Nghiên cứu quy trình tổng hợp celecoxib

Bộ Y TẺ
TRƯÒTVG ĐẠI HỌC Dược HÀ NỘI
• • • •
BÙI QUANG TRUNG
NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TÔNG HỢP
CELECOXIB
KHÓA LUẬN TÓT NGHIỆP Dược sĩ
• • •
Ngưòi hưóng dẫn:
1) ThS. Vũ Trần Anh
2) DS. Đoàn Thị Hữu
Noi thực hiện:
Viện Hóa Học - Viện khoa học
và Công Nghệ VN
HÀ NỘI-2011
Lòi cảm ơn
Hoàn thành khóa luận tốt nghiệp “Nghiên cứii quv trình tổng hợp
Celecoxib ” cho phép tôi được bày tó iòng biết ơn sâu sắc VCI kính írọn^ tc)i
những người đã tận tình hưóng dẫn, giúp đõ' tôi trong suốt quả trình thực
hiện đề tciỉ.
Trước hết, tôi xin gửi /07 cảm ơn chân thành VCỈ sâu sắc nhất đến
ThS. Vũ Trần Anh, DS. Đoàn Thị Hữu
Những ngirời thầy đã dành nhỉềii thời gian, công sức tận tình hướng dẫn,
giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài này.
Tôi xin cảm ơn sự giúp đ(J nhiệt tình của TS. Ngô Quốc Anh - Viện Hóa
Học (Viện Khoa Học Và Công Nghệ Việt Nam) đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi
thực hiện khóa luận này.
Tồi xin gửi lời cảm ơn đên các thầy cô giáo Bộ Môn Hóa Hĩm Cơ, các
anh chị phòng phân tích khoi pho - Viện Hỏa Học (Viện Khoa Học Và Công
Nghệ Việt Nam) đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình
học tập và hoàn thành khóa luận.

Tôi cũng xin cảm ơn ccìc thầy cô trong Ban Giám Hiệu, Phòng Đào Tạo
và các thầy cô giáo trong tnixrng Đại học Dược Hci Nội đã dạy dỗ và ọ^iủp đõ'
tôi trong siiôt quả trình học tập tại trường.
Cuổi cùng tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè đã luôn
chia sẻ, động viên, giúp đõ' tôi trong cuộc sống cũng như trong học tập và
thực hiện đề tài.
Hà Nội, ngày 12 tháng 5 năm 201 /.
Sinh viên
BÙI QUANG TRUNG
MỤC LỤC
Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆƯ, CHỦ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
ĐẶT VẤN ĐỀ 1
PHẦN I; TỎNG QUAN 2
1.1 Vài nét về viêm và cơ chế chống viêm của các NSAÍDs 2
1.1. l Viêm và vai trò sinh lý của cyclooxyseñase 2
1.1.2 Phân loại các thuốc chống viêm không steroid (NSAIDs) 4
1.2 Tổng quan về celecoxib 5
1.2.1 Cấu tạo và tính chất 5
1.2.2 Tác dụns dược lý, chỉ định, cách dùng 6
1.2.3 Các phương pháp tổng hợp celecoxib 9
1.2.3.1 Tổns: họp celecoxib bằng cách ngưna: tụ diceton với hydrazin 9
1.2.3.2 Tổng hợp celecoxib bằng cách ngưng tụ butynon với hydrazin 11
PHẦN II: NGUYÊN VẬT LIỆU, THIÉT BỊ VÀ PHU ONG PHÁP 13
NGHIÊN CỨU
2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dune môi 13
2.2 Thiết bị thí nghiệm 14
2.3 Phươns; pháp nghiên cứu 14
2.3.1 Phương pháp tổng hợp Celecoxib 14

2.3.2 Phương pháp kiểm tra độ tinh khiết 15
2.3.3 Phương pháp xác định cấu trúc 15
PHẦN III: THựC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 16
3.1 Tổng họp hóa học 16
3.1.1 Tổng hợp 4,4,4-trifiuoro-] -(4-methylphenyl)butan-l,3-dion 16
3.1.2 Tổng họp 4-sulphonamidophenvlhydrazin hydroclorid 19
3.1.2.1 V ớitácnhânkhử làN a2S03/H20 19
3.1.2.2 Với tác nhân khử là SnCụ/HCl 2 1
3.1.3 Tổng hợp celecoxib 22
3.1.3.1 Với dung môi CH3OH 23
3.1.3.2 Với dung môi C2H5OH 23
3.1.3.3 Với dung môi isopropanol 24
3.1.3.4 Với hỗn hợp dung môi CH3COOC2H5/H2O 24
3.2 Kiểm tra độ tinh khiết và xác định cấu trúc 27
3.2.1 Kiểm tra độ tinh khiết của nguyên liệu và sản phẩm tổníỉ họp 27
được
3.2.2 Xác định cấu trúc của nguyên liệu và sản phấm tổna họp được 27
3.2.2.1 Phân tích phổ hồng ngoại (IR) 28
3.2.2.2 Phân tích phổ khối lượng (MS) 28
3.2.2.3 Phân tích phổ cộns hưởneĩ từ hạt nhân proton ('H-NMR) và 30
phổ cộng hưởng từ hạt nhân '^c ('^C-NMR) của sản phẩrn tổng hợp
3.3 Bàn luận 33
3.3. ] về tổng hợp hóa học 33
3.3.2 v ề xác định cấu trúc sản phẩm 35
PHẦN IV: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 37
4.1K ếtluận 37
4.2 Đề xuất 37
TÀI LIỆU THAM KHẢO 3 8
PHỤ LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆƯ, CHỮ VIẾT TẮT

