Nghiên cứu tổng hợp atenolol và metoprolol tartrat làm thuốc điều trị tim mạch

BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI



CHƯƠNG TRÌNH KHCN TRỌNG ĐIỂM
CẤP NHÀ NƯỚC KC10/06-10



CÁC BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ
KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

"NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ATENOLOL VÀ METOPROLOL
TARTRAT LÀM THUỐC ĐIỀU TRỊ TIM MẠCH"
MÃ SỐ: KC10.17/06-10



Cơ quan chủ trì đề tài: TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
Chủ nhiệm đề tài: GS. TSKH. ĐẶNG NHƯ TẠI

8638

Hà Nội - 2010


BỘ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI



CHƯƠNG TRÌNH KHCN TRỌNG ĐIỂM
CẤP NHÀ NƯỚC KC10/06-10


BÁO CÁO TỔNG HỢP
KẾT QUẢ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ ĐỀ TÀI

"NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP ATENOLOL VÀ METOPROLOL
TARTRAT LÀM THUỐC ĐIỀU TRỊ TIM MẠCH"
MÃ SỐ: KC10.17/06-10



Chủ nhiệm đề tài Trường Đại học KHTN



GS.TSKH. Đặng Như Tại


Ban chủ nhiệm chương trình Bộ Khoa học và Công nghệ

Hà Nội - 2010
DANH MỤC CÁC BẢNG

trang
1 Bảng 1: Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng tổng hợp
axit p-hydroxy mandelic
24
2 Bảng 2: Hiệu suất của phản ứng và tỷ lệ giữa hai dạng epoxi và
halohydrin
27
3 Bảng 3: Các giá trị hấp thụ của các nhóm chức trong phổ hồng
ngoại của sản phẩm
51
4 Bảng 4: Phổ NMR của sản phẩm atenolol 55
5 Bảng 5. Kế
t quả kiểm nghiệm sản phẩm atenolol 61
6 Bảng 6. Kết quả kiểm nghiệm sản phẩm metoprolol tartrat 62
7 Bảng 7. Kết quả theo dõi độ ổn định 02 mẫu atenolol 63
8 Bảng 8. Kết quả kiểm nghiệm mẫu 1 theo thời gian lão hóa cấp
tốc
65
9 Bảng 9. Kết quả kiểm nghiệm mẫu 2 theo thời gian lão hóa cấp
tốc

65
10 Bảng 10. Kết quả kiểm nghiệm mẫu 3 theo thời gian lão hóa cấp
t
ốc
66
11 Bảng 11. Kết quả kiểm nghiệm 02 mẫu metoprolol tartrat bảo
quản trong điều kiện PTN
68


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ

Stt trang
1
Hình 1. Sơ đồ tổng hợp các thuốc thuộc nhóm chẹn thụ thể β
10
2 Hình 2. Sơ đồ tổng hợp chất trung gian chìa khóa 4-hydroxy
phenylacetamid
12
3 Hình 3. Sơ đồ tổng hợp chất trung gian chìa khóa 4-(2-methoxy
ethyl)phenol
13
4 Hình 4. Các tạp chất chính của atenolol 15
5 Hình 5. Các tạp chất chính của metoprolol tartrat 16
6 Hình 6: Phổ LC-MS của sản phẩm xúc tác chuyển pha 27
7 Hình 7. Phổ LC-MS của sản phẩm xúc tác kiềm 28
8 Hình 8: Phổ LC-MS của s
ản phẩm khi sử dụng hỗn hợp xúc tác 28
9 Hình 9. Cơ chế phản ứng tạo thành dạng epoxi 30
10 Hình 10. Sơ đồ tổng hợp atenolol. 31

11 Hình 11. Sơ đồ khối các giai đoạn tổng hợp và tinh chế atenolol 36
12 Hình 12. Phổ
1
H-NMR của metoprolol trong dung môi DMSO-d
6
.39
13 Hình 13. Sơ đồ tổng hợp metoprolol 40
14 Hình 14. Sơ đồ khối các giai đoạn tổng hợp và tinh chế
metoprolol tartrat
46
15 Hình 15: Phổ hồng ngoại của sản phẩm atenolol 51
16 Hình 16: Phổ khối MS của sản phẩm 52
17 Hình 17: Phổ
13
C-NMR của sản phẩm atenolol 53
18 Hình 18: Phổ DEPT của sản phẩm atenolol 53
19 Hình 19. Phổ
1
H –NMR của sản phẩm atenolol 54
20 Hình 20. Phổ
1
H-NMR của metoprolol trong dung môi DMSO-d6 60

MỤC LỤC

trang
Báo cáo thống kê kết quả thực hiện đề tài
Danh mục các bảng
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU

1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
4
1.1 Bệnh tim mạch và các loại Thuốc tim mạch chủ yếu 4
1.2 Thuốc chẹn thụ thể beta - Atenolol và metoprolol tartrat 7
1.3 Các phương pháp tổng hợp atenolol và metoprolol tartrat 10
1.4 Phương pháp tổng hợp các hợp chất trung gian chìa khóa 11
1.4.1 Các phương pháp tổng hợp p-hydroxyphenyl acetamid
11
1.4.2 Các phương pháp tổng hợp 4-(2-methoxyethyl]phenol
13
1.5 T
ạp chất liên quan và phương pháp hạn chế tạp chất 14
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
17
2.1 Phương pháp tổng hợp 17
2.2 Các phương pháp phổ phân tích cấu trúc 17
2.3 Các phương pháp kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm 18
2.4 Phương pháp đánh giá độc tính cấp và độc tính bán trường diễn 19
2.4.1 Phương pháp xác định độc tính cấp
19
2.4.2 Phương pháp nghiên cứu độc tính bán trường diễn
20
CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
23
3.1 Qui trình công nghệ t
ổng hợp atenolol 23
3.1.1 Thảo luận về quá trình tổng hợp atenolol
23
3.1.2 Qui trình phòng thí nghiệm

