tổng hợp kháng sinh cefixim từ 7 – avca

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.56 MB, 43 trang )

ỦY BAN NHÂN DÂN TP.HCM
SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO NGHIỆM THU

Tổng hợp kháng sinh Cefixim từ 7-AVCA

Người thực hiện: Ths. Nguyễn Khánh Tân
Đơn vị: Bộ môn Hóa Hữu Cơ
Trường Đại học KHTN TpHCM

CƠ QUAN CHỦ TRÌ: TRUNG TÂM PHÁT TRIỂN
KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ TRẺ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
THÁNG 08/2014

MỤC LỤC
Trang
TÓM TẮT i
ABSTRACT ii
PHẦN 1. LỜI MỞ ĐẦU 1

PHẦN 2. TỔNG QUAN 2

2.1. Tổng quan về các chất kháng sinh 2
2.1.1. Lịch sử của chất kháng sinh 2
2.1.2. Cơ chế tác dụng của chất kháng sinh 2
2.2. Vài nét về các loại kháng sinh thông dụng 2
2.3. Tìm hiểu về nhóm kháng sinh cephalosporin và kháng sinh cefixim
cần tổng hợp 3
2.4. Quy trình tổng hợp kháng sinh cefixim 5
2.4.1. Quy trình toàn phần tổng hợp Cefixim 5
2.4.2. Quy trình tổng hợp Cefixim của Martin Decristoforo và cộng sự
(năm 2007) 7
2.4.3. Quy trình tổng hợp Cefixim của Bandi Parthasaradhi
(năm 2008, 2010)

8

2.4.4. Quy trình tổng hợp Cefixim của ChenTao và cộng sự (năm 2011) 9
2.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước và những vấn đề mà đề tài cần tập
trung giải quyết 9

PHẦN 3. NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN 10

3.1. Nghiên cứu tổng hợp kháng sinh Cefixim 10
3.1.1. Mục tiêu nghiên cứu 10
3.1.2. Quy trình tổng hợp 10
3.1.2.1. Điều chế cefixim metil ester bằng phản ứng acil hoá giữa 7-AVCA
với MICE trong dung môi THF-H
2
O. 11
3.1.2.2. Điều chế cefixim bằng phản ứng thủy phân và acid hoá
cefixim metil ester. 11
3.2. Biện luận kết quả thu được 13
3.2.1. Điều chế cefixim metil ester và tách dư phẩm MBT trong giai đoạn 1 13
3.2.2. Điều chế cefixim bằng phản ứng thủy phân và acid hóa Cefixim metil ester
và định danh sản phẩm cefixim bằng phổ HPLC-MS và NMR 16
3.2.2.1. Dữ liệu phổ HPLC-MS của sản phẩm Cefixim 17
3.2.2.2. Dữ liệu phổ NMR của sản phẩm Cefixim 18
3.2.3. Khảo sát tỷ lệ mol 7-AVCA : MICA ester trong phản ứng tổng hợp 20
3.2.4. Đánh giá sản phẩm Cefixim theo Tiêu chuẩn dược điển Việt Nam IV 21

PHẦN 4. THỰC NGHIỆM 23
4.1. Hóa chất và thiết bị 23
4.2. Tiến trình thực nghiệm 23

PHẦN 5. KẾT LUẬN 25

PHẦN 6. TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

PHẦN 7. PHỤ LỤC

DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT

SMIA : 2-Furanil-(Z)-2-metoxiiminoacetic acid ammonium salt
7-AVCA : 7-Amino-3-vinil-3-cephem-4-carboxilic acid
MICE : Mica ester
CMOBA : (Z)-4-cloro-2-[[metoxicarbonil)metoxi]imino]aceto acetic acid

DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Một số kháng sinh salvarsan, proflavin và protosil
Hình 1.2. Cấu trúc của Cephalosporin C và khung cơ bản được sinh tổng hợp từ Cystein và
Valin.
Hình 1.3. Công thức cấu tạo và dạng thuốc Cefixim
Hình 1.4. Phổ HPLC của CME (Cefixim metil ester) điều chế và CME làm chuẩn
Hình 1.5. Phổ GC-MS của MBT thu hồi
Hình 1.6. Phổ GC của MBT thu hồi
Hình 1.7. Phổ HPLC-MS của sản phẩm Cefixim
Hình 1.8. Phổ
1
H-NMR của Cefixim chuẩn
Hình 1.9. Phổ
1

H-NMR của Cefixim tổng hợp
Hình 1.10. Phổ
13
C-NMR của Cefixim chuẩn
Hỉnh 1.11. Phổ
13
C-NMR của Cefixim tổng hợp
Hình 1.12. Phổ HPLC-UV của sản phẩm Cefixim sau tinh chế.

