Khoá luận tốt nghiệp nghiên cứu tổng hợp một số dẫn xuất piperazindion

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s u PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC

NGUYỄN THỊ HUYỀN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ
DẪN XUẤT PIPERAZINDION
KHÓA LUẬN
TỐT NGHIỆP
ĐẠI
HỌC
•
•
•
•
Chuyên ngành: Hóa hữu CO’

HÀ N Ộ I- 2 0 1 5

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC s u PHẠM HÀ NỘI 2
KHOA HÓA HỌC

NGUYỄN THỊ HUYỀN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP MỘT SỐ
DẪN XUẤT PIPERAZINDION
KHÓA LUẬN
TỐT NGHIỆP
ĐẠI
HỌC
•
•
•
•
Chuyên ngành: Hóa hữu CO’

N gư òi hướng dẫn khoa học
GS. TS. N G U Y Ễ N V Ă N T U Y É N

HÀ N Ộ I- 2 0 1 5

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

L Ờ I CẢM ƠN

Khóa luận tốt nghiệp này được hoàn thành tại phòng Hóa Dược - Viện
Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Bằng tấm lòng trân trọng và lòng biết ơn sâu sắc, em xin chân thành cảm
ơn Ban giám hiệu nhà trường, các thầy cô giáo trong khoa Hóa Học - Trường
Đại Học Sư Phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện cho em được làm khóa luận tốt
nghiệp tại phòng Hóa Dược - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam.
Em xin chân thành cảm ơn GS.TS Nguyễn Văn Tuyến người đã tạo điều
kiện cho chúng em được làm thực nghiệm tại phòng Hóa dược, các cô chú và
anh chị tập thể phòng Hóa Dược - Viện Hóa học - Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam đã tạo mọi điều kiện để em học tập và hoàn thành tốt
khóa luận này.
Em cảm ơn GS.TS. Nguyễn Văn Tuyến, người đã tận tình giúp đỡ, chỉ
bảo em trong suốt thời gian học tập, hướng dẫn, giúp chỉnh sửa và hoàn thành
khóa luận tốt nghiệp này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn người thân và bạn bè đã chia sẻ, động viên,
giúp đỡ em trong suốt quá trình làm và hoàn thành khóa luận.
Mặc dù em đã có nhiều cố gắng hoàn thiện khóa luận này bằng tất cả sự
nhiệt tình và hiểu biết của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu
sót. Rất mong nhận được những đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hci Nội, Ngciy 07 tháng 05 năm 2015
Sinh viên
Nguyễn Thị Huyền

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN.................................................................................................................. 1
DANH MỤC CÁC s ơ Đ Ồ ........................................................................................... 4
DANH MỰC CÁC BẢNG.............................................................................................5
DANH MỤC CÁC HÌNH..............................................................................................6
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT.................................................................... 7
MỞ ĐẦU......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN..........................................................................................3
1.1. Tổng quan về diketopiperazine......................................................................... 3
1.2. Một số phương pháp tổng hợp diketopiperazine...............................................9
1.2.1. Tống họp dẫn xuất diketopiperazine từ D-tryptophan metyl este và
piperonal theo Y Zhang..........................................................................................9
1.2.2. Tổng hợp dẫn xuất diketopiperazine theo w . Jiang bằng phản ứng PictetSpengler................................................................................................................. 10
1.2.3. Tổng hợp dẫn xuất diketopiperazine theo D. Ben-Zion và B.D.
Pandurang.............................................................................................................12
1.2.4. Tổng hợp dẫn xuất diketopiperazine từ L-tryptophan metyl este............13
1.2.5. Nhóm tác giả Nguyễn Văn Tuyến và cộng sự........................................ 14
CHƯƠNG 2: THựC NGHIỆM...................................................................................17
2.1. Mục tiêu của khóa luận..................................................................................... 17
2.2. Phương pháp nghiên cún, nguyên liệu và thiết b ị........................................... 17
2.2.1. Phương pháp nghiên cứu............................................................................17
2.2.2. Hóa chất và dung m ôi................................................................................17

2.2.3. Định tính phản ứng và kiểm tra độ tinh khiết của các hợp chất bằng sắc
kí lớp mỏng........................................................................................................... 19
2.2.4. Định lượng phản ứ n g ................................................................................ 20
2.2.5. Xác nhận cấu trúc.......................................................................................21
2.3. Sơ đồ phản ứng tổng hợp diketopiperazine nghiên cứu trong khuôn khổ khóa
luận............................................................................................................................ 22
2.4. Tống hợp các tác nhân phản ứng và các hợp chất...........................................23

