 1,74 (quint, J = 7,3 Hz, 2H, H3).

13C-NMR (151 MHz, DMSO-d6) δ (ppm): 174,24 (C1), 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),

thêm hết p-anisoyl clorid vào bình phản ứng, phản ứng tiếp tục được làm lạnh và thực hiện trong nước đá trong 2 giờ. Sau 2 giờ, theo dõi phản ứng bằng SKLM (hệ 4).

24,62 (C3). Quan sát trên SKLM, phản ứng đã xảy ra hoàn toàn. Acid hóa hỗn hợp phản ứng bằng dung dịch HCl 10% đến pH = 1,

3.4. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng làm lạnh hỗn hợp phản ứng để sản phẩm kết tinh hoàn toàn. Lọc và rửa sản phẩm bằng nước cất lạnh, làm khô sản phẩm 3.4.1. Khảo sát chất trung hòa acid

trong tủ sấy. Phần dịch lọc có chứa một lượng nhỏ sản phẩm 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 pyridin ở 50 oC trong 3 giờ và nhiệt độ phòng trong 24 giờ. rồi đem cô áp suất giảm để loại hết dung môi. Hiệu suất phản 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 yếu bị thủy phân lại thành acid p-anisic. Nguyên nhân của

Phương pháp kết tinh lại trong hệ dung môi cloroform/n-hexan (3:1) được khảo sát và lựa chọn việc này có thể là do GABA không tan trong các dung môi pyridin, triethylamin. Độ tan của GABA trong các dung môi làm phương pháp tinh chế cho sản phẩm thô sau khi 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

https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

52 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn

vết duy nhất, khác với nguyên liệu chứng tỏ sản phẩm dimethyl formamid, dimethyl sulfoxid, pyridin, triethylamin không hòa tan GABA, nước hòa tan tốt GABA. Thêm vào đó, phản ứng tổng hợp ABA thực hiện trong nước với NaOH đã tinh khiết.

Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024

Tóm lại: Điều kiện của phản ứng tổng hợp ABA là: tỉ

Bảng 6. Kết quả khảo sát thời gian phản ứng.

Khối lượng

Khối lượng

Hiệu suất

là chất trung hòa acid có hiệu suất cao (91,14%). Do đó lựa 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 trung hòa acid: NaOH (tỉ lệ mol GABA 1 giờ, chất NaOH/GABA: 2:1). Hiệu suất là 90,72%. Cố định các yếu tố: nhiệt độ: làm lạnh trong nước đá; thời

Thời gian (giờ)

thực tế (g)

lý thuyết (g)

(%)

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

3

2,15

90,72

thực tế (g)

lý thuyết (g)

(%)

1:3

1,87

78,90

gian: 2 giờ; chất trung hòa acid: NaOH (tỉ lệ mol NaOH/GABA: 2:1). Khảo sát các tỉ lệ mol giữa p-anisoyl clorid và GABA: (1:3); (1:5); (1:7) (Bảng 4).

1:5

2,16

2,37

91,14

1:7

2,13

89,87

Kết luận: lựa chọn mốc thời gian 1 giờ để thực hiện phản ứng.

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

3.4.3. Khảo sát nhiệt độ phản ứng

Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa p-anisoyl clorid và GABA: 1:5; thời gian: 2 giờ; chất trung hòa acid: NaOH (tỉ

Bảng 5. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng.

1,19 g ABA (5 mmol) được thêm vào bình cầu 50 mL, thêm tiếp vào bình cầu 10 mL cloroform. Đặt bình cầu lên máy khuấy từ, thêm tiếp vào bình cầu 1,1 mL SOCl2 (15 mmol), khuấy đều hỗn hợp phản ứng, thực hiện phản ứng ở nhiệt độ phòng trong 2 giờ. Sau 2 giờ phản lệ mol NaOH/GABA: 2:1). Khảo sát các mức nhiệt độ: nhiệt 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

Hiệu

sự xuất hiện của vết sản phẩm mới tạo thành. Sau khi

Khối lượng

Khối lượng

Nhiệt độ

suất

phản ứng đã xảy ra hoàn toàn, lần lượt thêm nước cất

thực tế (g)

lý thuyết (g)

(%)

và dung dịch NaOH loãng vào hỗn hợp phản ứng để

Trong hỗn hợp

2,15

90,72

thủy phân và trung hòa hết SOCl2 dư. Sau đó, cho hỗn

đá muối

2,37

hợp phản ứng vào phễu chiết phân bố, lấy lớp cloroform.