31
3.1.3 Qui trình qui mô pilot
35
3.2 Qui trình công nghệ tổng hợp metoprolol tartrat 37
3.2.1 Thảo luận về quá trình tổng hợp metoprolol tartrat
37

3.2.2 Qui trình phòng thí nghiệm
40
3.2.3 Qui trình qui mô pilot
46
3.3 Xác nhận cấu trúc các hoạt chất tổng hợp được 48
3.3.1 Phân tích xác định cấu trúc các sản phẩm trong qui trình tổng hợp
atenolol
48
3.3.2 Phân tích xác định cấu trúc các sản phẩm trong qui trình tổng hợp
metoprolol tartrat
57
3.4 Kết quả Kiểm nghiệm đánh giá chất lượng sản phẩm và bước đầu
nghiên cứu độ ổn định
61
3.4.1 Kết quả kiểm nghiệm chất lượng atenolol
61
3.4.2 Kết qu
ả kiểm nghiệm chất lượng metoprolol tartrat
62
3.4.3 Bước đầu nghiên cứu độ ổn định của nguyên liệu
63
3.5 Kết quả xác định độc tính cấp và độc tính bán trường diễn 68
3.5.1 Độc tính cấp của atenolol và metoprolol tartrat

68
3.5.2 Độc tính bán trường diễn của atenolol
69
3.5.3 Độc tính bán trường diễn của metoprolol tartrat
71
3.6 Tiêu chuẩn cơ sở của sản phẩm 72
3.6.1 Tiêu chuẩn cơ sở của atenolol
72
3.6.2 Tiêu chuẩn cơ
sở của metoprolol tartrat
73
KẾT LUẬN
74
TÀI LIỆU THAM KHẢO
76

PHỤ LỤC (Phổ của sản phẩm và các hợp chất trung gian) 80
1. Phổ của atenolol và các chất trung gian 82

1.1. Phổ của axit p-hydroxymandelic
82

1.2. Phổ của axit p-hydroxyphenylaxetic
92

1.3. Phổ của axit p-hydroxyphenylaxetamid
103

1.4. Phổ của atenolol
109

2. Phổ của metoprolol và các chất trung gian 117

2.1. Phổ của phenylethyl methyl ete
117

2.2. Phổ của 4-nitro phenylethyl methyl ete
127

2.3. Phổ của 4-(2-methoxyethyl)phenylamin
136

2.4. Phổ của 4-(2-methoxyethyl)phenol
145

2.5. Phổ của metoprolol
154

2.6. Phổ của metoprolol tartrat
165



1
MỞ ĐẦU
Bệnh tim mạch là một trong những bệnh nguy hiểm thường gặp nhất
trong xã hội. Trước đây, bệnh thường xuất hiện ở tuổi già nhưng gần đây bệnh
có xu hướng ngày càng trẻ hoá. Bệnh thường xảy ra đột ngột, diễn biến phức
tạp, khó lường và rất dễ dẫn đến tử vong nếu không, cũng để lại những di
chứ
ng thương tâm. Có thể nói, bệnh tim mạch là một vấn đề to lớn về sức

khoẻ, xã hội và kinh tế. Đối với từng người, bệnh tim mạch là rào cản lớn cho
sự nghiệp, giảm khả năng làm việc, giảm tuổi thọ. Đối với xã hội bệnh làm
cho chi phí của xã hội tăng lên bao gồm các chi phí trực tiếp như nằm bệnh
viện, thuốc men, chi phí cho người chăm sóc và các chi phí gián tiếp nh
ư
giảm sức lao động của xã hội, tăng chi của quỹ bảo hiểm xã hội, làm ảnh
hưởng đến nền kinh tế quốc dân.
Hiện nay, điều trị bệnh tim mạch đã có những bước tiến vượt bậc. Ngoài
việc sử dụng các loại thuốc chữa trị thông thường, thì gần đây xã hội cũng
đón nhận một tiến bộ khoa học mớ
i, đó là tim mạch học can thiệp, kĩ thuật
này cho kết quả rất tốt, tuy vậy chi phí còn cao, và khó có thể áp dụng cho
mọi đối tượng được. Hơn thế nữa, tuỳ thuộc vào từng loại bệnh tim mạch mà
cách điều trị cũng có những phác đồ khác nhau. Trong đó phổ biến nhất vẫn là
sử dụng các loại thuốc để điều trị, cách này đơn giản, cũng hi
ệu quả và có thể
áp dụng được cho mọi đối tượng.
Trên thế giới, các thuốc dùng để điều trị các bệnh tim mạch rất phong
phú về chủng loại. Chẳng hạn, liên quan đến bệnh tim mạch và huyết áp, có
tới bảy nhóm thuốc được sử dụng để điều trị như sau:
1). Nhóm tác động lên thần kinh trung ương ví dụ như metyldopa,
clonidin, reserpin 2). Nhóm thuốc có tác dụng lợi tiểu như
indapamid,
amilorid, hydroclorothiazid, furosesemid, spirololacton, triamteren 3). Nhóm
thuốc đối kháng canxi (nhóm chẹn kênh canxi) gồm nifedipin, nicardipin,