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1. Tín hiệu
1
H thu được trên phổ chuẩn
Bảng 2. Tín hiệu
1
H thu được trên phổ Cefixim tổng hợp
Bảng 3. Tín hiệu
13
C thu được trên phổ chuẩn và Cefixm tổng hợp
Bảng 4. Bảng khảo sát tỷ lệ mol 7-AVCA : MICA ester trong phản ứng tổng hợp
Bảng 5. Bảng đánh giá sản phẩm Cefixim theo Tiêu chuẩn dược điển Việt Nam IV.

TÓM TẮT

Nghiên cứu này cung cấp một hương pháp đơn giản và hiệu quả điều chế
cefixim. (6R,7R)-7-amino-3-vinyl-3-cephem-4-carboxylic acid (7-AVCA) phản
ứng với 2-mercapto-1,3-benzothiazolyl-(Z)–2-(3-aminothiazol–4-yl)–2-(metoxy
carbonyl)-metoxyimino acetate (Mica Ester) trong dung môi tetrahydrofuran và
nước tại 0-4
o
C với sự hiện diện của triethylamin. Kết quả thu được cefixim có
độ tinh khiết cao (độ tinh khiết HPLC 97%) và hiệu suất tổng hợp 66%.

Trang i

ABSTRACT

The present invention relates to simple and easy process for the preparation
cefixime. (6R,7R)-7-amino-3-vinyl-3-cephem-4-carboxylic acid (7-AVCA) is
reacted with 2-mercapto-1,3-benzothiazolyl-(Z)–2-(3-aminothiazol–4-yl)–2-
(metoxy carbonyl)-metoxyimino acetate (Mica Ester) in tetrahydrofuran and
water at 0-4

o
C in the presence of triethylamine. The results showed that,
cefixime is high purity (HPLC purity: 97%) and yield 66%.

Trang ii
Trang 1
PHẦN 1 - LỜI MỞ ĐẦU

Năm 2003 Chính phủ chỉ thị giao nhiệm vụ cho Bộ công nghiệp xây dựng chiến lược
phát triển ngành công nghiệp sản xuất Hóa dược nước nhà. Trong quy hoạch phát triển
ngành công nghiệp Hóa dược Việt Nam giai đoạn 2010-2020, Bộ Công nghiệp đề ra mục
tiêu xây dựng một chương trình nghiên cứu, sản xuất hóa dược và đầu tư xây dựng một
số nhà máy sản xuất hóa dược, trong đó có việc sản xuất kháng sinh tại Việt Nam.
[1]

Cefixim là kháng sinh thế hệ III tiêu biểu của dòng kháng sinh cephalosporin, có khả
năng diệt khuẩn bằng cách ngăn chặn sự tổng hợp của tế bào vi khuẩn, được tổng hợp và
đưa vào sử dụng từ thập niên 90 đến nay. Ở nước ta hiện nay nhu cầu về cefixim là khá
lớn và hoàn toàn phải nhập ngoại. Hàng năm nước ta nhập khoảng 200 tấn nguyên liệu
cefixim. Do đó, chúng tôi đề xuất thực hiện đề tài này nhằm xây dựng quy trình tổng hợp
kháng sinh cefixim tại Việt Nam, tiến tới có thể tự sản xuất phục vụ cho nhu cầu trong
nước.

Trang 2
PHẦN 2– TỔNG QUAN

2.1. Tổng quan về các chất kháng sinh
2.1.1. Lịch sử của chất kháng sinh

Vi khuẩn được phát hiện vào năm 1670. Mối liên hệ giữa vi khuẩn và bệnh tật được phát hiện
vào thế kỷ 19. Vào năm 1904, nguyên lý hóa trị liệu của Paul Erlich ra đời. Từ đây, quy trình
tổng hợp ra chất kháng khuẩn đầu tiên đã được Erlich tìm ra, ông đã tổng hợp được chất
kháng khuẩn salvarsan. Đến năm 1935, các nhà khoa học đã phát hiện ra protosil, có hoạt tính
đối với liên cầu khuẩn (streptococcus): chất kháng khuẩn đầu tiên có hiệu quả đối với vi
khuẩn trong máu.

Hình 1.1: Một số kháng sinh salvarsan, proflavin và protosil

Đến năm 1928, penicilin được Fleming phát hiện, và được đưa vào sử dụng từ năm 1940.
Năm 1944, streptomicin (aminoglicosid) được phát hiện. Chloramphenicol (peptid) được phát
hiện năm 1947. Tetracilin (1948), erithromicin (macrolid, 1952). Cicloserin (ciclopeptid,
1955). Năm 1955, nhóm kháng sinh cephalosporin (nhóm β-lactam) được phát hiện và sử
dụng rộng rãi cho đến ngày nay.

