Tổng hợp hydroxyalkyl β cyclodextrin ứng dụng làm tá dược tăng độ tan trong bào chế thuốc(thông tin đưa lên website))

1

GIỚI THIỆU LUẬN ÁN
1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong nghiên cứu phát triển thuốc, khó khăn lớn nhất là khả năng
hòa tan kém của dƣợc chất. Các thuốc kém tan thƣờng hấp thu chậm,
thất thƣờng, sinh khả dụng không đủ và độc tính cao do tồn tại lâu trên
niêm mạc. Một số thuốc kém tan điển hình nhƣ: rutin, itraconazol,
meloxicam.
Phức thuốc với beta cyclodextrin (βCD) đƣợc nghiên cứu rộng rãi
để làm tăng độ tan của dƣợc chất. Tuy nhiên độ tan của βCD thấp và
có độc tính trên thận nên khả năng ứng dụng của βCD bị giới hạn.
Các dẫn xuất hydroxyalkyl của βCD có khả năng hòa tan trong
nƣớc cao và độc tính trên thận thấp, tính chất tạo phức với dƣợc chất
của các dẫn xuất này về cơ bản vẫn không thay đổi nên khả năng làm
tăng độ tan, tốc độ hòa tan của thuốc trong phức cao hơn nhiều so với
phức thuốc-βCD.
Đề tài “Tổng hợp hydroxyalkyl-β-cyclodextrin ứng dụng làm
tá dƣợc tăng độ tan trong bào chế thuốc” đƣợc thực hiện gồm
2 mục tiêu cụ thể sau:
Tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin (HPβCD) và
2-hydroxybutyl -β-cyclodextrin (HBβCD).
Ứng dụng HPβCD và HBβCD tổng hợp vào tạo phức với một số dƣợc
chất kém tan.
2. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trên thế giới, các dẫn xuất hydroxyalkyl của βCD đã đƣợc ứng dụng
rộng rãi để cải thiện độ tan của dƣợc chất đã mở ra hƣớng mới trong
nghiên cứu phát triển thuốc. Tuy nhiên các nguyên liệu này trong nƣớc
2

vẫn chƣa tổng hợp đƣợc và cũng chƣa lƣu hành rộng rãi trên thị

trƣờng.
Tự tổng hợp và tiêu chuẩn hóa HPβCD và HBβCD ứng dụng làm tá
dƣợc tăng độ tan trong bào chế thuốc, góp phần xây dựng ngành dƣợc
Việt nam từng bƣớc chủ động về nguyên liệu trong sản xuất thuốc.
Ứng dụng HPβCD, HBβCD trong bào chế thuốc để làm tăng độ tan
của một số dƣợc chất ít/kém tan từ đó tăng sinh khả dụng của thuốc.
Mặt khác, các tá dƣợc này cũng giúp làm giảm độc tính, tăng ổn định
của thuốc.
3. NHỮNG ĐÓNG GÓP MỚI CỦA LUẬN ÁN
Từ kết quả nghiên cứu đã thu đƣợc, luận án có những đóng góp mới có
thể đƣợc tóm tắt nhƣ sau:
Đã xây dựng và tối ƣu hoá các thông số của qui trình tổng hợp
2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin và 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin.
Sản phẩm tổng hợp đủ tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng trong ngành
dƣợc.
Đã tự thiết kế dụng cụ đơn giản tổng hợp HPβCD và HBβCD cỡ lô kg
thành công với hiệu suất và DS cao hơn các nghiên cứu cùng loại đã
đƣợc công bố trên các tạp chí quốc tế.
Đã ứng dụng HPβCD và HBβCD tổng hợp để điều chế phức bằng
phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi giúp cải thiện độ tan của dƣợc
chất: rutin, itraconazol, meloxicam. Phức điều chế từ dƣợc chất và sản
phẩm tổng hợp đã đƣợc chứng minh bằng phổ
1
H-NMR.
4. BỐ CỤC CỦA LUẬN ÁN
Luận án gồm: 138 trang, đặt vấn đề 2 trang, tổng quan tài liệu 28
trang, đối tƣợng và phƣơng pháp nghiên cứu 22 trang, kết quả nghiên
cứu 53 trang, bàn luận 29 trang, kết luận và kiến nghị 2 trang, danh
3

mục các công trình nghiên cứu đã công bố 2 trang. Luận án có 72
bảng, 15 hình, 29 biểu đồ, 5 sơ đồ, 117 tài liệu tham khảo gồm 10
tiếng Việt, 107 tiếng nƣớc ngoài, 29 phụ lục gồm 114 trang.
NỘI DUNG LUẬN ÁN
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
Trình bày những vấn đề sau:
1.1. Tổng hợp HPβCD: giới thiệu về HPβCD, nguyên liệu dùng cho
tổng hợp HPβCD, các nghiên cứu về tổng hợp HPβCD trên thế giới và
trong nƣớc.
1.2. Tổng hợp HBβCD: giới thiệu về HBβCD, nguyên liệu dùng cho
tổng hợp HBβCD, các nghiên cứu về tổng hợp HBβCD trên thế giới và
trong nƣớc.
1.3. Tối ƣu hóa các thông số của phản ứng tổng hợp.
1.4. Phức thuốc-HPβCD: các nghiên cứu về phức thuốc-HPβCD trên
thế giới và trong nƣớc.
1.5. Phức thuốc-HBβCD: các nghiên cứu về phức thuốc-HBβCD trên
thế giới và trong nƣớc.
1.6. Các hoạt chất đƣợc ứng dụng để tạo phức với HPβCD và HBβCD
gồm: rutin, itraconazol, meloxicam.
CHƢƠNG 2: ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. ĐỐI TƢỢNG, HÓA CHẤT, DUNG MÔI, NGUYÊN LIỆU
TRANG THIẾT BỊ
2.1.1. Đối tƣợng nghiên cứu
HPβCD, HBβCD.
Phức giữa rutin, itraconazol với HPβCD, HBβCD và phức meloxicam
với HPβCD.
4