•
m
y
'H-NMR
'T-N M R
c o x
CTPT
IC50
IR
KLPT
MS
MTBE
NSAIDs
PG
4-SAPH
SKLM
TFA
: Phổ cộng hưỏTig từ hạt nhân proton ('H-Nuclear
Magnetic Resonance)
: Phổ cộng hưởng từ hạt nhân '^c ('^C-Nuclear Maanetic
Resonance)
Cyclooxygenase
Công thức phân tử
Nồng độ ức chế 50%
Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)
Khối lượng phân tử
Phổ khối (Mass spectrometry)
Methyl tert-hniyX ether
Các thuốc giảm đau hạ sốt chống viêm không steroid
(Non Steroidal Anti-intlamraatory Drugs;

Prostaglandin
4-sulfonamidophenylhydrazin
Sắc ký lớp mỏng
Trifluoroacetic
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng
1.1:
1.2:
1.3:
1.4;
2.1:
3.1:
3.2:
3.3:
3.4:
3.5:
3.6:
3.7:
3.8:
3.9:
3.10:
3.11:
Trang
Phân loại thuôc chông viêm không steroid 4
Tác dụng ức chế cyclooxygenase của celecoxib, 6
ICsoCliM)
Một số các thông số dược động học của celecoxib 6
Ảnh hưởng của Celecoxib và các NSAIDs trên tim 8
mạch
Danh sách các nguyên liệu sử dụng cho nghiên cứu 13

Ket quả khảo sát phản ứng tổng họp celecoxib trong 26
một số hệ dung môi
Tóm tắt kết quả sắc ký lóp mỏng 27
Số liệu phổ IR của các chất tổng hợp được 28
Sổ liệu phân tích phổ khối lượng của các chất tổng 29
họp được
Số liệu phổ
Số liệu phổ
Số liệu phổ
Số liệu phổ
Số liệu phổ
Số liệu phổ
Hiệu suất phản ứng tổng hợp celecoxib
’H-NMR của dion
'^C-NMR của dion
'H-NMR của SAPH
'X-NM R của SAPH
'H-NMR của celecoxib
'^C-NMR của celecoxib
30
30
31
31
32
32
34
ĐẶT VẤN ĐÈ
Các thuốc chống viêm không steroid (NSAlDs) là một tronẹ nhu’ns nhóm
thuốc được dùng phô biến nhất với ước tính khoảng 33 triệu nsười dùng trong
một ngày trên toàn thế giới, nhưns đây cũng là nhóm thuốc gâv ra khá nhiều tác

dụng phụ, đặc biệt là trên hệ tiêu hóa. Có tới khoảng một phần ba số bệnh nhân
sử dụng nhóm thuốc nàv có triệu chứng viêm loét dạ dày, tá tràng [15\
Nhiều giải pháp đế hạn chế tác dụng phụ này như dùns kèm thuốc bảo vệ
niêm mạc (ví dụ như thuốc kháng thụ thể H2, ức chế bơm proton ), tạo dạng
bào chế giảm kích ứng; niêm mạc đã được sử dụng nhưng các giải pháp này
đều có những hạn chế nhất định.
Việc tìm ra hai đồns dạng (isoform) COX-1 và COX-2 của men c o x
(cyclooxygenase) tham gia tổng hợp các prostaglandin (PG) từ acid arachidonic
đã mở ra hướng mới để khắc phục tác dụng phụ trên đường tiêu hóa của các
NSAID [1], [14], [16], [36], Các thuốc ức chế chọn lọc COX-2 ià dẫn chất của
diaryl như celecoxib, valdecoxib, parecoxib, etoricoxib, rofecoxib, lumiracoxib
làm giảm PG gâv viêm sons vẫn duy trì quá trình tổng họp các PG bảo vệ đường
tiêu hóa [1], [5], Tuy nhiên, do sự gia tăng nsLiy cơ huyết khối và nhồi máu cơ tim
của nhóm thuốc này nên hiện nay chỉ còn ceỉecoxib, parecoxib và etoricoxib được
lưu hành trên thị trường, trong đó celecoxib là thuốc được sử dụng rộng rãi nhất
[7].
Việt Nam là một nước nhiệt đới, có khí hậu nóng ẩm và mưa nhiều, các
bệnh thấp khớp, viêm xưưrm khóp chiếm tỉ lệ khá cao nên nhu cầu về các
NSAIDs nói chung và celecoxib nói riêng khá lớn. Celecoxib sử dụng tại Việt
Nam, kể cả sản xuất tron" nước vẫn phải nhập hoạt chất từ nước ngoài nên chi
phí khá cao. Vì
vậy,
chún.g tôi tiến hành đề tài
“Nghiên cứu quy trình tổng họ’p

Celecoxib” với các mục tiêu:
1. Tổng hợp celecoxib, xác định cấu trúc hóa học của sản phẩm tổng hợp
được.
2. Khảo sát các các điều kiện khác nhau để xây dựn2 quy trình tổng họp có
tính ổn định, hiệu suất cao, ở quy mô phòng thí nơhiệin.