2
amlodipin, isradipin, verapamil, ditiazem 4). Nhóm thuốc ức chế men
chuyển angiotensin gồm catopril, enalapril, bennazepril, quinapril 5).
Nhóm thuốc kháng thụ thể angiotensin II gồm losartan, candesartan,

valsartan 6). Nhóm chẹn thụ thể α gồm pazosin, alfurosil, terarosin,
phentolamin và nhóm cuối cùng nhóm 7). Nhóm chẹn thụ thể β gồm
atenolol, metoprolol, propanolol, pindolol, nadolol, acebutonol
Nhóm thuốc chẹn thụ thể β là loại thuốc dược dùng phổ biến nhất trong
điều trị bệnh tim mạch nói chung và cao huyết áp nói riêng. Cơ chế tác dụng
của loại thuốc này là ức chế
thụ thể β giao cảm ở tim, mạch ngoại vi và do đó,
làm chậm nhịp tim và hạ huyết áp. Trong số các thuốc thuộc nhóm này
atenolol, metoprolol và propanolol là những thuốc được dùng rộng rãi nhất do
chúng có nhiều ưu điểm.
Hiện nay, hai loại thuốc atenolol và metoprolol được sử dụng nhiều ở
Việt Nam để điều trị các bệnh về tim mạch. Hầu hết các thuốc tim mạch ở
nước ta đều ph
ải nhập ngoại, giá thành đắt, không chủ động được nguồn
thuốc, đặc biệt là với atenolol và metoprolol - 2 trong 5 loại thuốc điều trị tim
mạch bán chạy nhất trên thế giới [27]. Trong nước cũng đã có những công ty
bắt đầu quan tâm nghiên cứu bào chế loại thuốc này nhưng sử dụng nguyên
liệu nhập khẩu.
Chính vì vậy Bộ KH&CN đã tổ chức xây dựng nội dung và lựa chọn
Tr
ường ĐHKHTN chủ trì thực hiện đề tài “Nghiên cứu tổng hợp atenolol và
metoprolol làm thuốc điều trị tim mạch“ thuộc chương trình KHCN trọng
điểm cấp nhà nước KC10/06-10, thực hiện từ tháng 4/2008 đến tháng 7 năm
2010. Đề tài do GS. Đặng Như Tại làm chủ nhiệm.
Xuất xứ của đề tài:
Đây là đề tài mới, lần đầu được thực hiện ở trong nước.

3
Mục tiêu của đề tài: (theo đặt hàng của Bộ KH&CN)
1. Xây dựng quy trình tổng hợp và tinh chế atenolol qui mô pilot

2. Xây dựng quy trình tổng hợp và tinh chế metoprolol tartrat qui mô pilot
3. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở cho hai sản phẩm atenolol và metoprolol tartrat
tương đương tiêu chuẩn Dược điển Anh BP 2005.
4. Đánh giá độ ổn định và xác định tuổi thọ của sản phẩm atenolol và
metoprolol tartrat
5. Đánh giá độc tính cấp và bán cấp của sản phẩm atenolol và metoprolol
tartrat .

4
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Bệnh tim mạch và các loại thuốc tim mạch chủ yếu
Bệnh tim mạch nói chung và cao huyết áp nói riêng là bệnh thường gặp
nhất trong xã hội hiện đại, đặc biệt ở những người có tuổi và ngày càng có xu
hướng tăng lên ở những người ở độ tuổi thanh niên và trung niên. Đây là
những bệnh nguy hiểm, gây tử vong cao, diễn biến bệnh đột ngột, khó lường.
Theo thống kê, b
ệnh tim mạch do cao huyết áp gây tử vong hàng đầu, đặc biệt
ở các nước công nghiệp phát triển. Theo tổ chức y tế thế giới, trị số huyết áp
tối ưu là 120/80 mmHg, trong đó chỉ số 120 là huyết áp tâm thu, chỉ số dưới
80 là huyết áp tâm trương. ở người bị huyết áp cao, 2 chỉ số đó cao hơn
140/90 mmHg. Việc sử dụng thuốc để điều trị cao huyết áp là nhằm đưa tr
ị số
huyết áp xuống dưới 140/90 mmHg đối với người trên 60 tuổi và dưới 135/85
mmHg đối với người trung niên hay mắc bệnh đái tháo đường. Hiện nay,
thuốc điều trị cao huyết áp có nhiều loại, được chia theo nhiều nhóm khác
nhau, tuỳ theo cơ chế tác dụng của thuốc [1].
Nhóm thứ nhất là nhóm thuốc tác dụng lên thần kinh trung ương. Cơ chế
tác dụng của thuốc là kích thích hoạt hoá một số tế
bào thần kinh làm hạ
huyết áp. Nhóm này bao gồm các thuốc metyldopa, clonidin, reserpin…. Hiện

nay các thuốc này ít được dùng vì gây phản ứng phụ như gây trầm cảm và làm
tăng huyết áp khi đột ngột dừng thuốc.
Nhóm thuốc thứ hai là nhóm thuốc lợi tiểu, cơ chế tác dụng của các
thuốc thuộc nhóm này là làm giảm ứ đọng nước trong cơ thể, gây sức cản các
mạch máu ngoại vi, làm giảm khối lượng máu trong cơ thể, gián tiế
p làm hạ
huyết áp. Các thuốc thuộc nhóm này là indapamid, amilorid,
hydroclorothiazid, furosesemid, spironolacton, triamteren…Nhóm thuốc này
được dùng cho các bệnh nhân bị huyết áp cao nhẹ hoặc tăng huyết áp tâm thu
đơn độc, nhất là bệnh nhân có tăng natri và suy tim. Tuy nhiên các thuốc này

