Luận án Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp Levothyroxin mononatri và Liothyronin mononatri từ L-tyrosin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

BỘ Y TẾ

NGUYỄN THỊ NGỌC HÀ

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH

TỔNG HỢP LEVOTHYROXIN

MONONATRI VÀ LIOTHYRONIN

MONONATRI TỪ L-TYROSIN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNGăĐẠI HỌCăDƯỢC HÀ NỘI

BỘ Y TẾ

NGUYꢀN THỊ NGỌC HÀ

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH

TỔNG HỢP LEVOTHYROXIN

MONONATRI VÀ LIOTHYRONIN

MONONATRI TỪ L-TYROSIN

LUẬN ÁN TIẾNăSĨăDƯỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DꢀỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC

MÃ SỐ: 62720402

Ngꢁời hꢁớng dẫn khoa học:

1.

2.

PGS. TS. NguyꢁnăĐìnhăLuyện

TS. NguyꢁnăVꢂnăHân

HÀ NỘI,ăNꢃMă2016

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin 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 công bố trong

bất kỳ công trình nào khác.

Nguyễn Thị Ngọc Hà

i

Lời cảm ơn

Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến:

PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện

TS. Nguyễn Văn Hân

Những người thầy đã nhiệt tình hướng dẫn và hết lòng giúp đỡ tôi

trong quá trình thực hiện luận án này.

Tôi xin cảm ơn TS. Nguyễn Văn Hải, ThS. Nguyễn Văn Giang

cùng toàn thể các thầy cô giáo, kỹ thuật viên Bộ môn Công nghiệp

Dược, Bộ môn Hóa Đại cương Vô cơ đã giúp đỡ tôi trong quá trình

công tác, học tập và thực hiện đề tài.

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu, phòng

Đào tạo Sau đại học, phòng Tổ chức cán bộ, các Bộ môn và Phòng ban

chức năng - trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho

tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận án.

Cảm ơn sự phối hợp và giúp đỡ của các anh chị Phòng cộng

hưởng từ - Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam,

Phòng Phổ khối - Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm

Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ba, mẹ, chồng và hai

con, người thân, bạn bè đã luôn là những người động viên là động lực

giúp tôi phấn đấu hoàn thành luận án.

Một lần nữa, xin cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu mà mọi

người đã dành cho tôi.