PHẰiN 1: TỐxNG QƯAiN
1.1 Vài nét vê viêm và CO’ chê chông viêm của các NSAIDs.
1.1.1 Viêm và vai trò sinh lý của cyclooxygenase
- Viêm là phản ứng tại chỗ của cơ thể do các mô bị kích thích hoặc tổn
thương. Đó là một phản ứng phức tạp của các mô liên kết và của tuần hoàn
mao mạch ở nơi bị tác động, được biểu hiện bằng các triệu chứng sưng,
nóng, đỏ, đau và rối loạn chức phận. Viêm có thể do nhiều nguyên nhân gây
ra như nhiễm khuẩn, thiếu máu cục bộ, phản ứng kháng nguyên-kháng thể,
hóa chất, nhiệt độ và tác nhân cơ học
- Khi bị tổn thươna, màng tế bào tế bào giải phóng ra phospholipid
màng. Dưới tác dụng của phospholipase A2, chất này bị chuyển thành acid
arachidonic. Tiếp theo đó dưới tác dụng của cyclooxygenase (COX), acid
Iiàv bị chiivển hóa thành các prostaglandin [14], [20]. Tác dụng của
prostaglandin tùy thuộc vào vị trí tác diing. Khi được tạo ra tại nơi viêm,
p rosta glan din làm tăn g tình trạn g v iêm cục bộ và làm tăn g SLV m ẫ n c ảm với
đau. Ngược lại, đối với màng nhày của dạ dày và ruột, prostaglandin có tác
d ụn g bảo vệ và tăn g tướ i m áu m à ng n hày [1],
- Các nghiên cứu đã cho thấy có hai loại c o x , được gọi là COX-1 và
COX-2 có chức năng khác nhau và các thuốc chống viêm tác dụng với mức
độ khác nhau trên COX-1 và COX-2.
+ COX-1 có mặt ở hầu hết các mô, thận, dạ dày, nội mạc mạch, tiểu
cầu, tử CLins, tinh h o à n có tác dụ ng du y trì các ho ạt đ ộn g sinh lý bình
thườns; của tế bào, tham gia vào quá trình sản xuất các prostaglandin sinh lý,
tạo chất nhày bảo vệ dạ dày.
+ COX-2 được phát hiện ra vào năm 1991, enzym này có ở hầu hết
các inô với nồng độ thấp, ở các tế tham gia vào phản ứng viêm, có chức
năng thúc đẩy quá trình viêm [4], [14], [20'.
Do đó, các thuốc ức chế chọn lọc COX-2 sẽ có tác dụng chống viêm
mạnh mà ít gây tác dụng phụ như; viêm loét dạ dày, tá tràng, xuất huyết dạ
dày [l], [18], [28],

Glucocorticoid
(-)
Lycoprotein Phospholipid màng
Phospholipase A2
Acid arachidonic
Lypooxygenase
Leukotrien
PG
C 0X 2
Tô chức
viêm
■ PG-
COXl
Tô chức
ình thường
Cyclooxygenase (COX)
f )
NSAID
Prostaglandin I2
Nội mô mạch máu
Prostaglandin Ỉ2 ,E2
Dạ dày - Ruột
r

_

_
___
Co’ chê tác dụng của cyclooxygenase ( COX-1, COX-2).
1.1.2 Phân loại các thuôc chông viêm không steroid (NSAlDs).

Theo tác dụng và cấu trúc hóa học các NSAIDs được chia thành các nhóm
sau:
Bảng 1.1: Phân loại thuốc chống viêm không steroid
Phân loại Nhóm
Thuốc đai diên
• •
Nhóm acid salicylic
Aspirin (1)
Nhóm pyrazolon
Phenylbutazon
Loại ức chế
Nhóm indol
Indomethacin (2),
Siilindac
c o x không Nhóm acid enolic Piroxicam, Meloxicam
chọn lọc
Nhóm acid propionic
Ibuprofen (3),
Naproxen (4),
Nhóm dân XLiât acid phenylacetic
Diclofenac
Nhóm dân xuât acid heteroarylacetic Tolmetin, Ketorolac
Loại ức chế
Nhóm dẫn xuất diaryỉ (coxib)
Celecoxib, rofecoxib
chọn lọc
Nhóm acid indol acetic Etodolac
COX-2
Nhóm sulfonanilid
Nimesulid