2.1.2. Hóa chất, dung môi, nguyên liệu, máy, thiết bị dùng cho tổng
hợp, điều chế

Nguyên liệu và hóa chất dùng cho tổng hợp, điều chế phức thuốc, phân
tích kiểm nghiệm.
Thiết bị, máy, dụng cụ dùng cho tổng hợp, điều chế, phân tích kiểm
nghiệm.
2.1.3. Tối ƣu hóa qui trình tổng hợp và xử lý thống kê với sự trợ
giúp của phần mềm
Phần mềm JMP 4.0 - SAS Institute Inc.: tối ƣu hóa các yếu tố của qui
trình tổng hợp ảnh hƣởng đến hiệu suất và độ thế (DS) của sản phẩm.
Phần mềm Excel 2003: phân tích thống kê dữ liệu.
2.2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.2.1. Tổng hợp HPβCD
Phản ứng giữa βCD và 1,2-propylen oxid trong môi trƣờng NaOH.
Xác định cấu trúc của HPβCD tổng hợp: bằng phổ IR, NMR, MS.
Tối ƣu hóa các yếu tố của qui trình tổng hợp ảnh hƣởng đến hiệu suất
và DS của sản phẩm: Dùng phần mềm JMP 4.0 với mô hình
Box-Behnken để thiết kế thực nghiệm theo kiểu bề mặt đáp ứng
(responce surface design DOE) với các yếu tố biến thên khảo sát là
vận tốc khuấy (x
1
), nhiệt độ (x
2
), thời gian (x
3
).
Tiến hành 15 phản ứng trong đó có 3 phản ứng lặp lại ở tâm gồm các
yếu tố độc lập: x
1
, x
2
, x

3
. Hai yếu tố phụ thuộc đƣa vào khảo sát là hiệu
suất (y
1
) và DS (y
2
) của phản ứng.
Chỉ tiêu đánh giá: kết quả tối ƣu cho y
1
và y
2
cao nhất và có độ lặp lại.
Nâng sản phẩm của phản ứng tổng hợp HPβCD lên cỡ lô kg: ứng dụng
các thông số tối ƣu, thiết kế dụng cụ phản ứng và dụng cụ cô loại nƣớc
phù hợp, tiến hành tổng hợp HPβCD cỡ lô kg.
5

Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm nghiệm HPβCD tổng hợp: gồm
các chỉ tiêu: phổ IR, NMR, MS, độ trong và màu sắc, nhiệt độ nóng
chảy, góc quay cực riêng, giảm khối lƣợng do làm khô, cắn sau khi
nung, độ tinh khiết, DS, độc tính bất thƣờng, giới hạn nhiễm khuẩn.
Theo dõi độ ổn định của HPβCD tổng hợp: ở nhiệt độ phòng (30
o
C ±
2
o
C, độ ẩm 75% ± 5 % sau các điểm thời gian: 0; 3; 6; 9; 12; 24
tháng).
Xây dựng qui trình tổng hợp HPβCD.
2.2.2. Tổng hợp HBβCD

Phản ứng giữa βCD và 1,2-butylen oxid trong môi trƣờng NaOH: các
bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ tổng hợp HPβCD mục 2.2.1.
2.2.3. Điều chế phức rutin-HPβCD (R-HPβCD)
Điều chế phức R-HPβCD: bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và đồng bay
hơi dung môi.
Đánh giá phức R-HPβCD: thử độ hòa tan, thử độ tan, phổ IR, phổ
DSC, phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (
1
H-NMR)
2.2.4. Điều chế phức rutin-HBβCD (R-HBβCD)
Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ điều chế phức R-HPβCD mục 2.2.3
nhƣng thay HPβCD bằng HBβCD.
2.2.5. So sánh độ hòa tan, độ tan của rutin trong phức R-HBβCD
với rutin trong phức R-HPβCD.
2.2.6. Điều chế phức itraconazol-HPβCD (ITZ-HPβCD)
Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ mục 2.2.3 nhƣng thay rutin bằng
itraconazol.
2.2.7. Điều chế phức itraconazol-HBβCD (ITZ-HBβCD)
Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ mục 2.2.3 nhƣng thay HPβCD bằng
HBβCD.
6

2.2.8. So sánh độ hòa tan, độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD
với itz trong phức ITZ-HPβCD
2.2.9. Điều chế phức meloxicam-HPβCD (ME-HPβCD)
Các bƣớc tiến hành tƣơng tự nhƣ điều chế phức R-HPβCD mục 2.2.3
nhƣng thay rutin bằng meloxicam.
CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. TỔNG HỢP 2-HYDROXYPROPYL-β-CYCLODEXTRIN
Cơ chế phản ứng tổng hợp: đƣợc thể hiện trong sơ đồ 3.1.