2.1.2. Cơ chế tác dụng của chất kháng sinh

- Chất kháng sinh ức chế hoạt động trao đổi chất của tế bào.
- Ức chế quá trình sinh tổng hợp thành tế bào. Tương tác với màng tế bào chất.
- Ức chế sinh tổng hợp protein.
- Ức chế sự dịch mã và sao chép thông tin di truyền.

2.2. Vài nét về các loại kháng sinh thông dụng

Các loại kháng sinh thông dụng:

Trang 3
- Aminoglicosid: gentamicin, streptomicin.
- Cephalosporins: cephaclor, cephalexin, cephradin, cephadroxil, cefuroxim …
- Penicilins: amoxicilin, ampicilin, flucloxacilin, phenoximetilpenicilin.
- Tetracilin: doxicilin, minocilin, oxitetracilin, tetracilin.
- Carbapenem: Biapenem, ertapenem, panipenem.

- Các thuốc khác: erithromicin, neomicin.

Nhiều loại kháng sinh thuộc một trong sáu loại chính trên. Một số kháng sinh chỉ có tác dụng
chống vài loại vi khuẩn. Các kháng sinh khác được gọi là kháng sinh phổ rộng, có tác dụng
chống nhiều loại vi khuẩn. Sự lựa chọn kháng sinh dựa trên loại vi khuẩn và vị trí nhiễm
trùng.

2.3. Tìm hiểu về nhóm kháng sinh cephalosporin và kháng sinh cefixim cần tổng
hợp

Cephalosporin là loại kháng sinh β-lactam chính thứ hai sau penicilin. Cephalosporin đầu tiên
là cephalosporin C, được cô lập vào năm 1948. Cấu trúc của nó được xác định vào năm 1961.
Cấu trúc của cephalosporin C bao gồm β-lactam gắn với vòng sáu dihidrothiazin. Hợp chất
này cũng được sinh tổng hợp từ cystein và valin.

Hình 1.2: Cấu trúc của cephalosporin C và khung cơ bản
được sinh tổng hợp từ cystein và valin
Vào những nǎm 1970, việc viết tên gốc cephalosporin được thay đổi từ "ceph" thành "cef".
Có không dưới 25 kháng sinh cephalosporin hiện đang được bán tại Mỹ. Các cephalosporin
được phân nhóm thành các "thế hệ" theo phổ tác dụng chung. Dưới đây là danh sách các

kháng sinh cephalosporin theo từng thế hệ.
Thế hệ 1: cephadroxil, cephalexin, cephalothin, cephapirin, cephradin. Thế hệ 2: cephaclor,
cephamandol, cephonicid, cephotetan, cephoxitin, cefprozil, cefuroxim, cephasulodin,
cephazolin. Thế hệ 3: cefdinir, cefditoren, cefixime, cephoperazon, cefotaxim, cefpodoxim,
ceftazidim, ceftibuten, ceftizoxim, ceftriaxon. Thế hệ 4: cefepim, cefmetazon, cefpirom.

Trang 4

Kháng sinh cefixim

-Tên chung quốc tế: Cefixim
-Loại thuốc: Thuốc kháng sinh nhóm cephalosporin thế hệ 3. Thuốc uống là dạng ngậm ba
phân tử nước có tên gọi là cefixim trihidrat. Cefixim có tên thương mại là SUPRAX.
-Danh pháp IUPAC:
Acid (6R,7R)-7-[[(Z)-2-(2-aminothiazol-4-il)-2-[(carboximetoxi)imino]acetil]amino]-3-etenil-
8-oxo-5-thia-1-azabiciclo[4.2.0]oct-2-en-2-carboxilic.

Hình 1.3: Công thức cấu tạo và dạng thuốc cefixim

Tính chất vật lý của cefixim:`Cefixim có dạng bột trắng hoặc gần như trắng, hơi hút ẩm. Ít tan
trong nước, tan trong methanol, hơi tan trong etanol, thực tế không tan trong etil acetat.

Tiêu chuẩn Dược điển của cefixim

Theo Tiêu chuẩn Dược điển Việt Nam IV, cefixim được đưa vào sử dụng phải đạt những tiêu
chuẩn sau đây:

-Hàm lượng: Phải chứa từ 95.0% đến 101.0% C
16
H
15
N
5
O
7
S
2
, tính theo chế phẩm khan và
không có etanol.

-pH: Phân tán 0.5 g chế phẩm trong nước không có carbon dioxid và pha loãng thành 10 ml
với cùng dung môi. pH của hỗn dịch thu được phải từ 2.6 đến 4.1.

-Tạp chất liên quan: Phải phù hợp với tiêu chuẩn dược điển Việt Nam IV. Etanol: không được
quá 1.0% (kl/kl).

-Nước: Từ 9.0% đến 12.0% (dùng 0.200 g chế phẩm).