Nguyễn Thị Ngọc Hà

ii

MꢀC LꢀC

Trang

Lời cam đoan………………………………………………………….... i

Lời cꢀm ơn…………………………………………………………....... ii

Mꢁc lꢁc……………………………………………………………......... iii

Danh mꢁc các chữ và các ký hiꢂu viꢃt tắt ………………………........... vii

Danh mꢁc các bꢀng…………………………………………………...... x

Danh mꢁc các hình…………………………………………………….. xii

1

3

ĐẶT VꢁN Đꢂ

Chꢃꢄng 1. TꢅNG QUAN

1.1. Tꢆng quan vꢇ levothyroxin vƠ liothyronin…..………….............

1.1.1. Levothyroxin……………………………………......................... 3

1.1.2. Liothyronin………………………………………………………. 5

1.1.3. Tác dꢁng dưꢄc lý của hormon tuyꢃn giáp……………………….. 6

1.2. Các phꢃꢄng pháp tꢆng hꢈp levothyroxin mononatri và

7

liothyronin mononatri……………………………………………

1.2.1. Phương pháp tổng hꢄp từ levothyroxin mononatri và liothyronin

mononatri 3,5-diiodo-L-thyronin…..……………………………. 7

1.2.2. Các phương pháp khác…………………………………………... 16

18

1.3. Các phꢃꢄng pháp tꢉo hꢈp chꢊt diaryl ether……………………

1.3.1. Phương pháp ghép đôi nhờ xúc tác đồng………………………... 18

1.3.2. Phꢀn ứng thꢃ ái nhân trên nhân thơm……………………………. 26

1.3.3. Phꢀn ứng oxy hóa tꢅo liên kꢃt diaryl ether………………………. 29

1.3.4. Phương pháp khác……………………………………………….. 30

34

1.4. Phân tích, lꢋa chọn hꢃớng nghiên cꢌu………………………….

Chꢃꢄng 2. NGUYÊN LIꢍU, TRANG THIꢎT Bꢏ VÀ PHꢐꢑNG

PHÁP NGHIÊN CꢒU

36

iii

36

2.1. Nguyên liꢓu………………………………………………………...

2.2. Trang thiꢔt bꢕ………………………………………....................... 38

2.3. Nội dung vƠ phꢃꢄng pháp nghiên cꢌu………………………….. 40

2.3.1. Nội dung nghiên cứu……………………………......................... 40

2.3.2. Phương pháp nghiên cứu………………………………………… 41

44

Chꢃꢄng 3. THꢖC NGHIꢍM VÀ KꢎT QUꢗ NGHIÊN CꢒU

3.1. Tꢆng hꢈp hóa học…………………………………………………

3.1.1. Tꢆng hꢈp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl

ester………………………………………………………………

3.1.1.1. Phương pháp mới tổng hợp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-

thyronin ethyl ester - ꢀng dụng phương pháp tạo ether Ullmann

44

45

3.1.1.1.1. Tổng hꢄp N-acetyl-3,5-diiodo-L-tyrosin ethyl ester ………... 45

3.1.1.1.2. Tổng hꢄp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl

ester theo phương pháp tꢅo ether Ullmann…………………... 50

3.1.1.2. Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl

53

ester theo phương pháp cꢁa J. R. Chalmers và P. Bracco…...

3.1.1.2.1. Tổng hꢄp 3,5-dinitro-L-tyrosin ..……………………………. 54

3.1.1.2.2. Tổng hꢄp 3,5-dinitro-N-acetyl-L-tyrosin …..……………….. 55

3.1.1.2.3. Tổng hꢄp 3,5-dinitro-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester …...…… 56

3.1.1.2.4. Tổng hꢄp 3,5-dinitro-O-(p-methoxyphenyl)-N-acetyl-L-

tyrosin ethyl ester …..………………………………………. 58

3.1.1.2.5. Tổng hꢄp 3,5-diamin-O-(p-methoxyphenyl)-N-acetyl-L-

tyrosin ethyl ester …..………………………………………. 60

3.1.1.2.6. Tổng hꢄp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl

ester …….……….…………………………………............... 62

3.1.1.3. Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl

65

ester theo phương pháp cꢁa G. Hillmann………......................

iv

3.1.1.3.1. Tổng hꢄp 4,4’-dimethoxydiphenyliodoni iodid …………… 65

3.1.1.3.2. Tổng hꢄp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl

ester …………………….…………………………………… 66

67

68

69

70

73

75

3.1.2. Tꢆng hꢈp 3,5-diiodo-L-thyronin ………………………………

3.1.3. Tꢆng hꢈp và tinh chꢔ levothyroxin mononatri …….…………

3.1.3.1. Tổng hợp monolevothyroxin …….……………………………

3.1.3.2. Tinh chế levothyroxin ……...…………………………………

3.1.3.3. So sánh và lựa chọn phương pháp tổng hợp levothyroxin ….

3.1.3.4. Tạo muối levothyroxin mononatri ……………………………

3.1.4. Tꢆng hꢈp và tinh chꢔ liothyronin mononatri …………………

3.1.5. Triển khai quy trình tꢆng hꢈp levothyroxin mononatri và

liothyronin mononatri ….……………...………………………

3.1.5.1. Triển khai tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin từ L-tyrosin……

3.1.5.2. Triển khai tổng hợp levothyroxin mononatri từ 3,5-diiodo-

L-thyronin ……………...……………………………………

3.1.5.3. Triển khai tổng hợp liothyronin mononatri từ 3,5-diiodo-L-

thyronin ………………..……………………………………

86

88

93

95

97

98

3.1.6. Kiểm tra chꢊt lꢃꢈng sꢘn phẩm theo tiêu chuẩn dꢃꢈc

điển…............................................................................................

3.2. Đánh giá độ ꢆn đꢕnh vƠ xác đꢕnh tuꢆi thọ cꢙa levothyroxin

mononatri và liothyronin mononatri .......................................