ọ
J^C O O H
l
H,c\ ^COOH
H,C^O
CH3
H.C^COOM
CH,
4
Hiện nay, các NSAIDs rất đa dạng, đưọ’c sử dụng rất rộng rãi nhưng
những thuốc có tác dụng chọn lọc trên COX-2 thì không nhiều. Trong những
năm gần đây, nhiều họp chất thuộc nhóm coxib được phát triển thành các
thuốc kháng viêm mới, ít tác dụng phụ trên dạ dày, tá tràng. Các dẫn chất đầu
tiên thuộc nhóm này được đưa vào sử dụng là celecoxib (5) (Celebrex),
rofecoxib (Vioxx), valdecoxib (Bextra), Tuy vậy, đã có nhũ’ng cảnh báo tác
dụng phụ trầm trọng trên tim mạch (nhồi máu cơ tim, đột quy) nên cả
rofecoxib và valdecoxib đã rút khỏi thị trường [7], [30'.
1.2 Tổng quan về celecoxib.
1.2.1 Cấu tạo và tính chất [6], [8], [27], [34], [39].
- CTPT; CiyHHpsNsOsS.
- Trọng lưọng phân tử: 381,08 g/mol.
- Công thức cấu tạo:
> -C F ,
- Tên khoa học: 4-[5-(4-methylphenyĩ)-3-(trifluoromethyl)-lH-pyrazol-
1 -yl]benzensulfonamid.
- Cảm quan: Dạne; bột kết tinh trắng hoặc vàng nhạt.
- Nhiệt độ nóng chảy trong khoảng 157-165°c .
- Độ tan: Celecoxib rất ít tan trons; nước, độ tan trong nu'ó'c là 3-7Lig/ml
ở pH 7,0 và nhiệt độ 40‘^c, tan tốt trong methanol, cloroíbrm và aceton.
Celecoxib ở dạng vô định hình thì dễ tan hơn dạng kết tinh.

- pKa: Celecoxib thể hiện tính axid yếu với pKa = 11.1 do đó độ tan của
celecoxib sẽ thay đổi theo pH của môi trường hòa tan.
- Tính bất đối: Celecoxib không chứa trung tâm bất đối.
1.2.2 Tác dụng dược lý, chỉ định, cách dùng.
Tác dụng dirọc lý.
Celecoxib (biệt dược là Celebrex) được đưa vào thị trưònơ năm 1998 là
một thuốc ức chế chọn lọc COX-2, có tác dụng chốnơ viêm, làm giảiTi các dấu
hiệu và triệu chứng của viêm xương khóp (viêm khớp), viêm khớp dạng thấp ,
viêm cột sốns; dính khóp [9], [19], [23], [27], [3 r.
Nhiều nghiên cứu cũng cho thấy rằng ngoài tác dụng chống viêm thì
celecoxib còn có tác dụng ơiàm đau, chống ung thư [13], [20], [21], [28],
Tính chọn lọc và một số các thông số dược động học của celecoxib đuxỊc trình
bày lần lượt ở bảng 1 và bảng 2.
Bảng 1.2: Tác dụng ức chế cyclooxygenase của celecoxib, lC5o(^iM)
[18],[20],f27J.
COX-2
COX-1
IC5o(uM ) 0,04
15
_
r r
Bảng 1.3: Một sô các thông sô d u’Ọ’c động học của celecoxib[l],[6],[18j.
Cmax(ng/rnl)
Tmax(ẵ^^)
T l/2(giờ)
705
2,8 11,2
Chỉ định |3].
Celecoxib (Celebrex) được chỉ định Irons các truủng hợp sau:
Thoái hóa khớp: Celebrex làm giảm các dấu hiệu và triệu chứng của

thoái hóa khớp.
Viêm khớp dạng thấp ở nơười lớn: Celebrex làm giảm các dấu hiệu và
triệu chứng của viêm khóp dạng thấp.
Viêm cột song dính khớp: Celebrex làm giảm nhẹ các dấu hiệu và triệu
chứng của viêm cột sống dính khớp.
Đau cấp tính, điêu trị đau thong kinh ngiivên phát.
Trị liệu bô sung trong polip tuyên trong gia đình (familial adenonaíous
polyposis).
Tác dụng không mong muốn.
Tác dụng phụ của celecoxib trên đường tiêu hóa giảm một cách đáng kế
so với các thuốc chống viêm trước đó (ví dụ như naproxen, ibuprofen và
diclofenac) [9], [19], [23], [27], [31]. Nghiên cứu thử nahiêm lâm sàng có đối
chứng trên 5285 bệnh nhân dùng celecoxib (Celebrex) liều thường ngày ỉà
200mg hoặc cao hoii với thời gian từ một đến sáu tháng cho thấy chỉ có hai
bệnh nhân bị chảy máu đường tiêu hóa sau khi dùne; thuốc 14-22 ngày [3].
So với các NSAIDs khác tác dụng khôns mong muốn của nhóm coxib
trên đường tiêũ hóa giảm nhưng trên tim mạch thì hay gặp hơn [2], Trelle, s.
và cộng sự đã tiến hành 21 thử nghiệm trên 116429 bệnh nhân sử dụng
Celecoxib và các NSAIDs khác đế so sánh ảnh hưởng trên tim mạch [11],
Bảng 1.4: Ánh hưỏìig của Celecoxib và các NSAIDs trên tim mạch
[111.
NSAID
.

r
.