-Tro sulfat: Không được quá 0.2% (dùng 1.0 g chế phẩm).

Trang 5

2.4. Quy trình tổng hợp kháng sinh Cefixim

Đã có nhiều tài liệu tổng hợp cefixim theo phương pháp hóa học
[2-11]
được tra trên Sci Finder.
Trong phần thuyết minh đề tài này, chúng tôi xin giới thiệu 4 quy trình tổng hợp cefixim đã
được nghiên cứu trước đây.

2.4.1. Quy trình tổng hợp toàn phần cefixim được trích dẫn từ các tác giả Rineh A,
Sadatshahabi M (Iran) tham khảo từ Patent WO/03040148 của Walter Cabri, từ US
Patent của Pandurang Balwant, Dae-chul Yoon (năm 2011)
[2], [3]

Đây là quy trình toàn phần tổng hợp cefixim từ 7-AVCA và (Z)-4-cloro-2-
[[metoxicarbonil)metoxi]imino]aceto acetic acid (CMOBA )

Quy trình tổng hợp này trải qua 4 giai đoạn, hiệu suất toàn phần 51%

Giai đoạn 1:
Điều chế hợp chất (Z)-2-(2-aminothiazol-4-il) (metoxicarbonil)metoxiimino acetic acid (Mica
acid) từ CMOBA. Tác chất phản ứng là thioure với sự hiện diện của acetat natrium.

Giai đoạn 2: Điều chế Mica ester từ Mica acid
Thực hiện phản ứng giữa Mica acid với 2,2-dithiobisbenzothiazol trong sự hiện diện của
triphenilphosphin và N-metilmorpholin.
Dung môi acetonitril được sử dụng trong phản ứng này. Nhiệt độ thực hiện phản ứng ở 0-30
o
C.

Giai đoạn 3: Điều chế cefixim metil ester
Thực hiện phản ứng giữa 7-AVCA với Mica ester trong sự hiện diện của TEA như là một tác
nhân baz hữu cơ để muối hóa nhóm chức –COOH của 7-AVCA.
Dung môi thực hiện phản ứng là CH
2
Cl
2
, nhiệt độ phản ứng tại 0-5
o
C.

Giai đoạn 4:
Thủy giải cefixim metil ester và acid hóa để loại bỏ nhóm –TEA thu được sản phẩm cefixim.

Trang 6

Đây là quy trình tổng hợp toàn phần, trải qua đến 4 giai đoạn nên hiệu suất tổng hợp không
cao, hiệu suất toàn phần 51%, quy trình thực hiện phức tạp, khó đưa vào sản xuất.

Trang 7
2.4.2. Quy trình tổng hợp cefixim của Martin Decristoforo và cộng sự (năm 2007)
[EP 1 068
211 B1] [4]

Quy trình trải qua 3 giai đoạn, hiệu suất toàn phần 64%.

Giai đoạn 1: Điều chế Mica ester từ Mica acid.
Thực hiện phản ứng giữa Mica acid với 2,2-dithiobisbenzothiazol trong sự hiện diện của
triphenilphosphin. Dung môi acetonitril được sử dụng trong phản ứng này. Nhiệt độ thực hiện
phản ứng ở 0-30
o
C.

Giai đoạn 2: Điều chế cefixim metil ester dưới dạng tinh thể ngậm tert-octilamin
Thực hiện phản ứng giữa 7-AVCA với Mica ester trong sự hiện diện của TEA (Trietilamin)
và TOA (Tert-octilamin). Dung môi thực hiện phản ứng là CH
2
Cl
2
- H
2
O, nhiệt độ phản ứng
tại 0-5
o
C.

Trang 8
Giai đoạn 3:
Thủy giải cefixim metil ester tồn tại dưới dạng muối ngậm tert-octilamin bẳng NaOH và sau
đó acid hóa bằng HCl, acid ascorbic thu được sản phẩm cefixim.

Đây là quy trình tổng hợp gần toàn phần, trải qua 3 giai đoạn, quy trình có các công đoạn
phức tạp, hiệu suất tổng hợp không cao, hiệu suất toàn phần 64%, cũng khó đưa vào sản
xuất.

2.4.3. Quy trình tổng hợp cefixim của Bandi Parthasaradhi (năm 2008, 2010)
[5], [6]

Dưới đây là quy trình tổng hợp cefixim từ 7-AVCA và Mica ester theo bằng sáng chế của
Bandi Parthasaradhi , Kura Rathnakar (năm 2008, 2010). Hiệu suất toàn phần 71%.

Quy trình tổng hợp gồm 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Điều chế Cefixim metil ester
Từ phản ứng acil hóa giữa 7-AVCA và Mica ester. Phản ứng được thực hiện trong môi trường
tetrahidrofuran với H
2
O. Tác nhân trietilamin được sử dụng.