91,14

Trong nước đá

2,16

Rửa sạch lớp cloroform lần lượt bằng dung dịch NaOH

75,95

Nhiệt độ thường

1,80

loãng và nước cất. Sau khi được rửa sạch, cô áp suất

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

https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 53

Sản phẩm thô sau khi tổng hợp được tinh chế bằng phương pháp kết tinh lại trong ethanol. Sản phẩm sau khi tinh chế Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa p-anisoyl clorid và GABA: 1:5; nhiệt độ: làm lạnh trong nước đá; chất trung hòa acid: NaOH (tỉ lệ mol NaOH/GABA: 2:1). Khảo sát được triển khai SKLM với 3 hệ dung môi 4, 8, 9, sắc ký đồ 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.

Tạp chí Y học Thành phố Hồ Chí Minh - Dược học * Tập 27 * Số 3 * 2024

3.6.2. Khảo sát tỉ lệ mol giữa ABA và SOCl2

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

Cố định các yếu tố: nhiệt độ: nhiệt độ phòng; thời gian: 2 Tiến hành đo nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm. Kết quả 3 lần đo lần lượt là: 121 oC, 121 oC, 122 oC. Kết quả này phù 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).

1:1,5

1,01

91,82

MS: aniracetam (C12H13NO3) [M-2H]- dự kiến 217,2; thực tế 217,6 m/z.

Kết luận: lựa chọn tỉ lệ mol 1:1,5 làm thông số cố định để IR: Phổ hồng ngoại của sản phẩm phù hợp với phổ hồng khảo sát các yếu tố tiếp theo.

ngoại chuẩn (theo Dược điển Trung Quốc và tài liệu tham khảo) [5]. 3.6.3. Khảo sát nhiệt độ phản ứng

1H-NMR (600 MHz, CDCl3) δ (ppm): 7,64 (d, J = 8,9 Hz, 2H, H12 và H8), 6,89 (d, J = 8,8 Hz, 2H, H11 và H9), 3,92 (t,

Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa ABA và SOCl2: 1:1,5;

thời gian: 2 giờ; dung môi: cloroform; khảo sát các mức nhiệt

Bảng 8. Kết quả khảo sát nhiệt độ phản ứng

13C-NMR (151 MHz, CDCl3) δ (ppm): 174,62 (C6), 170,03 (C2), 162,91 (C7), 131,70 (C10), 126,25 (C12 và C8), 113,10 (C11 và C9), 55,38 (C13), 46,81 (C5), 33,39 (C3),

Khối lượng

Khối lượng

Hiệu suất

Nhiệt độ

độ: nhiệt độ làm lạnh trong nước đá, nhiệt độ phòng, 50 oC J = 7,0 Hz, 2H, H5), 3,84 (s, 3H, H13), 2,58 (t, J = 8,0 Hz, 2H, H3), 2,11 (quint, J = 7,6 Hz, 2H, H4). (Bảng 8).

thực tế (g)

lý thuyết (g)

(%)

17,73 (C4).

35,45

Trong nước đá

0,39

Nhiệt độ phòng

1,10

1,01

91,82

1,00

90,91

50 oC

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân 1H-NMR và 13C-NMR phù hợp với tài liệu tham khảo [6].