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

2.4.1. Tổng hợp ethyl l-(4-methoxyphenyl)-2,3,4,9-tetrahydro-lH-pyrido[3,4b]indole-3-carboxylate........................................................................................ 23
2.4.2. Tổng họp ethyl 2-(2-chloroacetyl)-l-(4-methoxyphenyl)-2,3,4,9tetrahydro-1H-pyrido[3,4-b]indole-3-carboxylate............................................ 24
2.4.3. Tống họp một số diketopiperazine...........................................................25
CHƯƠNG 3: KÉT QUẢ NGHIÊN c ứ u VÀ THẢO LUẬN.................................. 28
3.1. Tổng hợp ethyl 1-(4-methoxyphenyl)-2,3,4,9-tetrahydro-1H-pyrido[3,4b]indole-3-carboxylate............................................................................................ 28
3.2. Tổng hợp ethyl 2-(2-chloroacetyl)-l-(4-methoxyphenyl)-2,3,4,9-tetrahydrolH-pyrido[3,4-b]indole-3-carboxylate....................................................................32
3.3. Tống hợp một số diketopiperazine...................................................................34
CHƯƠNG 4: KÉT LUẬN VÀ KHUYỂN NGHỊ..................................................... 42
4.1. KÉT LUẬN...................................................................................................... 42
4.2. KHUYỂN NGHỊ.............................................................................................. 42
TÀI LIỆU THAM KHẢO........................................................................................... 43
PHỤ LỤC.................................................................................................................... 48

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

DANH MỤC CÁC s o ĐỒ

Sơ đồ 1.1: Tổng hợp Tadalafil từ D-Tryptophan.......................................................... 9
Sơ đồ 1.2: Quá trình hình thành sản phẩm diastereome tadalafil............................... 10
Sơ đồ 1.3: Tổng hợp tadalafil bằng phản ứng Pictet-Spengle.....................................11
Sơ đồ 1.4: Tổng hợp tadalafil theo D. Ben-Zion và B.D. Pandurang........................ 13
Sơ đồ 1.5: Tổng hợp tadalafil từ L-tryptophan metyl este..........................................14
Sơ đồ 1.6 : Tống hợp các dẫn xuất tadalafil từ L-tryptophan etyl este...................... 15
Sơ đồ 2.1: Tống hợp diketopiperazine.........................................................................22
Sơ đồ 3.1: Tổng hợp ethyl l-(4-methoxyphenyl)-2,3,4,9-tetrahydro-lH-pyrido[3,4b]indole-3-carboxylate................................................................................................. 29
Sơ đồ 3.2: Tổng họp (lR,3S)-ethyl 2-(2-chloroacetyl)-l-(4-methoxyphenyl)2,3,4,9-tetrahydro-lH-pyrido[3,4-b]indole-3-carboxylate

33

Sơ đồ 3.3: Tổng hợp hợp chất diketopiperazine 37.................................................... 34
Sơ đồ 3.3.1: Tổng hợp hợp chất diketopiperazine 37a............................................... 35
Sơ đồ 3.3.2: Tổng hợp hợp chất diketopiperazine 37b............................................... 37
Sơ đồ 3.3.3: Tổng hợp hợp chất diketopiperazine 37c............................................... 39

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1: Các thiết bị chính sử dụng trong phòng thí nghiệm.....................................18
Bảng 2: Các dụng cụ chính sử dụng trong phòng thí nghiệm...................................18
Bảng 3: Bảng tính toán nguyên liệu của phản ứng, kết quả của hợp chất 35a, 35b.29
Bảng 4: Bảng tính toán nguyên liệu, kết quả của hợp chất 36a, 36b....................... 33
Bảng 5: Bảng tính toán nguyên liệu, kết quả của hợp chất 37a............................... 35
Bảng 6 : Bảng tính toán nguyên liệu, kết quả của hợp chất diketopiperazine 37Ồ....37
Bảng 7: Bảng tính toán nguyên liệu, kết quả của hợp chất diketopiperazine 37c ....39

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1. Phổ

'H-NMR của họp chất 35a............................................................31