Giai đoạn 2: Thủy giải cefixim metil ester và acid hóa để loại bỏ nhóm –TEA thu được sản
phẩm cefixim.

Trang 9
Thông thường cefixim kết tinh dưới dạng cefixim trihidrat. Hiệu suất của quy trình đạt: 71%

Quy trình tổng hợp đơn giản hơn, trải qua 2 giai đoạn nên hiệu suất tổng hợp tương đối cao,
hiệu suất toàn phần 71%, ứng dụng được vào sản xuất. Nên chúng tôi lựa chọn quy trình này
để áp dụng vào nghiên cứu cho đề tài.

2.4.4. Quy trình tổng hợp cefixim của Chen Tao và cộng sự năm 2011

[CN 102079751A] [7]

Quy trình tổng hợp này khá giống với quy trình của Bandi Parthasaradhi nhưng tác giả đã sử
dụng tác nhân Triisopropilamin thay cho Trietilamin, và sử dụng thêm 1 xúc tác là polymer
HOCH
2
CH
2
OH trong giai đoạn 1. Hiệu suất toàn phần là 68%.

Quy trình tổng hợp này cũng đơn giản như quy trình của Bandi Parthasaradhi nhưng sử dụng
thêm 1 xúc tác, và hiệu suất toàn phần có phần thấp hơn nên chúng tôi sẽ không lựa chọn quy
trình này vào trong nghiên cứu của mình.

2.5. Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước và những vấn đề mà đề tài cần
tập trung giải quyết

Cefixim

Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước

- Trong nước chưa có nhà khoa học tổng hợp kháng sinh này. Ngoài nước có nhà khoa học
Bandi Parthasaradhi Reddy và các cộng sự đã công bố trên U.S. Patent 7,705,172 B2 tổng
hợp cefixim từ 7-AVCA, tài liệu tham khảo [5], [6]. Ngoài ra cũng có các nhà khoa học
Trung Quốc và Ấn Độ khác công bố trên các tài liệu tham khảo [2-11].

- Cefixim là kháng sinh thế hệ III tiêu biểu của dòng kháng sinh cephalosporin, được tổng hợp
và đưa vào sử dụng từ thập niên 90 đến nay. Ở nước ta hiện nay nhu cầu về cefixim là khá lớn

và hoàn toàn phải nhập ngoại. Do đó, chúng tôi đề xuất thực hiện đề tài này nhằm xây dựng
quy trình tổng hợp kháng sinh cefixim tại Việt Nam, tiến tới có thể tự sản xuất phục vụ cho
nhu cầu trong nước.

- Chúng tôi sẽ tiến hành nghiên cứu tổng hợp cefixim theo một quy trình “one pot” từ 7-
AVCA dựa trên bằng sáng chế của Bandi Parthasaradhi Reddy và các cộng sự đã công bố trên
U.S. Patent 7,705,172 B2 (2010).

Tóm lại: Hiện trong nước chưa có nhà khoa học nào tổng hợp kháng sinh cefixim. Do đó dựa
trên các bằng sáng chế và các quy trình tổng hợp của các tác giả đã nêu trên, nội dung đề tài
cần tập trung giải quyết là: Tổng hợp thành công cefixim và kháng sinh này đạt tiêu chuẩn
Dược điển Việt Nam.

PHẦN 3 – NGHIÊN CỨU VÀ BIỆN LUẬN

3.1. Nghiên cứu tổng hợp kháng sinh Cefixim.

3.1.1. Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu chính của nghiên cứu này là cung cấp một phương pháp cải tiến mới cho việc
tổng hợp cefixim đơn giản và hiệu quả.
Tổng hợp được cefixim từ 7-AVCA
- Thực hiện quy trình tổng hợp ở quy mô Phòng thí nghiệm
- Xác định cơ cấu sản phẩm.
- Cefixim đạt Tiêu chuẩn Dược điển VN
3.1.2. Quy trình tổng hợp

Quy trình thực hiện cụ thể:

Chúng tôi tiến hành tổng hợp cefixim từ các tác nhân sãn có trên thị trường 7-AVCA và Mica
ester. Thực hiện quá trình tổng hợp cefixim dựa trên tài liệu tham khảo U.S patent 7,705,172
B2 cùa Bandi Parthasaradhi (năm 2008, 2010)
[5],[6]
nhưng có điều chỉnh một số yếu tố.

Sơ đồ 4: Quy trình tổng hợp cefixim theo phương pháp nghiên cứu
THF-H
2
O
TEA
1. NaOH
2. HCl
(3') Cefixim metyl ester

(3) Cefixim
Trang 10
3.1.2.1. Điều chế cefixim metil ester bằng phản ứng acil hoá giữa 7-AVCA với MICE
trong dung môi THF-H
2
O.