3.6. Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng

3.6.1. Khảo sát sự hiện diện của cloroform Nhận xét: Khi thực hiện phản ứng trong nước đá, hiệu suất của phản ứng giảm mạnh. Quan sát trên SKLM 1,19 g ABA (5 mmol) được thêm vào bình cầu 50 mL,

cũng thấy phản ứng ở nhiệt độ này còn vết nguyên liệu trên sắc ký đồ chứng tỏ phản ứng vẫn chưa xảy ra hoàn

đặt bình cầu lên máy khuấy từ, thêm tiếp vào bình cầu 2 mL SOCl2 (28 mmol) vừa làm chất tham gia vừa làm dung môi cho phản ứng, khuấy đều hỗn hợp phản ứng. toàn. Ở nhiệt độ phòng trở lên, khi tăng nhiệt độ, hiệu suất của phản ứng không tăng. Do đó, lựa chọn nhiệt

Theo dõi hỗn hợp phản ứng ở nhiệt độ thường sau 2 giờ 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, 3.6.4. Khảo sát thời gian phản ứng phản ứng xảy ra chậm, không hoàn toàn, sinh ra nhiều

Cố định các yếu tố: tỉ lệ mol giữa ABA và SOCl2: 1:1,5; tạp trong quá trình phản ứng. Do đó, cloroform được lựa

nhiệt độ: nhiệt độ phòng; dung môi: cloroform; khảo sát thời chọn làm môi trường cho phản ứng để khảo sát các yếu

https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

54 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn

gian phản ứng: 1 giờ, 2 giờ, 3 giờ (Bảng 9). tố tiếp theo.

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

Thời gian

Khối lượng

Khối lượng

Hiệu suất

(giờ)

thực tế (g)

lý thuyết (g)

(%)

pháp tin cậy.

1

0,86

78,18

Lời cảm ơn

2

1,01

1,10

91,82

Nhóm tác giả xin cảm ơn Bộ môn Hóa Dược, Khoa

3

1,01

91,82

Dược, Đại học Y Dược Thành phố Hồ Chí Minh đã hỗ trợ trang thiết bị, cơ sở vật chất trong quá trình thực

Kết luận: lựa chọn thời gian 2 giờ làm thông số để thực hiện nghiên cứu. Cảm ơn DS. Nguyễn Phương Minh, BSCKI. Nguyễn Viên đã hỗ trợ trong quá trình chỉnh hiện phản ứng. sửa, công bố bài báo.

Nguồn tài trợ

Nghiên cứu này không nhận tài trợ. Tóm lại: Điều kiện của phản ứng tổng hợp aniracetam là: 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%.

Xung đột lợi ích

Không có xung đột lợi ích nào liên quan đến nghiên cứu này.

4. BÀN LUẬN

ORCID Tham khảo các phản ứng tổng hợp acid p-anisic, ABA Trương Phương

và aniracetam tương tự được công bố trong các tài liệu 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 Ý tưởng nghiên cứu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Mẫn,

p-anisic và tổng hợp ABA từ p-anisoyl clorid và GABA, so với quy trình của Li Chuncheng và cộng sự [2] quy trình được Trương Đỗ Quyên.

Đề cương và phương pháp nghiên cứu: Trương Phương, trình bày trong bài báo này đạt hiệu suất cao hơn (hiệu suất chung là 90,72% so với 90% x 69,4%) với xúc tác dễ kiếm Nguyễn Nguyên Mẫn, Trương Đỗ Quyên. và rẻ tiền hơn.

Thu thập dữ liệu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Mẫn.

Ở phản ứng tổng hợp aniracetam từ ABA, so với quy trình của Kyburz Emilio và cộng sự [4] quy trình được Giám sát nghiên cứu: Trương Phương, Nguyễn Nguyên

Mẫn. trình bày trong bài báo này có hiệu suất 91,82%, điều kiện 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.

https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

https://www.tapchiyhoctphcm.vn | 55

Viết bản thảo đầu tiên: Trương Phương, Nguyễn Nguyên Nghiên cứu đã xây dựng thành công quy trình 4 bước 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

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, inventors Grelllngerstrasse, 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. [cited 2023 14]. SpectraBase. March 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

https://doi.org/10.32895/hcjm.p.2024.03.06

56 | https://www.tapchiyhoctphcm.vn

acids: an organic solvent-, halide- and metal-free procedure. Tetrahedron Letters. 2000;41(9):1439-42.