5
nếu dùng lâu dài sẽ gây ra phản ứng phụ đối với cơ thể như giữ kali, tăng axít
uric và tăng cholesterol.
Nhóm thứ ba là nhóm thuốc đối kháng canxi. Nhóm này gồm có
nifedipin, nicardipin, amlodipin, isradipin, verapamil, ditiazem…. Cơ chế tác
dụng của các thuốc thuộc nhóm này là ngăn chặn không cho ion canxi lọt vào
tế bào cơ trơn của các mạch máu để gây giãn mạch và do đó làm hạ huyết áp.
Thuốc được dùng cho các bệnh nhân cao huyết áp có thêm bệnh đau thắt
ngực, bệnh nhân cao tu
ổi mà không ảnh hưởng dến chuyển hoá đường mỡ
trong cơ thể hoặc dùng cho bệnh nhân tăng huyết áp nhịp chậm, suy thận. Tuy
nhiên nifedipin lại có tác dụng phụ là làm tăng protein liệu.
Nhóm thuốc thứ tư được sử dụng trong điều trị bệnh cao huyết áp là
nhóm thuốc ức chế men chuyển. Cơ chế tác dụng của thuốc là ức chế kìm
hãm một enzym có tên là men chuyển angiotensin (ACE: angiotensin
converting enzyme), bởi vì do xúc tác của enzym này mà chấ
t angiotesin I
chuyển thành chất angiotensin II gây co mạch và làm tăng huyết áp. Thuốc
này sử dụng cho cả bệnh nhân tăng huyết áp kèm theo hen suyễn hoặc đái

tháo đường. Tuy nhiên loại thuốc này có nhược điểm thường làm tăng kali
huyết và gây ho khan do ACE còn có vai trò phân hủy bradykinin, khi ACE bị
kìm hãm mà bradykinin không bị phân huỷ ở mức độ cần thiết, sẽ bị thừa và
gây ho khan. Các thuốc được sử dụng thuộc nhóm này bao gồm captopril,
enalapril, bennazepril,quinapril…
Nhóm thuốc thứ năm dùng đ
iều trị bệnh cao huyết áp là nhóm thuốc
kháng thụ thể angiotensin II. Nhóm này gồm các thuốc losartan, candesartan,
valsartan…Cơ chế tác dụng của các thuốc này là không trực tiếp ức chế men
chuyển ACE mà chỉ ngăn cản không cho angiotesin II gắn vào thụ thể của nó
nằm ở mạch máu, tim, thận do đó nó không thể làm tăng huyết áp mà làm hạ
huyết áp. Nhóm này có ưu điểm là làm hạ và đưa huyết áp về trị số bình

6
thường. Đặc biệt, tác dụng hạ huyết áp của các thuốc này sẽ tốt hơn nếu sử
dụng phối hợp với nhóm thuốc lợi tiểu thiazid, không gây ho khan và phù.
Tuy nhiên nó cũng có tác dụng phụ là gây chóng mặt và tiêu chảy.
Nhóm thuốc thứ sáu sử dụng trong điều trị cao huyết áp là nhóm thuốc
chẹn thụ thể alpha, đó là các thuốc pazosin, alfurosin, terarosin,
phentolamin…Cơ chế của các thuốc này là ức chế việc gi
ải phóng
noradrenalin, một chất trung gian sinh học làm tăng huyết áp tại đầu dây thần
kinh, chính nhờ sự ức chế này mà chúng có tác dụng làm hạ huyết áp. Thuốc
này dùng cho cả bệnh nhân cao huyết áp và bị phì đại tuyến tiền liệt. Tuy
nhiên loại thuốc này thường gây hạ huyết áp thế đứng, đặc biệt với liều điều
trị đầu tiên.
Nhóm thuốc cuối cùng được dùng rộng rãi trong điều trị bệ
nh cao huyết
áp là nhóm thuốc chẹn thụ thể bêta (β-blockers). Điển hình của nhóm này là
atenolol, metoprolol, propranolol, pindolol, nadolol, acebutolol… Cơ chế tác

dụng của thuốc này là ức chế thụ thể bêta giao cảm ở tim, mạch ngoại vi, do
đó sẽ làm chậm nhịp tim và hạ huyết áp. Trong số đó, atenolol được sử dụng
rất rộng rãi vì có nhiều ưu điểm dược học, ngoài làm giảm huyết áp, atenolol
còn làm giảm nhịp tim và chống thiểu n
ăng mạch vành, chống bệnh đau thắt
ngực và nhồi máu cơ tim nên chúng rất có lợi, hay được chỉ định dùng cho
các bệnh nhân tăng huyết áp có kèm theo loạn nhịp tim, tim nhanh, ngoại tâm
thu, người hay bị hồi hộp trống ngực kèm theo bệnh mạch vành [2]. Đặc biệt
các phản ứng phụ của nó không có hoặc rất nhẹ nên chỉ phải uống cả liều
thuốc 1 lần trong ngày, liều cao đối với bệnh n
ặng mới phải dùng tới 2
lần/ngày. Theo tài liệu năm 2007 [3], atenolol vẫn là thuốc trị huyết áp và tim
mạch bán chạy nhất trên thế giới .

7
1.2. Các thuốc chẹn thụ thể beta - Atenolol và Metoprolol tartrat
Các chất chẹn thụ thể β (β-adrenoblockers)
Các chất chẹn thụ thể β có khả năng làm giảm nhu cầu oxi của tim, cụ
thể như atenolol, metoprolol, propranolol và nadolol, được khuyến cáo dùng
để điều trị bệnh đau thắt ngực mãn tính, thường là phát triển sau một lần bị
nhồi máu cơ tim. Sử dụng chất chẹn thụ thể β làm gi
ảm nhu cầu oxi tim đạt
được bằng cách làm giảm nhịp tim, huyết áp và độ co cơ tim. Phải chú ý rằng
các cơn đau thắt ngực nghiêm trọng được làm dịu hiệu quả nhất với
nitroglycerin. Tuy nhiên điều trị với chất chẹn thụ thể β được bổ sung một
cách chắc chắn bằng cách sử dụng kết hợp với các nitrat. Hơn nữa các nitrat
thường làm mất tác dụng mộ
t vài hiệu ứng không mong muốn của các chất
chẹn thụ thể β và do đó liệu pháp kết hợp sử dụng nitrat và chất chẹn thụ thể β
thường được sử dụng.