Sơ đồ 3.1. Cơ chế phản ứng tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin.
(*) phản ứng có thể xảy ra ở cả vị trí OH-C-2 và OH-C-3.
Xác định cấu trúc của HPβCD tổng hợp:
Phổ IR: cực đại hấp thụ của HPβCD tổng hợp có số sóng đặc trƣng
của các nhóm chức: OH ở 3384,8 , C-H ở 2929,7, C-O ở 1031,8
Phổ NMR: (D
2
O, δ
ppm
)
Phổ
1
H-NMR (500 MHZ, T = 302 K): 5,155 (H
1
), 3,723 (H
2
), 4,033
(H
3
), 3,665 (H
4
), 3,935 (H
5
), 3,957 (H
6
), 3,810 (H
1'1,2a
), 3,607 (H
1'1,2b
),

4,10 (H
2'1
), 4,087 (H
2'2
), 1,113 (H
3'1,2
).
Phổ
13
C-NMR (125 MHz, T = 302 K): 101,76 (C
1
), 72,13 (C
2
), 73,15
(C
3
), 80,96 (C
4
), 71,88 (C
5
), 60,41 (C
6
), 76,93 (C
1'1,2a
), 76,27 (C
1'1,2b
),
66,78 (C
2'1
), 66,34 (C

2'2
), 18,42 (C
3'1
), 18,08 (C
3'2
).
7

Từ kết quả phân tích phổ
1
H và
13
C-NMR có thể kết luận sản phẩm
HPβCD đã đƣợc tổng hợp có cấu trúc đúng nhƣ dự kiến.
Phổ MS: HPβCD tổng hợp có các đồng phân có khối lƣợng phân tử
tƣơng ứng với 9 DS khác nhau phân bố liên tục từ 1 đến 9.
Tối ƣu hóa các yếu tố của qui trình tổng hợp ảnh hƣởng đến hiệu
suất và DS của sản phẩm: Kết quả tối ƣu: vận tốc khuấy 851
vòng/phút, nhiệt độ 28,5
o
C, thời gian 22,00 giờ, hiệu suất 79,63%, DS
5,65.
Nâng sản phẩm của phản ứng tổng hợp HPβCD lên cỡ lô kg: tiến
hành 3 lô với hiệu suất 86,79% và DS 5,91. Sản phẩm trung bình của 1
lô tổng hợp là 1,28 kg.
Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm nghiệm HPβCD tổng hợp: sản
phẩm đã đƣợc kiểm nghiệm tại Viện kiểm nghiệm thuốc TP. Hồ Chí
Minh đạt tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng trong ngành dƣợc.
Theo dõi độ ổn định của HPβCD tổng hợp: sản phẩm HPβCD tổng
hợp ổn định trong quá trình bảo quản.

Qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin
Nội dung quy trình:
Bảng 3.14. Công thức (cho một lô) tổng hợp HPβCD
Nguyên liệu
Đơn vị tính
Số lƣợng
Beta cyclodextrin
gam
1135
1,2-propylen oxid
ml
565,50
NaOH
gam
150
Nƣớc cất
ml
10.000
Acid HCl 1 M
ml
2.000
Aceton
ml
20.000
Ethanol 99,5%
ml
2.000
8

Các bƣớc tiến hành nhƣ sau:

Sơ đồ qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin

















Sơ đồ 2.1. Qui trình tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin
NaCl
Cô dung dịch phản ứng
(Dƣới áp suất giảm, nhiệt độ 80
o
C)

Điều chế dung dịch βCD/NaOH
(Khuấy hồi lƣu: vận tốc, nhiệt độ, thời gian)

Aceton
1,2-propylen oxid

HCl 1 M
Ethanol 99,5%
Đóng gói thành phẩm
Thu sản phẩm
(Sấy khô dƣới áp suất giảm, nhiệt độ 80
o
C)

Kiểm nghiệm

Beta cyclodextrin
Thu lấy sản phẩm thô (tủa)
(Khuấy 30 phút, nhiệt độ 0 - 5
o
C, lọc)

Aceton
Lọc lấy dung dịch chứa HPβCD
(Khuấy 30 phút)
Phản ứng tổng hợp HPβCD
Khuấy hồi lƣu: vận tốc (x
1
),
nhiệt độ (x
2
), thời gian (x
3
)
NaOH + H
2

O
9

Bước 1. Tổng hợp HPβCD
Cân các chất tham gia phản ứng theo công thức. Hòa tan NaOH trong
nƣớc, cho tiếp βCD vào hòa tan (đun nóng nếu cần), điều chỉnh đến
nhiệt độ phản ứng. Khuấy hồi lƣu trong 2 giờ, thêm từng lƣợng nhỏ
1,2-propylen oxid trong khoảng 90 phút đến hết, khuấy tiếp theo thời
gian đã định. Kết thúc phản ứng.
Bước 2. Tinh chế sản phẩm: dùng acid HCl 1 M để trung hòa dung
dịch phản ứng đến pH trung tính, cô loại nƣớc ở 80
o
C dƣới áp suất
giảm đến thể chất sánh nhƣ siro. Thêm ethanol 99,5%

vừa đủ để hòa
tan, khuấy trong 30 phút, lọc loại NaCl, thêm aceton vào khuấy trong
30 phút ở nhiệt độ 0 - 5
o
C, lọc thu hồi aceton. Cất phân đoạn thu hồi
aceton để dùng tiếp các lần sau. Tủa sản phẩm hòa trong lƣợng tối
thiểu ethanol 99,5%

và thêm aceton lặp lại nhiều lần đến khi sản phẩm
tạo bột tơi. Sấy khô đến độ ẩm qui định. Kiểm nghiệm sản phẩm.
Bước 3. Đóng gói và dán nhãn: Đóng gói trong túi polyethylen hàn
kín, dán nhãn đúng qui định, bảo quản ở nhiệt độ phòng.
3.2. TỔNG HỢP 2-HYDROXYBUTYL-β-CYCLODEXTRIN
Cơ chế phản ứng tổng hợp HBβCD đƣợc thể hiện trong hình 3.7.