.

.

Tỉ ]ệ bệnh nhân có ảnh hưởng đên tim mạch (%)
Nhồi máu cơ tim
Đột quỵ
Tử vong do ảnh
hưỏiig đến tim mạch
Naproxen 0,82
1,76
0,98
Ibuprofen
1,61
3,36
2,39
Diclofenac
0,82
2,86
3,98
Celecoxib 1,35
1,12
2,07
Etoricoxib 0,75
2,67 4,07
Rofexcoxib
2,12
1,07
1,58
Lumiracoxib
2,00 2,81
1,89
Chống chỉ định [3j.

Celecoxib (Celebrex) được chống chỉ định ở bệnh nhân có tiền sử quá
mẫn với celecoxib, không nên được kê đơn ở những bệnh nhân dị ứng vó'i các
Sulfonamid, ở những bệnh nhân hen, nổi mày đay hay dị ứng với aspirin hoặc
các thuốc NSAIDs khác.
Liều Iưọng và cách dùng Ị3\.
Tìioái hóa khớp: liều duy nhất 200 mg/ ngày hoặc lOOmg X 2 lần/ ngày.
Viêm khóp dạng thấp: 100-200 mg X 2 lần/ ngày.
Viêm cột sổng dính khớp: 200 mg/ ngày hoặc 100 mg X 2 lần/ ngày.
Đau câp tính và đau bụng kinh nguyên phát: khởi đầu vói liều 400 mg,
dùng tiếp theo với liều 200 mg, nếu cần thiết trong ngày đầu tiên. Trong các
ngày tiếp theo, liều đề nghị là 200 rag X 2 lần/ ngày, khi cần.
Trị liệu bổ sung trong polip tuyển trong gia đìnk. 400 mg X 2 lần/ ngày,
uống trong khi ăn.
1.2.3 Các phu’ong pháp tổng họp Ceỉecoxib.
Có hai phương pháp tổng họp celecoxib đã được công bố. Phương pháp
thứ nhất !à ngưn^ tụ diceton vói hyàràxm và phương pháp thứ hai là ngưng tụ
butynon vói hvdrazin.
1.2.3.1 Tống họp celecoxib bằng cách ngưng tụ diceton vói hvdrazin
Celecoxib (4-[5-(4-methylphenyl)-3-(trifluoromethyl)- l//-pyrazol-1 -yĩ
benzen Sulfonamid (5) nằm trong nhóm các hợp chất có chứa vòng pyrazol,
nhóm chất chứa khá nhiều hoạt chất có tác dụng điều trị. Phương pháp tổng
hợp celecoxib bằng cách ngưng tụ một diceton (6) với hydraziii (7) đã được
nghiên cứu từ lâu [12], [22], [26], [33'.
- Tổng hợp hydrazin (7):
Reddy và cộng sự đã đưa ra quy trình tổng họp (7) từ siilfanilamid sồm
hai giai đoạn; tạo muối diazoni và khử muối diazoni thành hydrazin. Phản
ứng xảy ra với tác nhân khử có tính khử trung bình như SnCl2 [29], Ngoài ra
tác nhân khử iNaiSOs cũns đã được sử dụng [10], [32'.
- Tốnii hợp Celecoxib (5):
Trong các công bố đầu tiên về phương pháp tổng họp, ceỉecoxib thu

được khi ngưng tụ diceton (6) với phenyl hydrazin hydroclorid (7) trong
ethanol. Phản ứng này thu được celecoxib (5) và một reíỊÌoisomer (8) với tỷ lệ
95,5 ; 0,5 và hiệu suất 46% [34], [35],
Letendre và cộng sự đã công bố quy trình tổna họp Celecoxib gồm hai
bước [16], [ í 7]:
o
CH,
Ọ
ìỉ
Eto CF
Ọ Ọ
H ,C '
H^N- S N HN Hj. HCI
H,c
o.
o
/>CF3
w
n- n
o
Q
SO2NH2
8
Phản ứng ngưng tụ được thực hiện trong isopropanol với sự có mặt của
acid trifluoroacetic (0,5-1,5 đương lượng). Hiệu suất phản ứng đạt 83%, tỷ
lệ sản phẩm phụ regioisomer < 0,05%.
O’Shea và cộng sir cũng công bố qui trình hai bước để tổng họp
celecoxib với một phản ứng ngưng tụ tương tự giữa diceton (6) và phenyl
hydrazin hydroclorid (7) đạt hiệu suất 84%. Celecoxib thu đưọc dưới dạng
sản phẩm solvat hóa, được tách và thu hồi bằng cách kết tinh trong