Nhóm thuốc chẹn thụ thể β là loại thuốc dược dùng phổ biến trong điều
trị bệnh cao huyết áp. Cơ chế tác dụng của loại thuốc này là ức chế thụ th
ể β
giao cảm ở tim, mạch ngoại vi và do đó, làm chậm nhịp tim và hạ huyết áp.
Propranolol
Propranolol là một chất chẹn thụ thể β không chọn lọc, nó tác dụng lên
cả các tính chất cơ và tính chất điện lý sinh của cơ tim. Propranolol tác dụng
làm giảm độ co cơ tim, nhịp tim, huyết áp và nhu cầu oxi cơ tim. Tính chất
này làm cho propranolol và các chất chẹn thụ thể β khác là những thuốc
chống đau thắc ng
ực hữu dụng.
Propranolol hữu dụng cho điều trị bệnh cao huyết áp, đau thắt ngực, loạn
nhịp tâm thất trên, mạch nhanh tâm thất, chứng đau nửa đầu, bệnh phì đại
tuyên tiền liệt và u mạch tuyến thượng thận (pheochromocytosis). Thuốc sử

8
dụng cho bệnh nhân đã bị nhồi máu cơ tim. Nhìn chung, thuốc tương tự với
propranolol là anaprilin, obsidan, inderal, novapranol và defensol.
Atenolol
O
OH
H
NCH
3
CH
3
O
H
2
N

Atenolol, M = 266, t
nc
= 146-148
o
C
2-[4’[2-hydroxy-3-(isopropylamino)proxy]phenyl]acetamid.
Atenolol có nhiệt độ nóng chảy là 146-148
o
C [1]. Do có nhiệt độ nóng
chảy tương đối cao nên các hoạt chất này tương đối ổn định với sự thay đổi
của nhiệt độ môi trường.
Ngoài tác dụng làm hạ huyết áp, atenolol có tác dụng chọn lọc đến tim,
giảm nhịp tim và chống thiểu năng mạch vành, chống đau thắt ngực và nhồi
máu cơ tim. Ngoài ra chúng là thuốc có ít tác dụng phụ và tác dụng phụ nhẹ
nên có thể dùng liều 1 lần / ngày, với ng
ười bệnh nặng mới dùng liều cao hai
lần / ngày.
- Dạng thuốc và hàm lượng: với atenolol có ở dạng viên nén 25, 50 và
100 mg/viên, hoặc dạng thuốc tiêm tĩnh mạch 5mg/10 ml. [30]
Trên thế giới các loại thuốc này đã được một số nước sản xuất (thuốc đã
hết hạn bản quyền), có thể kể ra đây một số biệt dược của atenolol (ở dạng
bazơ): Apo-Atenol (Canada), Atehexal và Atendol (Đức), Atenex (Ấn
Độ),
Blicolol (Mỹ), Prenolol (Thái Lan), Betablok (Indonexia), Uniloc (Đan
Mạch)
Metoprolol
Metoprolol có công thức như sau:

9

O
OH
H
NCH
3
CH
3
H
3
CO

Metoprolol, M = 267, t
nc
= 121-124
o
C (tartrat)
Không như propranolol - chẹn cả thụ thể β1 và β2, metoprolol ức chế
hoạt động chọn lọc của tim, có nghĩa là trong 1 liều dược dụng, nó chẹn thụ
thể β1 với hiệu ứng đáng kể hơn nhiều so với thụ thể β2. Metoprolol được sử
dụng cho bệnh nhân nhồi máu cơ tim để ngăn ngừa sự chết mô mạch máu và
dùng trong trị bệnh đ
au thắt ngực. Thuốc tương tự và giống thuốc này nhất là
Lopresor.
Với metoprolol tartrat có ở dạng viên nén 50 và 100 mg. Viên nén giải
phóng chậm 50 mg, 100 mg, 200 mg metoprolol tartrat, metoprolol succinat.
Ống tiêm (metoprolol tartrat) 5mg/ml. Mỗi ống tiêm chứa 45 mg natri clorid.
[30]
Ở dạng dẫn xuất muối succinat có: Seloken-ZOC và Selo-Zok (Hassle -
Molndal), ở dạng dẫn xuất muối tartrat có Beloc, Beloc - Duriles, Betaloc
(Astra), Lopresor (Geigy), Metohexal (Hexal AG), Selokeen và Seloken

(Hassle - Molndal), Neobloc (Unipharm, Israel), Montebloc (Danlex,
Philipin) Số biệt dược ở dạng tartrat nhiều hơn dạng succinat và trên thực tế
nó cũng được dùng phổ biến hơn.