Sơ đồ 3.2. Cơ chế phản ứng tổng hợp 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin.
(*) phản ứng có thể xảy ra ở cả vị trí OH-C-2 và OH-C-3.

10

Xác định cấu trúc của HBβCD tổng hợp
Phổ IR: cực đại hấp thụ của HBβCD tổng hợp ở số sóng đặc trƣng của
các nhóm chức: O-H ở 3386,8 cm
-1
, C-H ở 2933,5 cm
-1
, C-O ở 1029,9
cm
-1

Phổ NMR: (D
2
O, δ
ppm
)
Phổ
1
H-NMR (500 MHz, T = 299 K): 5,108 (H
1
), 3,628 (H
2
), 4,051
(H
3
), 3,547 (H

4
), 3,891 (H
5
), 3,953 (H
6
), 3,879 (H
1'1,2
), 3,671 (H
2'1,2
),
1,554 (H
3'1
), 1,480 (H
3'2
), 0,980 (H
4'1,2
).
13
C-NMR (125 MHz, T = 299 K): 101,82 (C
1
), 73,17 (C
2
), 74,74 (C
3
),
81,10 (C
4
), 72,70 (C
5
), 60,33 (C

6
), 76,54 (C1'
1,2a
), 75,71 (C1'
1,2b
), 72,24
(C
2'
), 25,82 (C
3'1
), 25,53 (C
3'2
), 9,18 (C
4'1
), 9,32 (C
4'2
).
Từ kết quả phân tích phổ
1
H và
13
C-NMR có thể kết luận sản phẩm
HBβCD đã đƣợc tổng hợp có cấu trúc đúng nhƣ dự kiến.
Phổ MS: HBβCD tổng hợp có các đồng phân có khối lƣợng phân tử
tƣơng ứng với 9 DS khác nhau phân bố liên tục từ 1 đến 9.
Tối ƣu hóa các yếu tố của qui trình tổng hợp ảnh hƣởng đến hiệu
suất và DS của sản phẩm: vận tốc khuấy 817 vòng/phút, nhiệt độ
35,60
o
C, thời gian 21,70 giờ, hiệu suất 77,85%, DS 5,33.

Nâng sản phẩm của phản ứng tổng hợp HBβCD lên cỡ lô kg: tổng
hợp 3 lô với hiệu suất 79,38% và DS 5,51. Sản phẩm trung bình của 1
lô tổng hợp là 1,21 kg.
Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm nghiệm HBβCD tổng hợp: đạt
tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng trong ngành dƣợc.
Theo dõi độ ổn định của HBβCD tổng hợp: sản phẩm HBβCD tổng
hợp ổn định trong quá trình bảo quản.
11

Qui trình tổng hợp 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin: nội dung quy
trình tƣơng tự nhƣ qui trình tổng hợp HPβCD mục 3.1 nhƣng thay 1,2-
propylen oxid bằng 1,2-butylen oxid.
3.3. ĐIỀU CHẾ PHỨC RUTIN-HPβCD (R-HPβCD)
3.3.1. Điều chế phức R-HPβCD: bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và
phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi. Dùng HPβCD có DS 5,91 điều
chế 3 lô theo tỷ lệ mol giữa rutin và HPβCD là 1 : 1.
3.3.2. Đánh giá phức R-HPβCD
Thử độ hòa tan

Biểu đồ 3.12. Độ hòa tan của rutin và rutin trong phức R-HPβCD điều
chế bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và đồng bay hơi dung môi, (R-HP:
phức R-HPβCD).
Phức R-HPβCD điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi
có độ hòa tan cao nhất, so với phức điều chế bằng phƣơng pháp nghiền
ƣớt khác nhau có ý nghĩa (P < 0,05)
Thử độ tan: Độ tan của rutin trong phức R-HPβCD điều chế bằng
phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi tăng gấp 3,83 lần so với rutin
nguyên liệu.
Phổ IR, phổ DSC, phổ
1

H-NMR của phức R-HPβCD chứng minh
liên kết phối trí giữa vòng B của rutin và khoang HPβCD. Sự tạo phức
12

giữa rutin và HPβCD là rõ ràng, Từ kết quả phân tích phổ
1
H-NMR có
thể đƣa ra cấu trúc dự đoán của phức giữa rutin và HPβCD đƣợc thể
hiện trong hình 3.3.

Hình 3.3. Cấu trúc dự đoán của phức bao giữa rutin và HPβCD theo tỷ
lệ mol 1 : 1.
3.4. ĐIỀU CHẾ PHỨC RUTIN-HBβCD (R-HBβCD)
Điều chế phức R-HBβCD: bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và đồng
bay hơi dung môi. Dùng HBβCD có DS 5,54 điều chế 3 lô theo tỷ lệ
mol giữa rutin và HBβCD là 1 : 1 tiến hành tƣơng tự nhƣ đối với điều
chế phức R-HPβCD
Đánh giá phức R-HBβCD:
Thử độ hòa tan, thử độ tan: phức R-HBβCD điều chế bằng phƣơng
pháp đồng bay hơi dung môi có độ hòa tan, độ tan cao hơn phƣơng
pháp nghiền ƣớt có ý nghĩa (P < 0,05)
Phổ IR, phổ DSC, phổ
1
H-NMR: khẳng định vòng B của rutin đã liên
kết với HBβCD thông qua liên kết phối trí và phức R-HBβCD đã đƣợc
hình thành.
3.5. SO SÁNH ĐỘ HÒA TAN, ĐỘ TAN CỦA RUTIN TRONG
PHỨC R-HBβCD VÀ RUTIN TRONG PHỨC R-HPβCD
3.5.1. So sánh độ hòa tan của rutin trong phức R-HBβCD và rutin
trong phức R-HPβCD