isopropanol và nước (1:1,5) [24], [25],
Zhi và cộng sự tổng hợp celecoxib bằng cách ngưng tụ diceton (6) và
P hen ylhyd razin (7) tron g hỗn hợp của 90% ethanol và m ethyl /er/-butyl ether
(MTBE). Cô đặc hỗn hợp phản ứng rồi pha loãng với nước thu được
celecoxib với hiệu suất 86% [37], [38]. Qui trình này sau đó đưọ'c triển khai
sản xuất celecoxib ở qui mô công nghiệp.
Từ số liệu công bố trong các tài liệu tham khảo cho thấy phương pháp
n gư n g tụ d ice to n với Ph en ylh yd ra zin có n hữ n g đ ặc đ iểm sau:
- về môi trường; nhìn chung, pKa của acid sử dụng trong hỗn họp phản
ứng có liên quan đến tỉ lệ tạo thành sản phẩm phụ, các nghiên cứu về động
học đã chỉ ra rằng sự tạo thành các sản phẩm phụ sẽ giảm xuốns nếu độ
10
mạnh của acid tăng lên trong khi sự tạo thành celecoxib không bị ảnh
hưởng. Vì vậy có thể làm tăng độ tinh khiết của celecoxib bằng cách sử
dụng acid mạnh có pKa nhỏ như trifluoroacetic (TFA),
hexafluorophosphoric, tetrafluoroborat, tricloroacetic, difluoroacetic, trong
đó TFA thường được sử dụng nhất.
- Tỷ lệ diceton và 4-sulfonamidophenylhydrazin (4-SAPH) trong dunơ
dịch cũng liên quan đến SỊt tạo thành các sản phẩm phụ, tỷ lệ giữa 4-SAPH :
diceton phù họp nên duy trì là 1:1 đến 2:1. Khi nồng độ 4-SAPH trong dung
dịch cao thì sẽ làm tăng sản phẩm phụ, nồng độ 4-SAPH nên duy trì dưó'i
5%, vi vậy khi cho 4-SAPH vào hỗn họp phản ứng thì phải cho từ từ.
- về nhiệt độ: Nhiệt độ phản ứng phù hợp là 35-70” và tốt nhất là 50°c.
- về dung môi; Các alcol được sử dụng làm dung môi trong quy trình
tổng họp celecoxib có thể tạo ra bán acetal với diceton và do đó làm tăng sản
phẩm phụ, các alcol có một hoặc hai carbon thì dễ tạo ra bán acetal với
diceton hơn là các alcol có ba hoặc bốn carbon như isopropanol, tert-
butanol, hay trifluoroethanol. Trên thực tế, dung môi hay đưọc sử dụn^ là
isopropanol [14\
1.3.1.2 Tổng họp celecoxib bằng cách ngưng tụ butynon vói hydrazin

Nhằm tránh sự tạo thành sản phẩm phụ regioisomer, Reddy và cộng sự
phát triển một phương pháp mới tổng họp celecoxib bằng cách ngưng tụ
l,l,]-trifluoro-4-(methylphenyl)-3-butyn-2-on (9) với Phenylhydrazin (7)
trong phản ứng một giai đoạn theo sơ đồ phản ứng sau [29].
11
CF,
NHNHj .HCl
N
/>CF3
SOjNI-i,
N
H ,N O ,S'
9 7 5
Trong đó, chất (9) được tổng họp từ toluen và dẫn chất theo SO' đồ phản
ứng sau [29]:
H ,c'
(ì
^ C F 3
/
C2 H5 0
0
1. Br,
Acid Levvis
H3 C ^ ^
2. Base
o
'CK.,
' ' 0 CH3
C F jSiiC H j),
CsF

H,C'
0 C H 3
(X: Cl, Br, I)
Phương pháp này có ưu điểm chỉ tạo thành duy nhất một đồng phân vị trí
mong muốn nhưng việc tổng họp sản phẩm trung gian (9) lại phải tiến hành
qua nhiều bước phức tạp và hầu hết đều cần phải qua bước tinh chế bằiis cột
sắc ký [29]. Vì vậy, phương pháp này không khả thi ở quy mô công nghiệp.
Từ các nhận xét trên, chúng tôi lựa chọn phươns; pháp tổng hợp
celecoxib bằng phản ứng ngung tụ diceton với Phenylhydrazin để tiến hành
khảo sát thực nghiệm nhằm xây dựng quy trình tổng hợp celecoxib trên quv
mô phòng thí nghiệm.
12
PHẦN II
NGUYÊN VẬT LIỆU, THĨÉT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN c ủ u
2.1 Nguyên liệu, hóa chất, dung môi.
Bảng 2.1: Danh sách các nguyên liệu sử dụng cho nghiên cứu
STT
Tên nguyên liệu
Nguồn gốc
Tiêu chuẩn chất
lưọng
1
CHsONa/CHsOH
Aldrich
25%
2
4-methylacetophenon
Aldrich
95%
3

Methy Itri fluoroacetat
Aldfich
99%
4
Sulfanilamid
Aldrich
>99%
5
NaN02
Trung Quốc
>99%
6
Na2S03
Trung Quốc
>97%
7
SnCl2
Trung Quốc
>98%
8
HCl
Truna Quốc
36-38%
9
NaOH
Trung Quốc
>96%
10
NaCl
Trung Quốc

>99,5%
11
Toluen
Truns Quốc >99,5%
12
Isopropanol
Trung Quốc
>99,7%
13
Ethanol
Trung Quốc
>99,7%
14
Ethyl acetat
Trung Quốc
>99,5%
15
Methanol
Merck
> 99,5%
16
n-hexan
Truns Quốc
>97%
13
2.2 Thiết bị thỉ nghiệm.
- Dụng cụ thủy tinh (bình cầu phản ứng với các kích cố' khác nhau, sinh
hàn hồi lưu, cốc thủy tinh các loại, bình lọc hút, phễu Buchner ).
- Cân kỹ thuật điện tử ShiraadzLi {Nhật).
- Bơm hút chân không Bíichi (Thụy Sĩ).