Cefixim metil ester được điều chế từ phản ứng acil hóa giữa 7-AVCA và Mica ester. Phản ứng
được thực hiện trong các dung môi như tetrahidrofuran, acceton, dimetilsulfoxid hoặc hỗn
hợp của chúng với H
2
O. Vì những dung môi nêu trên đều không gây ra phản ứng phụ với tác
nhân acil hóa. Trong thí nghiệm của tôi thì hỗn hợp tetrahidrofuran với nước được sử dụng.
Tỷ lệ THF:H
2
O không quan trọng lắm và tôi đã thực hiện với tỉ lệ 1:1 (về thể tích).

Điểm lưu ý của quá trình này là có xảy ra phản ứng tự proton hóa giữa nhóm (COOH) và
nhóm (NH
2
) của 7-AVCA. Phản ứng proton hóa này sẽ làm mất hoạt tính của đôi điện tử tự
do trên N (nhóm NH
2
của 7-AVCA), đồng thời tạo ra những phản ứng không mong muốn,
làm giảm hiệu suất của phản ứng chính.

Để giải quyết vấn đề trên, nhiều người đã sử dụng một sô tác nhân đặc biệt để bảo vệ nhóm
carboxyl (COOH) của 7-AVCA vì thực tế chỉ cần khóa nhóm này thì cũng đạt được mục đích
nêu trên. Vì vậy trietilamin (TEA), một baz hữu cơ được sử dụng với mục đích trên. Tỉ lệ

7-AVCA:TEA được nhận thấy tốt nhất là 1:1. Nếu dùng dư thì vòng β-lactam có khả năng bị
phá vỡ.

3.1.2.2. Điều chế Cefixim bằng phản ứng thủy phân và acid hoá cefixim metil ester.

Thủy phân Cefixim metil ester bằng natri hidroxit (NaOH) với tỉ lệ mol giữa NaOH:7-AVCA
là 3:1. Khi tiến hành thủy phân hợp chất hữu cơ thường mất khá nhiều thời gian, tuy nhiên
nếu tiến hành trong khoảng thời gian quá lâu thì sẽ có những ảnh hưởng tới phản ứng, ví dụ
như màu sắc cefixim tạo thành sẽ không tốt và còn tạo ra những tạp chất không mong muốn
trong sản phẩm cefixim thu được, do đó quá trình thủy phân muối nên thực hiện trong khoảng
thời gian 30 phút là tốt nhất. Ngoài ra, NaOH nên cho vào thật chậm để NaOH được khuếch
tán đều trong dung dịch, để quá trình thủy giải được xảy ra tốt hơn.

Ngay sau khi quá trình thủy phân kết thúc, tiến hành điều chỉnh pH của dung dịch về 2.5 bằng
acid chlohidric (HCl) vừa để trung hòa NaOH dư, vừa tạo môi trường để kết tinh sản phẩm
cefixim. Tinh thể cefixim tạo thành được lọc và làm khô tự nhiên. Sản phẩm cefixim được
kiểm tra bằng HPLC-UV, HPLC-MS và NMR.
Dưới đây là sơ đồ toàn phần tổng hợp Cefixim từ 7-AVCA mà nhóm chúng tôi đã thực hiện:
Trang 11

Sơ đồ 5: Quy trình tổng hợp Cefixim theo phương pháp nghiên cứu
Nhận xét:

Cefixim được tạo thành từ phản ứng chính là phản ứng thế thân hạch acil giữa 7-AVCA và
Mica ester, sau đó thủy giải với NaOH để cắt nhóm –CH
3
của cefixim metil ester (3
'
) và acid

hóa với HCl (1:1) thu được cefixim (3).

Trang 12

Sơ đồ 6: Cơ chế phản ứng acil hóa giữa 7-AVCA và Mica ester

Trong giai đoạn 1:
TEA là tác nhân muối hóa nhóm chức -COOH của 7-AVCA hình thành 7-AVCA_TEA (2'),
giúp 7-AVCA và Mica ester hòa tan được trong hệ dung môi THF-H
2
O. Tỷ lệ 7-AVCA:TEA
là 1:1 là tốt nhất, nếu dùng dư TEA, vòng β-lactam bị phá vỡ, không thu được sản phẩm.

Trong giai đoạn 2:
NaOH được cho vào thật chậm và thủy giải tối đa trong 30 phút, nếu quá lâu thì sản phẩm sau
khi acid hóa sẽ hình thành polymer, không thu được sản phẩm. Điểm quan trọng nữa là trong

giai đoạn acid hóa phải điều chỉnh pH chính xác đến điểm kết tinh pH 2.5, vì yếu tố này ảnh
hưởng đến chất lượng của sản phẩm về màu sắc, hàm lượng.