13

Trong tất cả các phƣơng pháp điều chế, độ hòa tan của rutin trong
phức R-HBβCD cao hơn rutin trong phức R-HPβCD ở tất cả các thời
điểm lấy mẫu, khác nhau không có ý nghĩa thống kê (P > 0,05)
3.5.2. So sánh độ tan của rutin trong phức R-HBβCD và rutin
trong phức R-HPβCD điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi
dung môi
Bảng 3.39. So sánh độ tan của rutin trong phức R-HBβCD và rutin
trong phức R-HPβCD điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung
môi
Công thức
Độ tan bão hòa (mg/ml)
Phức R-HBβCD
0,607 ± 0,003
Phức R-HPβCD
0,459 ± 0,002
Tăng (lần)
1,32


Biểu đồ 3.17. So sánh độ tan của rutin trong phức R-HBβCD và rutin
trong phức R-HPβCD điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung
môi.
Độ tan của rutin trong phức R-HBβCD cao hơn rutin trong phức
R-HPβCD 1,32 lần.
14

3.6. ĐIỀU CHẾ PHỨC ITRACONAZOL-HPβCD (ITZ-HPβCD)
3.6.1. Điều chế phức ITZ-HPβCD: bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và

đồng bay hơi dung môi. Dùng HPβCD có DS 5,91 điều chế 3 lô theo
tỷ lệ mol giữa itz và HPβCD là 1 : 1; 1 : 2 và 1 : 3.
3.6.2. Đánh giá phức ITZ-HPβCD
Thử độ hòa tan: độ hòa tan của phức ITZ-HPβCD điều chế bằng
phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi cao hơn phƣơng pháp nghiền ƣớt
ở tất cả các tỷ lệ mol và khác nhau có ý nghĩa (P < 0,05)
Thử độ tan: độ tan trong dung dịch HCl 0,1N: itz 10
-6
, phức
ITZ-HPβCD (1 : 1) 0,725 mg/ml; phức ITZ-HPβCD (1 : 2) 1,477
mg/ml; phức ITZ-HPβCD (1 : 3) 14,646 mg/ml.
Phổ IR, phổ DSC, phổ
1
H-NMR: chứng minh sự tạo phức giữa itz và
HPβCD là rõ ràng. Từ kết quả phân tích phổ
1
H-NMR của phức itz-
HPβCD có thể đƣa ra cấu trúc dự đoán của phân tử itz tạo phức với
HPβCD đƣợc thể hiện trong hình 3.4.


Hình 3.4. Cấu trúc dự đoán của phức bao giữa itz với HPβCD theo tỷ
lệ mol 1 : 1 (a); 1 : 2 (b) và 1 : 3 (c).
15

3.7. ĐIỀU CHẾ PHỨC ITRACONAZOL-HBβCD (ITZ-HBβCD)
3.7.1. Điều chế phức ITZ-HBβCD: bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và
đồng bay hơi dung môi. Dùng HBβCD có DS 5,54 điều chế 3 lô theo
tỷ lệ mol giữa itz và HBβCD là 1 : 1; 1 : 2 và 1 : 3.
3.7.2. Đánh giá phức ITZ-HBβCD

Thử độ tan:
Độ tan trong dung dịch HCl 0,1N: itz 10
-6
, phức ITZ-HBβCD (1 : 1)
1,265 mg/ml; phức ITZ-HBβCD (1 : 2) 3,297 mg/ml; phức itz-HBβCD
(1 : 3) 20,852 mg/ml.
3.8. SO SÁNH ĐỘ HÒA TAN, ĐỘ TAN CỦA ITZ TRONG
PHỨC ITZ-HBβCD VÀ ITZ TRONG PHỨC ITZ-HPβCD
3.8.1. So sánh độ hòa tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và itz
trong phức ITZ-HPβCD.
Độ hòa tan của itz trong phức ITZ-HBβCD cao hơn trong phức
ITZ-HPβCD ở tất cả các tỷ lệ mol và phƣơng pháp điều chế, khác nhau
không có ý nghĩa thống kê (P > 0,05)
3.8.2. So sánh độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và itz trong
phức ITZ-HPβCD điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung
môi.
Bảng 3.49. So sánh độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và itz trong
phức ITZ-HPβCD điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi.

Độ tan bão hòa (mg/ml)
Tỷ lệ mol tạo phức
1 : 1
1 : 2
1 : 3
Phức ITZ-HBβCD
1,27
3,30
20,85
Phức ITZ-HPβCD
0,73

1,48
14,65
Tăng (lần)
1,75
2,23
1,424

16









Biểu đồ 3.25. So sánh độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và itz
trong phức ITZ-HPβCD điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi
dung môi.
Độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD cao hơn trong phức
ITZ-HPβCD ở tất cả các tỷ lệ mol và phƣơng pháp điều chế.
3.9. ĐIỀU CHẾ PHỨC MELOXICAM-HPβCD (ME-HPβCD)
3.9.1. Điều chế phức ME-HPβCD: bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và
đồng bay hơi dung môi. Dùng HPβCD có DS 5,91 điều chế 3 lô theo
tỷ lệ mol giữa ME và HPβCD là 1 : 1.
3.9.2. Đánh giá phức ME-HPβCD
Thử độ hòa tan
Phức ME-HPβCD điều chế bằng phƣơng pháp đồng bay hơi có độ hòa
tan cao hơn phƣơng pháp nghiền ƣớt ở tất cả các thời điểm lấy mẫu và

khác nhau có ý nghĩa (P < 0,05)