Hình 3.2. Phổ

'H-NMR của họp chất 3 5 b .......................................................... 32

Hình 3.3. Phổ

'H-NMR của họp chất 37a........................................................... 36

Hình 3.4. Phổ

'H-NMR của họp chất diketopiperazine 37b............................ 38

Hình 3.5. Phổ

'H-NMR của họp chất diketopiperazine 3 7 c ............................ 40

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIÉT TẮT

STT

Kí Hiệu

Chú thích

1

"C-NM R

Nuclear Magnetic Resonance spectromotry
(Phổ cộng hưởng từ hạt nhân cacbon-13)

2

'H-NMR

Proton Magnetic Resonance Spectromotry
(Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton)

3

TLC

Thin layer chrematograph
(Sắc ký lớp mỏng)

4

HPLC

High Performance Liquid Chromatography
(Sac ký lỏng cao áp)

5

GC

Gas-Chromatography Mass Spectometry
(Sắc ký khí)

6

ưv

Phô tử ngoại

7

Rf

Hệ sô di chuyên

8

MeOH

Ancol Metylic

9

EtOAc

Etyl acetat

10

EtOH

Ancol Etylic

11

DMF

Dimethyl formamide

12

Ac

Acetyl

13

Bn

Benzyl

14

Bu

Butyl

15

Eq

Đương lượng mol

16

t-

tert-

17

A

Độ chuyên dịch hóa học (ppm)

18

J

Hăng sô tương tác spin-spin

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

19

s

Singlet

20

D

Doublet

21

Dd

Doublet-doublet

22

T

Triplet

23

M

Multiplet

24

Q

Quartet

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học
MỞ ĐÀU

Trong cuộc sống công nghiệp hiện nay, con người phải chịu nhiều áp lực,
về công việc, đời sống và tác động từ

môi trường. Vì vậy các bệnh tiểu

đường, tim mạch, ung thư, suy giảm khả năng tình dục... ngày càng tăng.
Xuất phát từ nhu cầu thực tiễn ngày càng lớn đó, việc tìm ra các nguồn

nguyên liệu làm thuốc ngày càng cấp thiết hơn. Các nghiên cún, tông họp,
bán tổng họp hay chiết xuất các họp chất để chống lại các bệnh trên đã được
thực hiện. Các họp chất thiên nhiên có hoạt tính sinh học cao đã và đang được
sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực nông nghiệp, thực phẩm và đặc biệt là y
dược. Có nhiều loại thuốc hoàn toàn phải dựa vào thiên nhiên để chữa các
bệnh thông thường cũng như các bệnh hiêm nghèo. Một trong những hướng
nghiên cứu quan trọng hiện nay được các nhà khoa học nước ta và trên thế
giới rất quan tâm là: từ các hợp chất thiên nhiên ban đầu người ta bán tổng
hợp, thay đổi cấu trúc hoá học của chúng đế tìm ra các hợp chất mới có hoạt
tính và tính chất ưu việt hơn những hợp chất ban đầu. Đó là một trong những
con đường khá hiệu quả và kinh tế để tìm ra các loại thuốc mới chữa bệnh cho
người, gia súc và cây trồng.
Các nghiên cứu, tổng hợp, bán tổng hợp hay chiết xuất các hợp chất để
chống lại các bệnh trên đã được thực hiện. Trong số các họp chất thiên nhiên,
các dẫn xuất piperazine và piperazinedion như: Ọuinocarcin, Saframicins,
Tryprostatins

A

và Tryprostatins

B có hoạt tính ức

chế khối u;

Cyclotryprostatin A-D có hoạt tính ức chế chu trình tế bào vú,...Tadalafil là
dẫn xuất của piperazinedion có tác dụng ức chế enzym phosphodieste-5
(PDE-5) trị chứng rối loạn cương dương rất có hiệu quả ở nam giới. Hiện nay
có 3 loại thuốc được sử dụng rất rộng rãi ở trong nước và trên thế giới trị
chứng rối loạn cương dương là Viagra, Levitra và Tadalafil. Tuy nhiên,