10
1.3. Phương pháp tổng hợp atenolol và metoprolol tartrat
Nhìn chung các loại thuốc thuộc nhóm chẹn thụ thể β được tổng hợp
theo sơ đồ chung như sau:
OH
R
O
R
O
O
OH
H
NCH
3
CH
3
(CH
3
)
2
CHNH
2
O
R
OH
Cl

+
dang epoxy
halohydrin
epiclohydrin
R
(1)
(2)

Hình 1. Sơ đồ tổng hợp các thuốc thuộc nhóm chẹn thụ thể
β

trong đó R = -CH
2
CONH
2
(atenolol), và -CH
2
CH
2
OCH
3
(metoprolol). Ngoài
ra với R là (CH
3
)
2
CHOCH
2
CH
2

OCH
2
- (bisoprolol), (C
3
H
5
)(CH
3
O)CHCH
2
-
(betaxolol). (Khi R ở vị trí ortho với R là CH
3
CH=CH-O- chúng ta có
oxprenolol Khi sử dụng các hệ vòng khác thay thế cho các phenol thế người
ta còn tìm được một số loại thuốc khác như propranolol, tetratolol, timolol,
pindolol [29].
Ngoài ra, một số phương pháp khác tổng hợp các hợp chất 1-
isopropylamino-3-(phenoxy thế) -propan-2-ol cũng đã được thông báo, chẳng
hạn tổng hợp qua dẫn xuất nitril sau cùng mới thuỷ phân nhóm này thành amit
hoặc tổng hợp atenolol bằng enzym, tuy nhiên cho đến nay, tổng hợp theo sơ
đồ nêu trên vẫn là con đường đơn giản nhất và hiệu quả
nhất. Phản ứng của
các phenol thế với epiclohydrin cho sản phẩm là một hỗn hợp dạng epoxy và

11
dạng halohidrin, nhưng điểm thú vị của quy trình này là cả hai dạng này đều
có thể chuyển hóa được thành cùng một sản phẩm bằng phản ứng với
isopropylamin. Đối với atenolol các tài liệu thông báo hiệu suất tổng của quy
trình này là 70-85%, của metoprolol là 65 - 80% tính theo phenol thế [4,

12,13, 18, 21, 28]. Nếu xem xét các tạp chất có thể có trong sản phẩm - nêu
trong BP 2005 - chúng ta thấy có mặt các chất trung gian và chất đầu theo sơ
đồ tổng hợp trên, do vậycó thể khẳng
định đây là phương pháp chủ yếu để
tổng hợp các chất này.
Ngoài ra, cũng có nhiều tài liệu công bố các nghiên cứu về tổng hợp bất
đối xứng đồng phân đối quang (S)-atenolol và (S)-metoprolol. Những cố gắng
này ngoài mục đích khoa học thì còn được cổ vũ ở chỗ đồng phân S có hoạt
tính mạnh hơn đồng phân R và đồng phân S có ít tác dụng phụ hơn. Tuy nhiên
do tính phức tạp trong tổng hợp bất đố
i cũng như giá thành các chất đầu đắt
và hiệu suất chưa cao nên cho đến nay thuốc atenolol và metoprolol đang
được sử dụng vẫn ở dạng biến thể raxemic. [1, 2, 9, 12, 18]
1.4. Phương pháp tổng hợp hợp chất trung gian chìa khóa
Do các chất đầu (4-(2-methoxyethyl)-phenol và p-hydroxy
phenylacetamid) này có tính quyết định đến giá thành hoạt chất tổng hợp
được nên đã có nhiều nhà nghiên cứu tập trung vào việc tìm kiếm các phương
pháp tổng hợp chúng với hiệu suất cao và giá thành hạ
. Kết quả là đã có nhiều
patent được đăng kí và nhiều công trình công bố về vấn đề này [3, 5-8, 10, 11,
23-25]. Dưới đây chúng tôi trình bày tóm tắt các phương pháp được sử dụng
để tổng hợp p-hydroxyphenylacetamid và 4-(2-methoxyethyl)-phenol.
1.4.1. Các phương pháp tổng hợp p-hydroxyphenylacetamid
Dưới đây là sơ đồ một số phưong pháp chính để tổng hợp p-
hydroxyphenylacetamid:

12
(I)
O
H

C
-
C
O
O
H
N
a
O
H
OH
HO
CH(OH)COONa
SnCl
2
1
.
H
C
H
O
+
H
C
l
HO
CH
2
COOH
(II)

HO
CH
2
OH
N
H
4
O
H
HO
CH
2
CN
OH
CH
2
CONH
2
HO
COCH
3
(III)
NaCN/DMF
(
N
H
4
)
2
S

x
1
6
0
o
C
,
5
5
-
6
0
a
t
m
4-Hydroxyphenylacetamide
thñy phân
2
.
t
h
ñ
y
p
h
â
n

Hình 2. Sơ đồ tổng hợp chất trung gian chìa khóa 4-hydroxyphenylacetamid
Trong số 3 phương pháp đã nêu phương pháp I được xem là có nhiều ưu

điểm hơn cả do có hiệu suất tốt, đi từ chất đầu và các tác nhân dễ kiếm, không
độc hại (không sử dụng các tác nhân là chất độc như NaCN, HCHO) và cho
sản phẩm sạch.

13
1.4.2. Các phương pháp tổng hợp 4-(2-methoxyethyl)-phenol
Các phương pháp chính để tổng hợp 4-(2-methoxyethyl)-phenol được
trình bày trong sơ đồ dưới đây:

CH
2
CH
2
OH
O
2
N
Br
HO
COCH
3
Me
2
SO
4
CH
2
CH
2
OCH

3
HO
COCH
2
Br
O
2
N
CH
2
CH
2
OC H
3
OH
COCH
2
OCH
3
OH
COCH(OCH
3
)
2
H
2
N
CH
2
CH

2
OCH
3
HO HO
CH
2
CH
2
OCH
3
HO
CH
2
CH
2
OH
HNO
3
/H
2
SO
4
Na
2
S/NH
4
OH
NaNO
2
/H

2
SO
4
(48%)
H
2
/Pd
45 psi
H
2
/Pd
300 psi, 70%
NaOMe/MeOH
C
u
B
r
2
,
A
c
O
E
t
,
C
H
C
l
3

CH
3
NO
2
,0-5
o
C
MeOH/HCl,
72%
A
.
M
e
O
H
/
Z
e
o
l
i
t
Z
S
F
M
-
5
,
2

1
0
p
s
i
,
5
8
%
B
.
C
H
(
O
C
H
3
)
3
,
C
H
3
O
H
,
7
7
%

1. FSO
3
H-CF
3
CO OH
2. CH
3
OH
4-(2-Methoxyethyl)-phenol
1. MeOCH=CH
2
,Et
3
N, Pd
2. H
2
SO
4
/H
2
O
3. H
2
/Ni, PhMe

Hình 3. Sơ đồ tổng hợp chất trung gian chìa khóa 4-(2-methoxyethyl)phenol.
Ngoài các con đường nêu trong sơ đồ trên cũng có một số phương pháp
tổng hợp khác nhưng chúng ít tính thực tiễn do đi qua nhiều giai đoạn và hiệu
suất thấp. [7,8, 23, 26]

14
Để lựa chọn được phương pháp tổng hợp chất đầu phù hợp cần phải xem
xét các yếu tố như hiệu suất của quy trình, khả năng thực hiện các phản ứng,
yêu cầu về mức độ sẵn có và giá nguyên liệu phù hợp.
Trong các phương án đã nêu ở trên hầu hết đều có bước phản ứng hiđro
hóa bằng khí H
2
với xúc tác Pd dưới áp suất, đây là một phản ứng tương đối
khó thực hiện trong điều kiện nước ta, ngoài ra xúc tác Pd là loại xúc tác đắt
tiền. Một số phương án sử dụng những chất đầu đắt tiền và không phổ biến ví
dụ 4-hydroxystyren.
Phương án đi từ phenyletanol - là một loại nguyên liệu phổ biến, giá
thành phù hợp, đi qua các bước tổng hợp là những phản ứng đơ
n giản có hiệu
suất khá.
1.5. Tạp chất liên quan và phương pháp hạn chế tạp chất
Khi tổng hợp atenolol, trong sản phẩm cuối cùng có thể sẽ có các tạp
chất sau:
- Tạp chất A và B là các chất trung gian trong tổng hợp atenolol theo quy
trình đã nêu ở trên. Do chúng là chất đầu trong giai đoạn ngưng tụ với
isopropylamin nên chúng có thể được kiểm soát trong quá trình phản ứng
bằng các biện pháp khác nhau để thúc đẩy sự chuyển hóa là triệt
để nhất.
- Tạp chất C chính là sản phẩm trung gian dạng halohydrin.
- Tạp chất D sinh ra từ phản ứng (1) có thể là do tạp chất C được hình
thành tiếp tục phản ứng với p-hydroxyacetamid. Nếu hạn chế được C tức là sẽ
hạn chế được D.
- Tạp chất E sinh ra từ phản ứng của 02 phân tử tạp C với một phân tử
isopropylamin (tách loại 2HCl). Sử dụng tỷ lệ tác nhân và đ
iều kiện nhiệt độ,

thời gian phản ứng thích hợp sẽ kiểm soát được phản ứng tạo thành E.
- Tạp chất F có thể có trong trường hợp chất đầu p-hydroxyacetamid có
lẫn axit p-hydroxyphenyl axetic - điều chế theo con đường (I).

15
H
2
N
O
O
∗
OH
OH
H
2
N
O
O
∗
O
H
2
N
O
O
∗
Cl
OH
H
2

N
O
O
O
OH
NH
2
O
H
2
N
O
O
O
OH
NH
2
O
N
CH
3
H
3
C
OH
E
HO
O
O
∗

OH
H
N
CH
3
H
3
C
O
∗
OH
H
N
CH
3
H
3
C
F
CN
A
B
C
D
H

Hình 4. Các tạp chất chính của atenolol
- Tạp chất H có thể có trong trường hợp chất đầu p-hydroxyacetamid có
lẫn p-hydroxyphenylacetonitril - điều chế theo con đường (II).
Metoprolol tartrat

- Tạp chất A có mặt khi nguyên liệu isopropylamin có lẫn etylamin
- Tạp chất B chính là chất đầu chưa phản ứng
- Tạp chất C sinh ra khi có mặt tạp chất 4-hydroxybenzandehit
- Tạp chất D tạo thành do chất trung gian bị thủy phân
- Tạp chất E: Nếu tổng hợp 4-(2-methoxyethyl)-phenol đi qua con đường
nitro hóa thì có thể nhận được 2-(2-methoxyethyl)-phenol (nitro hóa vào vị trí
ortho). Chất này tham gia phản ứng và tạo thành E.
- Tạp chất F: Do phenol có mặt trong chất đầu hoặc trong tác nhân.