17

Thử độ tan
Bảng 3.52. Độ tan của ME và ME trong phức ME-HPβCD điều chế
bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và đồng bay hơi dung môi, (n = 3).
Mẫu
Độ tan (mg/ml)
Hiệu quả tăng
độ tan (lần)
ME
0,015 ± 0,0002

ME-HPβCD nghiền ƣớt
0,044 ± 0,0005
2,85 ± 0,008
ME-HPβCD đồng bay hơi
1,910 ± 0,002
124,84 ± 0,82

Biểu đồ 3.28. Độ tan của ME và ME trong phức ME-HPβCD điều chế
bằng phƣơng pháp nghiền ƣớt và đồng bay hơi dung môi.
Phổ IR, phổ DSC, phổ
1
H-NMR: có thể đƣa ra cấu trúc dự đoán của
phức bao giữa meloxicam và HPβCD đƣợc thể hiện trong hình 3.5.

Hình 3.5. Cấu trúc dự đoán của phức bao giữa meloxicam và HPβCD

18

CHƢƠNG 4. BÀN LUẬN
4.1. Tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin
Phản ứng giữa βCD với 1,2-propylen oxid trong môi trƣờng
NaOH: xảy ra theo cơ chế S
N
2. Vòng epoxy mở ra theo hƣớng ít cản
trở không gian nhất, do đó sản phẩm tạo thành chủ yếu là alcol bậc 2
(2-hydroxypropyl-).
Phân tích phổ NMR của HPβCD tổng hợp: đo trong D
2
O. Loại phổ
1
H và
13
C. Phổ
13
C, DEPT (90, 135), tần số đo 125 MHz. Phổ
1
H,
COSY, HSQC, HMBC tần số đo 500 MHz. T = 302 K.
Từ các dữ liệu phân tích phổ NMR có thể kết luận HPβCD tổng hợp
đƣợc qui mô cỡ kg trong phòng thí nghiệm có cấu trúc hoàn toàn đúng
và độ sạch không thua kém HPβCD thƣơng mại vì ở phổ NMR đƣờng
nền phổ rất tốt, không xuất hiện vết tạp nào trừ tín hiệu dung môi D
2
O
ở δ
D

= 4,705 ppm.
So sánh các chỉ số kỹ thuật của HPβCD tổng hợp và HPβCD
thƣơng mại
Bảng 4.4. So sánh các chỉ số kỹ thuật của HPβCD tổng hợp và
HPβCD thƣơng mại
Chỉ số
HPβCD tổng hợp
HPβCD thƣơng mại
Mức độ thế (ms)
0,772
  

    
  
Độ thế (DS)
5,404
          
Hiệu suất thế (P)
44,86%
  

  
   
Nhƣ vậy cả 3 chỉ số của HPβCD tổng hợp đƣợc đều cao hơn HPβCD
thƣơng mại. Đây là một kết quả tốt đối với chất lƣợng sản phẩm thu
đƣợc.
Phổ khối: kỹ thuật bắn phá: ESI
+
(electrospray ionization)
Từ kết quả phân tích phổ MS có thể kết luận:

19

Quá trình tổng hợp HPβCD từ βCD và 1,2-propylen oxid là thành
công. Phổ khối đã khẳng định chất thu đƣợc là HPβCD với công thức
phân tử đúng nhƣ dự kiến.
Phổ khối đã chứng minh sự tồn tại rõ ràng của sản phẩm thế 2 lần vì
với 1 phân tử 7 mắt xích (βCD), trong thực tế đã xảy ra 9 lần thế đƣợc
ghi nhận thì ít nhất đã có 2 mắt xích xảy ra quá trình thế 2 lần. Kết quả
này phù hợp với phân tích phổ NMR đã chỉ ra rất rõ sản phẩm đã đƣợc
thế 2 lần (dựa vào sự tách thành 3 vạch của H-1 trong phổ
1
H-NMR và C-1 trong phổ
13
C-NMR)
Xem xét, phân tích toàn bộ dữ liệu sản phẩm của qui trình tổng
hợp HPβCD có thể đƣa ra một số đánh giá chung:
Phân tích phổ NMR chứng minh sản phẩm thế 2 lần (dựa vào sự tách
vạch của H-1 và C-1) là hoàn toàn rõ ràng và có độ tin cậy cao.
Phổ khối đã chứng minh sản phẩm gồm nhiều đồng phân với các DS
khác nhau. Phổ khối đã chứng minh sản phẩm tổng hợp đƣợc thế 2 lần
phù hợp với dữ liệu phổ NMR. Kết quả phù hợp với một số công trình
nghiên cứu đã công bố trên thế giới.
Sản phẩm HPβCD tổng hợp bƣớc đầu đã cung cấp cho một số nghiên
cứu trong bào chế ở trong nƣớc, trong đó có nghiên cứu đã thành công
và đƣợc công bố trên tạp chí dƣợc học.
4.2. Tổng hợp 2-hydroxybutyl-β-cyclodextrin
4.2.1. Xác định cấu trúc của HBβCD tổng hợp bằng phổ NMR: đã
khẳng định HBβCD đã đƣợc tổng hợp có cấu trúc đúng nhƣ dự kiến và
sản phẩm đƣợc thế 2 lần.
4.2.2. Phân tích phổ khối lƣợng của HBβCD tổng hợp: kỹ thuật bắn