tadalafil có ưu điểm có thời gian tác dụng dài hơn đến 36 giò' so với Viagra,

Nguyễn Thị Huyền

1

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

Levitra có thời gian tác dụng chỉ kéo dài 4 giờ. Việc tống hợp tadalafil và các
dẫn xuất piperazindion nhằm tìm kiếm các lóp chất mới có hoạt tính sinh học
như trên là vấn đề hết sức lý thú, mới mẻ và có ỷ nghĩa khoa học thực tiễn cao.
Mặc dù piperazin đã được biết đến với hơn một thế kỷ, nhưng chỉ có gần
đây 2,5-diketopiperazine đã thu hút sự chú ý do đặc tính sinh học của nó. Hệ
thống dị vòng đặc biệt của nó được tìm thấy trong một số sản phẩm tự nhiên
tạo thành một nguồn giàu các họp chất hoạt tĩnh sinh học mới. Các đặc tính
sinh học của nó chỉ ra khả năng điều trị khác nhau.
Do có những hoạt tính sinh học lý thú như trên, em chọn đề tài “Nghiên
cứu tống hợp m ột số dẫn xu ấ t piperazindion” nhằm tìm kiếm các lớp chất
mới có hoạt tính sinh học cao mới mẻ và có ý nghĩa khoa học thực tiễn.

Nguyễn Thị Huyền

2

Lớp K37C - Hóa học

Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học
CHƯƠNG 1: TỒNG QUAN

1.1. Tổng quan về diketopiperazine [2],[3],[5],[37],[42],[50].
Diketopiperazine (DKP) hay còn gọi là piperazindion có công thức đơn
giản như 1 là một lớp các hợp chất hữu cơ, nó là kết quả của liên kết peptit
giữa hai loại amino acid để tạo thành một lactam.
Các họp chất gốc là 2,5-diketopiperazine, các họp chất vòng bắt nguồn
từ tình trạng mất nước của glycylglycine dipeptit. Đó là các peptit đầu tiên có
đầy đủ cấu trúc ba chiều của nó được mô tả, trong việc thực hiện Robert
Corey trong năm 1930.
Diketopiperazine thường được tổng hợp từ các amino acid sinh vật khác
nhau, bao gồm cả động vật có vú và được coi là chất chuyển hóa trung gian.
Một so enzym protease, chẳng hạn như peptidase dipeptit có khả năng tách
hai đầu các protein để tạo ra dipeptit vòng tự nhiên để tạo thành
diketopiperazine .
o

Ị.Cấu trúc chung của diketopiperazines
o

o

2. Vòng dipeptit (2,5-diketopipercizine) từ glycine và L-aỉanine (bên trái).
3. Cyclodỉ-L-prolyl (bên phải) được hình thành từ hai phân tử L-proline

Nguyễn Thị Huyền

3

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

Piperazindion là một kháng sinh kháng u với các hoạt động chống lại
bệnh bạch cầu, đã được đưa vào một chế độ cho cấy ghép tủy xương lâm sàng.
Các nghiên cứu được tiến hành để đánh giá hiệu quả của piperazindion trên tế
bào gốc hemopoietic và sự phục hồi của piperazindion trên tế bào gốc
hemopoietic ngắn trong thời gian (ngày thấp nhất 1).
Trên thế giới có rất nhiều các công trình nghiên cứu tống họp và tách
chiết các dẫn xuất piperazindion nhằm tìm kiếm các họp chất mới có hoạt tính
sinh học cao.
Năm 1995, Osada và cộng sự đã phân lập được Tryprostatins A (4) và
Tryprostatins B (5) từ cây Aspergillus fumigatus, kết quả nghiên cứu hoạt tính
sinh học cho thấy chất Tryprostatins A và Tryprostatins B có hoạt tính ức chế
gián phân ung thư và hoạt tính chống khối u.

4. Tryprostatin A

5. Tryprostatin B

Năm 1997, Cheng-Bin Cui và cộng sự đã phân lập được 4 dẫn xuất của
piperazindion là Cyclotryprostatin A-D (6-9) từ loài Aspergillus fumigatus và

thăm dò hoạt tính sinh học của chúng. Ket quả cho thấy cả 4 hợp chất này đều
có tác dụng ức chế chu trình tế bào vú.