3.3. Đánh giá độc tính cꢊp cꢙa levothyroxin mononatri và

liothyronin mononatri…………………………………………

Chꢃꢄng 4. BÀN LUẬN

106

109

126

132

4.1. Tꢆng hꢈp hóa học…………………………………………………

4.2. Khẳng đꢕnh cꢊu trúc……………………………………………...

4.3. Độ ꢆn đꢕnh…………………………………………………………

v

132

134

4.4. Độc tính cꢊp……………………………………………………….

KꢆT LUẬN VÀ Đꢇ XUꢈT

DANH MꢉC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN

QUAN ĐꢆN Đꢇ TÀI LUẬN ÁN

TÀI LIꢊU THAM KHꢋO

DANH MꢉC PHꢉ LꢉC

PHꢉ LꢉC

vi

DANH MỤC CÁC CHꢀ VÀ KÝ HIꢁU VIꢂT TꢃT

Chꢄ viꢅt tꢆt

¹³C-NMR

Chꢄ đầy đủ hoặc nghĩa tiꢅng Viꢇt

Phổ cộng hꢀởng từ hạt nhân carbon-13 (Carbon13- Nuclear

Magnetic Resonance)

¹H-NMR

Phổ cộng hꢀởng từ hạt nhân proton (Proton- Nuclear

Magnetic Resonance)

Ac

Acetyl (CH₃CO-)

Acac

ACN

bh

Acetyl acetonat

Acetonitril

Bão hòa

Bn

Benzyl

Boc

Bu

Butyloxycarbonyl

Butyl

Cbz

DIT

DMAP

DMF

DMSO

EI

Carboxybenzyl

3,5-diiodo-L-tyrosin

4-dimethylaminopyridin

Dimethylformamid [HCON(CH₃)₂]

Dimethyl sulfoxid [(CH₃)₂S=O]

Ion hóa va chạm điện tử (electron impact)

Đꢀơng lꢀợng (equivalent)

Tại chỗ

eq

In situ

ESI

Ion hóa phun mù điện tử (electrospray ionization)

Ethyl (C₂H₅-)

Et

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid

chromatography)

HSPꢁ

Hiệu suất phản ứng

vii

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared Spectrophotometer)

Khối lꢀợng / thể tích

kl/tt

KLSP

L

Khối lꢀợng sản phẩm

Phối tử (ligand)

Me

Methyl (CH₃-)

MIT

MS

3-iodo-L-tyrosin

Phổ khối lꢀợng (Mass Spectrometry)

N-methyl pyrrolidon

NMP

nt

Nhꢀ trên

OECD

Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (Organization for

Economic Co-operation and Development)

Propyl

Pr

R_f

Hệ số lꢀu giữ (retention factor)

Sắc ký lớp mỏng

SKLM

SP

Sản phẩm

T₂

Diiodothyronin (3,5-diiodo-thyronin)

Triiodothyronin, liothyronin (3,5,3’-triiodo-thyronin)

Liothyronin mononatri

T₃

T₃Na

T₃diNa

T₄

Liothyronin dinatri

Tetraiodothyronin, levothyroxin (3,5,3’,5’-tetraiodo-

thyronin)

T₄Na

Levothyroxin mononatri

T₄diNa

Levothyroxin dinatri

t^o

Nhiệt độ nóng chảy

nc

TBS

tert-Butyldimethylsilyl

TMHD

TRH

2,2,6,6-tetramethylheptan-3,5-dion

Yếu tố giải phóng thyrotropin (thyrotropin-releasing

viii

hormone)

Ts

Tosyl (p-CH₃-C₆H₄-SO₂-)

TSH

Hormon kích thích tuyến giáp (thyroid-stimulating hormone,

hay thyrotropin)

TsOH

Acid p-toluensulfonic

ix

DANH MỤC CÁC BꢀNG

Số bꢁng

Tên bꢁng

Trang

Phꢀn ứng Ullmann đối với các hợp chất tự nhiên có liên kết

diaryl ether không phꢀi là các aminoacid……………………

Phꢀn ứng Ullmann đối với các hợp chất tự nhiên có liên kết

diaryl ether là các aminoacid………………………………...

Phꢀn ứng Ullmann với các acid arylboronic [X=B(OH)₂]…..

Các hợp chất có cấu trúc diaryl ether Xiaoyan Liu và cộng

sự đã tổng hợp thành công…………………………………...