3.2. Biện luận kết quả thu được

3.2.1. Điều chế Cefixim metil ester và tách dư phẩm MBT trong giai đoạn 1

Cefixim metil ester (CME) (3') được điều chế bằng phản ứng acil hóa giữa 7-AVCA và MICA
ester trong dung môi THF-H
2
O với tác nhân muối hóa nhóm chức là TEA theo cơ chế phản
ứng trong hình 3.2.1. Sản phẩm cefixim metil ester tồn tại trong pha nước và được thực hiện
cho phản ứng kế tiếp trong giai đoạn 2, còn MBT (4) được thu hồi trong pha hữu cơ (theo sơ
đồ tổng hợp toàn phần).
N
S
H
2
N
O
CH
2
COOH
I
+
N
S
S
S
N

O
N
H
2
N
O
COOCH
3
II
N
S
HN
CH
2
O
O
S
N
H
2
N
O
N
O
COOCH
3
O
-
HN
+

C
2
H
5
C
2
H
5
C
2
H
5
III
1.THF
2.TEA THF
1
1
2
2
Trang 13
Do đó để định danh sản phẩm trong giai đoạn này, chúng tôi đã thực hiện phương pháp so
sánh phổ HPLC-UV của CME điều chế được so với CME làm chuẩn (được điều chế từ
7-AVCA và MICA ester đến giai đoạn tạo sản phẩm Cefixim có độ tinh khiết cao, được xác
định chính xác cấu trúc) (phụ lục 1) và xác định chính xác cấu trúc của MBT thu hồi bằng sắc
ký khí GC và sắc ký khí ghép khối phổ GC-MS. (phụ lục 2,3)
- Phồ HPLC của CME điều chế và CME làm chuẩn.

Hình 1.4. Phổ HPLC của CME điều chế và CME làm chuẩn
Thời gian lưu của Cefixim metil ester điều chế được lặp lại theo các mẫu có cùng thời gian
lưu với Cefixim metil ester chuẩn (thời gian lưu khoảng 8.8 phút). Cảm quan dung dịch thu
được theo các lần điều chế là giống nhau (dung dịch Cefixim metil ester trong nước có màu
vàng nhạt).
- Phổ MBT thu hồi trong giai đoạn 1:
a/ Phổ GC-MS của MBT thu hồi:

Hình 1.5: Phổ GC-MS của MBT thu hồi
CME điều chế
CME làm chuẩn
Trang 14

b/ Phổ GC của MBT thu hồi: (độ tinh khiết của MBT thu hồi đạt 97%) (phụ lục 4)

Hình 1.6: Sắc ký đồ GC của MBT thu hồi
Trang 15
3.2.2. Điều chế Cefixim bằng phản ứng thủy phân và acid hóa Cefixim metil ester và
định danh sản phẩm Cefixim thu được bằng phổ HPLC-MS và NMR
Thực hiện quá trình thủy giải Cefixim metil ester (3') và acid hóa để loại bỏ nhóm -TEA thu
được sản phẩm Cefixim (3).

Sản phẩm phản ứng đã được định danh chính xác là Cefixim qua các dữ liệu phổ HPLC/MS
(phụ lục 4) và NMR (phụ lục 5) sau đây:

MS (m/z): [M]
+
(454), [M+Na]
+
(476).

1
H-NMR (DMSO-d6), δ (ppm): 3,58-3,61 (d, 1H, -S-CHH-, J=15 Hz); 3,84-3,87 (d, 1H,
-S-CHH-, J=15 Hz); 4,60 (s, 2H, -O-CH
2
-); 5,21-5,22 (d, 1H, -CH-S-, J=5 Hz);
5,32-5,34 (d, 1H, -C=CHH, J=12 Hz); 5,59-5,62 (d, 1H, -C=CHH, J=15 Hz); 5,81-5,83 (dd,
1H, -CH-CH-S-, J
1
=4,5 Hz, J
2
=9 Hz); 6,82 (s, 1H, -S-CH=); 6,90-6,95 (dd, 1H,
-CH=CH
2
, J
1
=4,5 Hz, J
2
=15 Hz); 7,26 (s, 2H, -NH
2

); 9,55-9,56 (d, 1H, -C(=O)-NH-, J=9
Hz).