16
R'
O
∗
R
OH
D: R= OH, R' = -CH
2
CH
2
OCH
3
H: R= -NHCH(CH
3
)
2
,R'=-CH
2
CH
2
OH

J:R=-OCH
2
CHOHCH
2
NHCH(CH
3
)
2
R'= -CH
2
CH
2
OCH
3
R'
O
∗
O
OH
∗
H
N
OH
OH
O
R
G:R=H
O
∗
H

N
OH
R
R
∗
H
N
OH
OO
∗
OH
N
∗
OH
O
O
OH
CHO
A: R = -NHCH
2
CH
3
,R'=-CH
2
CH
3
OCH
3
C: R = -NHCH(CH
3

)
2
,R'=-CHO
B:R=CH
3
E:R=-CH
2
CH
2
OCH
3
F:R=H
M: R= -NHCH(CH
3
)
2
N:R=OH
4-Hydroxy-benzaldehyde
O:
Hình 5. Các tạp chất chính của metoprolol tartrat
- Tạp chất G: p-hydroxyphenyletanol chưa được ete hóa
- Tạp chất H: sinh ra do tạp chất G tham gia phản ứng theo sơ đồ hình 1.
- Tạp chất J: là sản phẩm ngưng tụ của 4-(2-methoxyethyl)-phenol với
hai phân tử epiclohydrin sau đó phản ứng tiếp với isopropylamin
- Tạp chất M: epiclohydrin dư phản ứng với hai phân tử isopropylamin
- Tạp chất N: sinh ra do epiclohydrin bị thủy phân mở vòng và sau đó
phản ứng với isopropylamin.
- T
ạp chất O: Ngưng tụ của hai phân tử chất trung gian dạng halohydrin
với 1 phân tử isopropylamin.

Cách thức phòng ngừa và loại bỏ tạp chất
* Với các tạp chất hình thành do sự không tinh khiết của các tác nhân
phản ứng thì cần phải tinh chế kỹ chúng trước khi đưa vào phản ứng
* Tinh chế sản phẩm trung gian trước khi tiến hành giai đoạn tiếp theo
* Khống chế và kiểm soát các điều kiện phản ứ
ng để giảm sản phẩm phụ
* Tinh chế kỹ càng sản phẩm cuối cùng metoprolol và metoprolol tartrat.


17
CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1 Phương pháp tổng hợp
Các phương pháp tổng hợp hữu cơ và các kĩ thuật khác đi kèm như sắc
kí bản mỏng, HPLC nhằm kiểm soát phản ứng và xác định điều kiện cho việc
chuyển hóa hóa học của các phản ứng là tốt nhất.
2.2 Các phương pháp phổ phân tích cấu trúc
- Quang phổ hồng ngoại
Phổ hồng ngoại được ghi trên máy FTS 6000 của hãng Biorad, Mỹ
, độ
phân giải 2 hoặc 4 cm
-1
. Ghi phổ bằng phương pháp truyền qua, mẫu được
chuẩn bị bằng cách nghiền mịn với bột KBr theo tỷ lệ 5 ÷ 10 mg chất / 1gam
KBr và ép thành viên trong suốt ở 600 psi trong 5 phút.
- Quang phổ tử ngoại
Phổ tử ngoại được ghi trên máy quang phổ tử ngoại GBC Instrument-
2855 tại Viện Hóa học - Trung tâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Mẫu
được chuẩn bị bằng cách hòa tan chất cần đo trong dung môi etanol với nồng
độ thích hợp.
- Ph

ổ khối lượng
Phổ khối lượng đo trên máy MS-Engine 5989 HP tại Phòng nghiên cứu
cấu trúc - Viện Hóa học - Trung tâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, sử
dụng dung môi CHCl
3
.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
1
H và
13
C-NMR. Phổ cộng hưởng từ nhân được
ghi trên máy AVANCE Spectrometer (BRUKER, German) tại Viện Hóa học -
Trung tâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các điều kiện đo: tần số 500 MHz,
dung môi DMSO-d
6
, chất chuẩn nội TMS.

18
2.3 Các phương pháp kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm
Các phương pháp kiểm nghiệm chất lượng sản phẩm được chúng tôi thực hiện
theo tiêu chuẩn qui định trong Dược điển Anh BP 2005. Hầu hết các phương pháp
này là tương đương với các phương pháp đã được xây dựng trong Dược điển Việt
Nam xuất bản lần 3 năm 2002. Vì vậy phục vụ việc xây dựng tiêu chuẩn cơ sở
chúng tôi sử dụng các phương pháp được ghi trong Dược điển Vi
ệt Nam xuất bản
lần 3 năm 2002 để thay thế.
- Đo nhiệt độ nóng chảy: Nhiệt độ nóng chảy được đo trên máy Bamstead
Electrothermal 9100 hiện số của Anh với tốc độ gia nhiệt 0,1
o
C/ 1 phút,

- Sắc ký bản mỏng: theo dược điển Anh BP 2005
1. Lấy mẫu theo TCVN 1694-75. Sản phẩm hóa học, lấy mẫu và chuẩn bị
mẫu.
2. Dược điển Anh ‘‘British Pharmacopoeia’’ 2007, version 11.0.
3. Dược điển Việt Nam xuất bản lần 3, năm 2002: trang PL-101, Mục 5.19.
Xác định nhiệt độ nóng chảy, khoảng nóng chảy và điểm nhỏ giọt, phương
pháp 1; trang PL-76, Mục 3.2. Phương pháp quang phổ hồng ngoại; trang PL-
86, Mục 4.4. Phương pháp sắc ký lớp mỏng; trang PL-95. Mục 5.12, Xác
định độ trong c
ủa dung dịch; trang PL-98. Mục 5.17, Xác định màu sắc của
dung dịch, Phương pháp 2; trang PL-84. Mục 4.3 Phương pháp sắc ký lỏng
hiệu năng cao; trang PL-126. Mục 7.4.5. Clorid; Mục 5.16. Xác định mất
khối lượng do làm khô, phương pháp 1, trang PL-98; trang PL-129, Mục 7.7.
Xác định tro sulfat, phương pháp 2; trang PL-114, Mục 6.12. Phương pháp
chuẩn độ đo điện thế; trang PL-92. Mục 5.9. Xác định chỉ số pH; trang PL-95.
Mục 5.13 Xác định góc quay cực và góc quay cực riêng; trang PL-95. Mục
5.12, Xác định độ trong của dung dịch; trang PL-126. Mục 7.47. Kim loại
nặng.