phá: ESI
+
(electrospray ionization)
20

Phổ MS đã chứng minh chắc chắn sản phẩm này là HBβCD với công
thức phân tử đúng nhƣ dự kiến.
Phổ khối cũng đã chứng minh rõ đã xảy ra quá trình thế 2 lần ở 1 mắt
xích của βCD, phù hợp với dữ liệu phổ NMR của HBβCD.
4.3. Điều chế phức rutin-HPβCD (R-HPβCD)
Phân tích dữ liệu phổ
1
H-NMR của rutin tự do và rutin trong
phức R-HPβCD.
Qua phân tích phổ
1
H-NMR kết hợp với phổ IR và DSC có thể khẳng
định phức R-HPβCD đã đƣợc tạo thành bằng liên kết phối trí qua cầu
hydro (H…O…H) khi tác nhân tạo phức chui vào khoang rỗng của
HPβCD.
4.4. Điều chế phức rutin-HBβCD (R-HBβCD)
Phân tích dữ liệu phổ
1
H-NMR của rutin tự do và rutin trong
phức R-HBβCD
Tƣơng tự nhƣ mục 4.3 cơ sở để nhận xét về phức R-HBβCD dựa trên
sự so sánh độ dịch chuyển hóa học Δδ
1
H.
Qua phân tích phổ

1
H-NMR kết hợp với phổ IR và DSC có thể khẳng
định phức R-HBβCD đã đƣợc tạo thành bằng liên kết phối trí qua cầu
hydro (H…O…H) khi tác nhân tạo phức chui vào khoang rỗng của
HBβCD.
4.5. So sánh độ hòa tan, độ tan của rutin trong phức R-HBβCD và
rutin trong phức R-HPβCD
Với DS thấp hơn HPβCD (5,54 so với 5,91 của HPβCD), HBβCD đã
chứng minh khả năng làm tăng độ hòa tan và độ tan của rutin trong
phức R-HBβCD cao hơn trong phức R-HPβCD ở tất cả các phƣơng
pháp điều chế phức.

21

4.6. Điều chế phức ITZ-HPβCD
Phân tích dữ liệu phổ
1
H-NMR của itz tự do và itz trong phức
ITZ-HPβCD
Phân tích sự thay đổi độ dịch chuyển hóa học của proton (Δδ
1
H) đo
trong dung môi DMSO ở T = 300 K đối với tác nhân tạo phức itz ở
trạng thái tự do và trạng thái trong phức ITZ-HPβCD để chứng minh
sự tạo phức với HPβCD.
Đánh giá các giá trị Δδ
1
H của các vị trí
Nếu so sánh với các tác nhân khác cùng đƣợc nghiên cứu (rutin và
meloxicam), thì sự tạo phức giữa itz với HPβCD là đặc biệt rõ ràng, thí

dụ giá trị Δδ của 2 proton đối xứng 33/37 (vòng E) của itz lên tới
0,471 ppm lớn gấp hàng chục lần so với tác nhân rutin và các tác nhân
khác đã đƣợc công bố trên tạp chí quốc tế.
Những vị trí có độ dịch chuyển mạnh là H
(3)
= + 0,115, H
(6)
= - 0,147,
H
(10)
= + 0,136, H
(21/25)
= + 0,213, H
(22/24)
= + 0,217, H
(33/37)
= + 0,471,
H
(34/36)
= + 0,304.
4.7. Điều chế phức ITZ-HBβCD
Phân tích dữ liệu phổ
1
H-NMR của itz tự do và itz trong phức
ITZ-HBβCD
Kết quả thu đƣợc đối với phức ITZ-HBβCD hầu nhƣ lặp lại toàn bộ
những kết quả đã phân tích đối với phức ITZ-HPβCD.
4.8. So sánh độ hòa tan, độ tan của itz trong phức ITZ-HBβCD và
itz trong phức ITZ-HPβCD
Với DS thấp hơn HPβCD (5,54 so với 5,91 của HPβCD), phức

ITZ-HBβCD có độ hòa tan và độ tan cao hơn so với phức
ITZ-HPβCD. Từ kết quả thực nghiệm cho thấy HBβCD tổng hợp đƣợc
rất có triển vọng để ứng dụng vào bào chế để làm tăng độ tan của các
dƣợc chất ít/kém tan.
22

4.9. Điều chế phức ME-HPβCD
Phân tích dữ liệu phổ
1
H-NMR của ME tự do và ME trong phức
ME-HPβCD:
Sự chuyển chiều phối trí của tác nhân tạo phức:
Các giá trị Δδ
1
H ở các vị trí tạo phức lớn hơn gần chục lần so với các
nghiên cứu về phức ME-HPβCD của Buchi N. Nalluri và cộng sự đã
công bố trên tạp chí quốc tế. Nhƣ vậy, sự tạo phức giữa ME với
HPβCD thể hiện ở dữ liệu phổ
1
H-NMR là chính xác cho phép khẳng
định phức đã tạo thành đúng nhƣ dự kiến.
So sánh phức ME-HPβCD và các phức rutin, itraconazol với
HPβCD và HBβCD:
Phân tích dữ liệu phổ
1
H-NMR của meloxicam trong phức
ME-HPβCD so với dữ liệu phổ
1
H-NMR của rutin và itraconazol trong
phức với HPβCD và HBβCD có thể đƣa ra kết luận: sự liên kết giữa