- Máy cất quay Bíichi R-210 (Thụy SĨ).
- Tủ sấy Memmert (Đức).
- Máy khuấy íừ HSD-180/330 (Hàn Quốc)
- Máy đo điểm nóng chảy EZ-Melt tại Bộ Môn Hóa Hữu Co’ -Trườnẹ
Đại Học Dược.
- Phổ hồng ngoại (IR) ghi trên máy Perkin Elmer, tại bộ môn Hóa Vật
Liệu-Khoa Hóa-Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên.
- Phổ khối lượng (MS) ghi trôn các máy HP-989B-MS và máy LC-MSD-
Trap-SL tại Phòng phân tích cấu trúc - Viện Hóa Học, Viện Khoa Học Và
Công Nghệ Việt Nam.
- Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ('H-NMR, '\"-NMR) 2;hi trên máy Bruker
AV500 tại Phòng phân tích cấu trúc ~ Viện Hóa học, Viện khoa học và CÔIIR
nghệ Việt Nam.
- Sắc ký lớp mỏng tiến hành trên bản mỏng Silicagel Kieselgel 6OF254
(Merck).
2.3 Phưong pháp nghiên cứu.
2.3.1 Phương pháp tống hợp Celecoxib.
- Phân tích, so sánh các phươno pháp tons họp celecoxib đã công bố để
lựa chọn phưong pháp có nhiều UII điểm, tiến hành khảo sát thực nghiệm, lira
chọn điều kiện phản ứng thích hợp để xây dims quv trình tons họp celecoxib.
14
- Nghiên cứu phản ứng ngưno; tụ của diceton (6) và phenyl hydrazin
hydroclorid (7) trong các điều kiện dung môi khác nhau theo hướng nâng cao
hiệu suất của phản ứng và đơn giản hóa quá trình tinh chế sản phấm. Bước
đầu lựa chọn khảo sát các loại dung môi như methanol, ethanol, isopropanol,
hỗn hợp của nưó'c và ethyl acetat.
2.3.2 Phương pháp kiểm tra độ tinh khiết.
Độ tinh Idiiết của sản phấm đưọ’c kiểm tra bằng sắc ký lóp mỏn^.
2.3.3 Phương pháp xác định cấu trúc.
Các phươns; pháp phổ (ÍR, 'H-NMR, '^C-NMR, MS) được sử dụng để

khẳns định cấu trúc của các chất tổng họp được. Các số liệu phổ của
celecoxib tổng họp đưcTC so sánh với số liệu phổ của chất chuẩn và các số liệu
phổ đã côno bố trong tài liệu.
15
PHẦN Mí: THỤC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1 Tổng họp hóa học
3.1.1 Tổng họp 4,4,4-trifluoro-l-(4-methylphenyl)butan-l,3-dion
Trona khóa luận này, chúng tôi tiến hành phản ứna tổng họp 4,4,4-
triữuoro- l -(4-methylphenyl)butan-l,3-dion (6) theo sơ đồ sau:
o 0 0
5 CF,
J + H3C0 CF3 "
Chúng tôi đã tiến hành phản ứng tổng họp chất (6) theo ba phương pháp
khác nhau,
a. Phưong pháp 1
Sơ đồ phản ứng:
o o
ọ
lí
H3C0 Cp3
NaOH/CH,OH
40%:
a Dunơ cu:
Binh càu phản ứng 25 ml, máy khuấy từ, sinh hàn hồi lưu, nhiệt kế, bình
chiết, máv cất quay chân khônẹ.
■ Tiến hành:
Cho vào bình cầu phản ứng 2 ml CH3OH. Cân và cho vào bình cầu 0,37g
(9,25 mmol) NaOH. Thêm 1 ml (7,48 mmol, d=l,004) 4-methylacetophenon.
Khuấy 30 phút. Thêm từ từ 0,9 ml (8,95 mmol d=l,273)
methyltriAuoroacetat. Hỗn hợp phản ứns được đun hồi lưu ở 40^ c. Theo dõi