13
C-NMR (DMSO-d6), δ (ppm): 23,30 (S-CH
2
-); 57,56 (-CH-CH-S); 58,80 (-CH-CH-S);
70,44 (-O-CH
2-
); 110,27 (-S-CH=); 117,29 (-CH=CH
2
-); 124,44 (N-C(=C)-COOH); 125,3
(-CH
2
-C-); 131,82 (-C=CH
2
); 141,95 (S-CH=C-N); 149,77 (H
2
N-C-); 162,32 (-N-C=O);
163,06 (N-C(=C)-COOH); 163,46 (-NH-C=O); 168,39 (-C=N-); 170,96 (-CH
2
-COOH).
(3') Cefixim metyl ester
(3) Cefixim
Trang 16
3.2.2.1. Dữ liệu phổ HPLC-MS của sản phẩm Cefixim
Chúng tôi thực hiện phản ứng điều chế Cefixim từ 7-AVCA và MICA ester với tỷ lệ mol
7-AVCA: MICA ester = 1:1,2. Xác định KLPT của Cefixim bằng HPLC-MS.

Hình 1.7: Phổ HPLC-MS của sản phẩm Cefixim tổng hợp

Nhận xét: Sản phẩm phản ứng không còn chất nền 7-AVCA và sản phẩm Cefixim thu được
có KLPT = 454 [M]
+
bằng đúng KLPT của Cefixim. Trên phổ HPLC-MS có tín hiệu 2 mũi
MS (m/z): [M]
+
(454), [M+Na]
+
(476) chứng minh được KLPT của sản phẩm Cefixim thu
được.
(m/z)

453.92
tương ứng với [M
cefixim

+ H] = 454 ;
(m/z)

475.99
tương ứng với [M
cefixim
+
Na ]
+
= 476

Trang 17
3.2.2.2. Dữ liệu phổ NMR của sản phẩm Cefixim thu được.
- Phổ
1
H-NMR của cefixim chuẩn
1
H-NMR 399.65MHz
CT: C
16
H
15
N

5
O
7
S
2
0.047g : 0.5ml DMSO-d
6

Hình 1.8: Phổ
1
H-NMR của cefixim chuẩn
- Phổ
1
H-NMR của Cefixim tổng hợp

Hình 3.2-4: Phổ
1
H-NMR của cefixim tổng hợp

Hình 1.9: Phổ
1
H-NMR của cefixim tổng hợp
Trang 18
Bảng 1: Tín hiệu H thu được trên phổ chuẩn

Bảng 2: Tín hiệu H thu được trên phổ của cefixim tổng hợp
Kí hiệu
H

A

B

C

D

E

F

G

J

K

L

M

δppm
9.55
7.26
6.93
6.82
5.82
5.62
5.33
5.22
4.602
3.85
3.59

Nhận xét:
- Sản phẩm thu được tương đối tinh khiết, các tín hiệu phổ hidro của cefixim tổng hợp được
khớp với phổ chuẩn.
- Phổ
13
C-NMR của cefixim chuẩn
13
C-NMR 100.40MHz

CT: C
16
H
15
N
5
O
7
S
2
0.047g : 0.5mL DMSO-d
6

Hình 1.10: Phổ
13
C-NMR của Cefixim chuẩn
Bảng
3. Tín hiệu C thu được trên phổ chuẩn.
Kí hiệu
H

A

B

C

D

E

F

G

J

K

L

M

δppm
9.54
7.25
6.916
6.814
5.81
5.594

5.321
5.21
4.602
3.833
3.583
Trang 19
- Phổ
13
C-NMR của cefixim tổng hợp.

Hình 1.11: Phổ
13
C-NMR của Cefixim tổng hợp
Nhận xét:
- Các tín hiệu C của cefixim tổng hợp được đều khớp với phổ chuẩn, chứng tỏ sản phẩm tổng
hợp khá tinh khiết.
Đồng thời thời gian lưu của CEFIXIM chuẩn và sản phẩm tổng hợp giống nhau (phụ lục )
Kết luận:- Phổ HPLC/MS cho biết KLPT của sản phẩm tổng hợp là KLPT của CEFIXIM.
Phổ
1
H-NMR và

13
C-NMR của sản phẩm tổng hợp tương đương với phổ CEFIXIM chuẩn. Và
phổ HPLC-UV cho biết thời gian lưu của CEFIXIM chuẩn và sản phẩm tổng hợp giống nhau.
Chứng tỏ: Sản phẩm tổng hợp là CEFIXIM
3.2.3. Khảo sát tỷ lệ mol 7-AVCA : MICA ester trong phản ứng tổng hợp
Trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã giữ nguyên điều kiện phản ứng như nhiệt độ phản
ứng, nhiệt độ kết tinh, hàm lượng Trietilamin (TEA), hàm lượng NaOH, theo U.S. Patent
7,705,172 B2 và chỉ thay đổi tỷ lệ mol giữa 7-AVCA : Mica ester. Thu được bảng kết quả sau
đây:
Bảng 4. Bảng khảo sát tỷ lệ mol của 7-AVCA : MICA ester trong phản ứng tổng hợp Cefixim
Vị trí
C

C1

C2

C3

C4

C5

C6

C7

C8

δ ppm