hoạt chất với HPβCD và HBβCD bằng liên kết phối trí trong đó liên
kết hydro là quan trọng nhất để hình thành phức là hoàn toàn chính
xác. Kết quả này phù hợp với 1 số nghiên cứu đã công bố trên các tạp
chí quốc tế.
Đánh giá sự hình thành phức thông qua phân tích dữ liệu phổ
1
H-NMR là rõ ràng và có cơ sở khoa học. Các phân tử cho hoặc nhận
điện tử trong quá trình tạo phức, các điện tử này khi đặt vào từ trƣờng
cao của máy đo phổ NMR sẽ chuyển thành năng lƣợng điện từ làm
dịch chuyển hóa học của các proton. Phân tử rutin và itraconazol là
chất cho điện tử nên độ dịch chuyển hóa học trong phức có giá trị
dƣơng so với rutin và itraconazol tự do, các proton ở các vị trí tạo
phức dịch chuyển về vùng từ trƣờng cao (high-field, upfield), còn
meloxicam là chất nhận điện tử nên độ dịch chuyển hóa học trong
phức có giá trị âm so với meloxicam tự do, các proton ở các vị trí tạo
23

phức dịch chuyển về vùng từ trƣờng thấp (low-field, downfield),
ngƣợc lại hoàn toàn so với rutin và itraconazol.
KẾT LUẬN
Đề tài “Tổng hợp hydroxyalkyl-β-cyclodextrin ứng dụng làm tá dƣợc
tăng độ tan trong bào chế thuốc” đã đƣợc thực hiện các nội dung
nghiên cứu và rút ra các kết luận sau:
1. Tổng hợp 2-hydroxypropyl-β-cyclodextrin và 2-hydroxybutyl-β-
cyclodextrin
1.1. Đã xây dựng và tối ƣu hóa các yếu tố ảnh hƣởng đến hiệu suất và
DS của qui trình tổng hợp.
Thông số tối ƣu cho phản ứng tổng hợp HPβCD là vận tốc khuấy 851
vòng/phút, nhiệt độ 28,50
o

C, thời gian 22 giờ đạt hiệu suất trung bình
79,79% và DS 5,65.
Thông số tối ƣu cho phản ứng tổng hợp HBβCD là vận tốc khuấy 817
vòng/phút, nhiệt độ 35,60
o
C, thời gian 21,70 giờ đạt hiệu suất trung
bình 77,89% và DS 5,35.
1.2. Nâng sản phẩm của phản ứng tổng hợp lên cỡ lô kg với cùng các
thông số kỹ thuật nhƣ đã nghiên cứu ở trên. Hiệu suất trung bình và
DS của các sản phẩm khác nhau không có ý nghĩa so với qui mô nhỏ.
1.3. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở và kiểm nghiệm thành phẩm, phổ IR,
NMR, MS phù hợp với cấu trúc, các chỉ tiêu đạt tiêu chuẩn cơ sở. Sản
phẩm đủ tiêu chuẩn làm tá dƣợc sử dụng trong ngành dƣợc.
2. Ứng dụng HPβCD và HBβCD tổng hợp vào tạo phức với một số
dƣợc chất kém tan
2.1. Đã xác định đƣợc phƣơng pháp phù hợp để tạo phức dễ tan với
rutin là phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi với kết quả nhƣ sau:
Phức R-HPβCD có độ tan cao gấp 3,83 lần so với rutin nguyên liệu.
Phức R-HBβCD có độ tan cao gấp 5,06 lần so với rutin nguyên liệu.
24

Sự hình thành phức đƣợc chứng minh bằng phổ IR, DSC,
1
H-NMR.
2.2. So sánh độ hòa tan, độ tan: độ hòa tan của rutin trong phức
R-HBβCD cao hơn trong phức R-HPβCD, độ tan của rutin trong phức
R-HBβCD cao hơn trong phức R-HPβCD 1,32 lần.
2.3. Điều chế phức ITZ-HPβCD và ITZ-HBβCD bằng phƣơng pháp
đồng bay hơi dung môi. Sự hình thành phức đã đƣợc chứng minh bằng
phổ IR, DSC,

1
H-NMR. Độ hòa tan và độ tan của itz trong phức cao
hơn nhiều lần so với itz nguyên liệu.
2.4. So sánh độ hòa tan, độ tan: độ hòa tan của itz trong phức
ITZ-HBβCD cao hơn trong phức ITZ-HPβCD. Trong phức điều chế
bằng phƣơng pháp đồng bay hơi dung môi, độ tan của itz trong phức
ITZ-HBβCD cao hơn trong phức ITZ-HPβCD ở tỷ lệ mol 1 : 1 là 1,75
lần; tỷ lệ mol 1 : 2 là 2,23 lần và tỷ lệ mol 1 : 3 là 1,42 lần.
2.5. Đã điều chế phức ME-HPβCD bằng phƣơng pháp đồng bay hơi
dung môi, phức ME-HPβCD có độ tan cao gấp 124,84 lần so với ME
nguyên liệu.
KIẾN NGHỊ
Tiếp tục nghiên cứu độ ổn định sau thời gian 24 tháng để xác định tuổi
thọ thực sự của sản phẩm HPβCD và HBβCD tổng hợp.
Tiếp tục nghiên cứu các thông số dƣợc động học, độc tính và các
tƣơng tác khác của HBβCD để tiêu chuẩn hóa làm tá dƣợc chính thức
đƣa vào sử dụng trong ngành dƣợc.
Nghiên cứu trang thiết bị, máy móc phù hợp, xây dựng qui trình và
tổng hợp HPβCD, HBβCD ở qui mô pilot tiến tới sản xuất công nghiệp
đủ đáp ứng nhu cầu nghiên cứu phát triển thuốc trong nƣớc.
Tiếp tục nghiên cứu ứng dụng HPβCD và HBβCD tổng hợp vào tạo
phức để làm tăng độ tan của các dƣợc chất ít/kém tan khác.