Các aryl halogenid và phenol phꢀn ứng tꢁo liên kết diaryl

ether của Ying-Peng Zhang và cộng sự……………………...

Hóa chất, dung môi dùng trong thực nghiệm………………..

Trang thiết bị dùng trong thực nghiệm………………………

Kết quꢀ khꢀo sát ꢀnh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất tꢁo

O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl ester theo

phương pháp Ullmann……………………………………….

ꢂnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phꢀn ứng khử (n=3).

So sánh các phương pháp tổng hợp levothyroxin..…………..

So sánh các điều kiện phꢀn ứng tổng hợp liothyronin và

levothyroxin từ 3,5-diiodo-L-thyronin………………………

Kết quꢀ khꢀo sát tổng hợp các chất trung gian và sꢀn phẩm...

Bꢀng dữ liệu phổ IR của các chất trung gian và sꢀn phẩm…..

Bꢀng dữ liệu phổ MS của các chất trung gian và sꢀn phẩm…

1.1

19

1.2

22

25

1.3

1.4

30

1.5

33

36

39

2.1

2.2

3.1

52

61

72

3.2

3.3

3.4

79

80

81

82

3.5

3.6

3.7

3.8

1

Bꢀng dữ liệu phổ H-NMR của các chất trung gian và sꢀn

phẩm………………………………………………………….

13

Bꢀng dữ liệu phổ C-NMR của các chất trung gian và sꢀn

82

3.9

x

phẩm………………………………………………………….

Hiệu suất các mẻ điều chế 3,5-dinitro-O-(p-methoxyphenyl)-

N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester ………………………

84

90

91

3.10

3.11

3.12

Kết quꢀ các phꢀn ứng khử hóa điều chế 3,5-diamino-O-(p-

methoxyphenyl)-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester……...………

Kết quꢀ các phꢀn ứng điều chế O-methyl-N-acetyl-3,5-

diodo-L-thyronin ethyl ester…..……………………………..

Kết quꢀ các phꢀn ứng điều chế 3,5-diiodo-L-thyronin………

Kết quꢀ các phꢀn ứng điều chế levothyroxin mononatri….…

Kết quꢀ các phꢀn ứng điều chế liothyronin mononatri………

Tiêu chuẩn kiểm nghiệm liothyronin mononatri theo USP 34

Tiêu chuẩn kiểm nghiệm levothyroxin mononatri theo BP

2010………………………………………………………….

Kết quꢀ thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 1……………….

Kết quꢀ thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 2……………….

92

93

95

96

97

3.13

3.14

3.15

3.16

3.17

98

99

3.18

3.19

3.20

3.21

3.22

3.23

3.24

3.25

3.26

3.27

3.28

3.29

3.30

3.31

Kết quꢀ thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 3………………. 100

Kết quꢀ thử nghiệm dài hꢁn mẫu số 1……………………….

Kết quꢀ thử nghiệm dài hꢁn mẫu số 2……………………….

Kết quꢀ thử nghiệm dài hꢁn mẫu số 3……………………….

Kết quꢀ thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 1a……………...

Kết quꢀ thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 2a……………...

Kết quꢀ thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 3a……………...

100

101

103

Kết quꢀ thử nghiệm dài hꢁn mẫu số 1a……………………… 104

Kết quꢀ thử nghiệm dài hꢁn mẫu số 2a……………………… 104

Kết quꢀ thử nghiệm dài hꢁn mẫu số 3a……………………… 105

Số chuột chết ở các lô trong vòng 72 giờ……………………

107

Mô tꢀ tình trꢁng chuột ở các lô trong vòng 7 ngày………….. 107

xi

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hình

1.1

Tên hình

Trang

Công thꢀc cấu tạo cꢁa levothyroxin…………………………..

Công thꢀc cấu tạo cꢁa levothyroxin mononatri hydrat……….

Công thꢀc cấu tạo cꢁa liothyronin…………………………….

Công thꢀc cấu tạo cꢁa liothyronin mononatri hydrat…………

Sơ đồ tổng hợp levothyroxin mononatri và liothyronin

mononatri từ 3,5-diiodo-L-ththyronin ………………………..