phản ứng bằng SKLM với hệ dung môi khai triển là n-hexan/ethylacetat (6:4),
16
dung inôi hòa tan là CH3OH. Sau 4 giờ soi đèn tử ngoại thấy phản ứng chưa
xảy ra.
b. Phưong pháp 2
Sau khi tiến hành phản ím» tổng họp chất (6) theo phưo^na; pháp 1 không
thành công, chúng tôi tiếp tục tiến hành phương pháp 2 theo sơ đồ phản ứng:
o
■ Dụng cụ:
Bình cầu phản ứng 25 ml, máy khuấy từ, sinh hàn hồi lưu, nhiệt kế, bình
chiết, máy cất quay chân không.
■ Tiến hành:
Cho vào bình cầu phản ứng 2 ml (9,26 mmol) NaOCHs 25%/CH30H.
Thêm ] ml (7,48 mmol, d= 1,004) 4-methylacetophenon. Khuấy 30 phút.
Thêm từ từ 0,9 ml (8,95 mmol, d=l,273) methyltriíluoroacetat. Hỗn hợp phản
ứng được đun hồi lưu ở 40^ c. Theo dõi phản ứng bằng SKLM với hệ dung
môi khai triển là n-hexan/ethylacetat (6:4), dung môi hòa tan là CH3OH. Sau
7 giờ phản ứng kết thúc, làm lạnh đến nhiệt độ phònơ. Acid hóa bằng 4,2ml
HCỈ 3N. Chiết 4 lần bằng ethylacetat (mỗi lần 7 ml). Gộp các lớp ethylacetat.
Cất ỉoại bỏ dung môi thu được 0,4956a: chất (6a).
Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM: hệ dung môi khai triển
là n-hexan/ethylacetat (6:4), cho một vết sọn, rõ dưới đèn tử ngoại (Rf'=0,82).
Nhiệt độ nóng chảy; 43-45'^C.
Hiệu suất phản ứn^: 28,81%.
Độ tan: tan tốt troĩiR methanol, ethanol, isopropanol, ethylacetat, toliien,
không tan trong H2O.
17
TRLiỒNC; ĐH Ĩ)L!'ỢC eÀ NỌI
T H Ư VỄỆrxi
N qày ỉháng . x f ì r năm 7x).ÀÀ

¿DKCB^. . ■
C. Phu’ong pháp 3
Tuy đã tổng hợp thành công chất (6) nhưng do hiệu suất phản ứng thấp
nên chúng tôi đã tiến hành phương pháp 3 theo sơ đồ phản ứng:
o o
Ọ CH30Na/Toluen
+ H3C0 CF,

:

^ J
lio^c H3C
■ Dụng cụ:
Bình cầu phản ứng 25 ml, máy khuấy từ, sinh hàn hồi lưu, nhiệt kế, bình
chiết, máy cất quay chân không.
■ Tiến hành:
Dung dịch 1: Iml (7,48 mmol, d=l,004) 4-methylacetophenon trong
1.05 ml toluen.
Dung dịch 2: 0,9 ml (8,95 mmol, d=l,273) methyltriíluoroacetat trong
1.05 ml toluen.
Cho vào bình cầu phản ứng 2 ml (9,26 mmol) NaOCHs 25%/C]rỈ30H và
2,1 ml toluen. Thêm dung dịch 1. Khuấy 30 phút. Thêm từ từ dung dịch 2.
Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu ở 110° c. Theo dõi phản ứng bằna
SKLM với hệ dung môi khai triển là n-hexan/ethylacetat (6:4), dung môi hòa
tan là CH3OH. Sau 5 giờ phản ứng kết thúc, làm lạnh đến nhiệt độ phòng và
đổ vào bình chiết có chứa 4,2 ml dung dịch HCl 3N. Lắc kỹ. Tách lớp hữu cơ
và lớp nước. Lớp nước được chiết 2 lần với toluen (mỗi lần 1 ml). Các lớp
hữu cơ được kết họp và rửa 2 lần bằng nước (mỗi lần 1 ml). Dung môi được
loại bỏ hoàn toàn bằng cất quay chân không thu được l,0648g chất (6b).
Kiểm tra độ tinh khiết của sản phẩm bằng SKLM: hệ dung môi khai triển

là n-hexan/ethylacetat (6:4), cho một vết gọn, rõ dưói đèn tử ngoại (Rp0,82).
Nhiệt độ nóng chảy: 43-45*’C.
Hiệu suất phản ứng: 61,89%.
18
Độ tan: tưone tự (6a).
3.Ỉ.2 Tong hợp 4-sulphơnamidophenylhydrazin hydroclorid
Phản ứng tổng hợp 4-sulphonamidophenylhydrazin hydroclorid (7) đưọc
tiến hành theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: điều chế muối diazoni từ SLilphanilamid:
Ọ NaNOo/HCI Ọ / = \
NH3 /ỵN .C l
0 0 - 5 «C 0 ^
Giai đoạn 2: khử muối diazoni thành 4-sulphonamidophenylhydrazin:
7
Chúng tôi tiến hành phản ứng tổn«: họp chất (7) với 2 tác nhân khử kliác
nhau là:
1. Na2S03/H20.
2. SnCyiỉC l.
3.1.2.1 Vói tác nhân khử ỉà NaíSOa/HiO
Chúng tôi tiến hành phản ứng tống hợp 4-sulphonamidophenyỉhydrazin
hydroclorid theo sơ đồ sau:
¿1 2 .H C 1 0
19