Nguyễn Thị Huyền

4

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

MeO

8. Cyclotrypro statin c, Rị = H,R2=OH
9. Cycỉotryprostatin D, Rj = R2 = H

6. Cyclotryprostatin A, R = H
7. Cycỉotryprostatin B, R = Me

Cũng từ loài Aspergillus fumigatus, Cheng-Bin Cui và cộng sự đã phân
lập được

2 dẫn

xuất diketopiperazine

là Spirotryrostatin

A

10 và

Spirotryrostatin B 11 có hoạt tính ức chế chu trình tế bào và là tác nhân chống
khối u.
MeO

10. Spi rotryrostatin A

Do hoạt tính

sinh

11. Spirotry rostatin B

học có giá trị của Spirotryrosstatin

A và

Spirotryrostatin B, năm 2010 Alessia Bertamino và cộng sự đã nghiên cứu
tổng hợp các dẫn xuất của Spirotryrostatin A để nhận được các dẫn xuất 12a-c,
13a-c, 14a-c và thử hoạt tính sinh học của chúng. Kết quả cho thấy hợp này
cho thấy họp chất 12a, 14a-c có hoạt tĩnh chống lại tế bào MCF-7 với giá trị
IC 50 lần lượt là 9.1, 14.8, 1.6 và 2.2 |jM.

Nguyễn Thị Huyền

5

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học
o

a. R=H
b. R=CH3
c. R=Br

12 a - c

14 a - c

13 a - c

Hoạt tính chống ung thư vú của họp chất Fumetrimorgin
Demethoxy fumetrimorgin

c và

c cũng được phân lập từ loài Aspergillu fumigates.

15. Fumetrimorgin

c

Dần xuất khác của piperazindion

16. Demethoxy fumetrimorgin

c

là Roquefortine c được phân lập từ cây

Pénicillium roquefort! có hoạt tính gây tê liệt thần kinh.

17. Roqueýortin

c

Một trong những dẫn xuất quan trọng của piperazindion được ứng dụng
trong những năm gần đây là tadalaíĩl. Tadalaíĩl là thuốc được sử dụng rất phổ
biến đế chữa bệnh rối loạn cương dương của nam giới và chữa bệnh tăng
huyết áp động mạch phổi.
Tến khoa học của tadalafil là (ố/?,72í//?)-6-(l,3-benzodioxol-5-yl)2,3,6,7,12,12a-hexahydro-2-metylpyrazino [ r , 2 ’:l,6J pyrido [3,4-bJindol-l,4dion.

về mặt cấu trúc, tadalafil 18 là dẫn xuất của guanidin có chứa dị vòng

Nguyễn Thị Huyền

6

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

indol và vòng benzen. Tadalafil có hai trung tâm bất đối tại vị trí 6 và 12a,
cấu hình tuyệt đối của hợp chất này là: (67?,72«/?)-(+)-tadalafil có độ quay cực
[a]D = +70°. Đồng phân epime tại vị trí 6 của tadalafil là (6S,12aR)-(+)~
tadalafil có [a]D= +250°[17,18].

ò -s
18. Cấu trúc của tadalafil
Tadalafil tồn tại ở dạng tinh thể không màu, không tan trong nước và
rất ít tan trong etanol, khối lượng phân tử của tadalafil 389,4; điểm chảy

301-302°c.
Tadalafil được sử dụng làm thuốc uống, có tác dụng giãn mạch gồm có
sildenafil, vardenafil và tadalafil gọi chung là thuốc ức chế PDE-5 (enzym
phosphodiestease - 5) tạo nên bước tiến mới trong chữa trị rối loạn cương
dương. Cơ chế tác dụng của nhóm thuốc là ức chế enzym PDE-5 có nhiệm vụ
phân hủy các chất sinh học là nitric oxit (NO) và guanosin monophosphat
vòng (cGMP). Rối loạn cương dương là do PDE-5 hoạt động quá mạnh dẫn
đến NO và cGMP bị phân hủy không giúp được sự giãn mạch cần thiết giúp
cho sự cương. Thuốc ức chế PDE-5 giúp bảo vệ và duy trì các chất sinh học
tạo sự cương. Tadalafil thương mại có tên Cialis 20mg là thuốc mới nhất
được công nhận sử dụng tại nhiều nước có lợi đi êm là cho thời gian tác dụng
kéo dài đến 36 giờ. Tadalafil là chất ức chế chọn lọc có hồi phục guanosin
monophosphat vòng (cGMP), đặc biệt là trên enzym Phosphodiestease týp 5
(PDE-5). Khi kích thích tình dục dẫn đến phóng thích Nitric oxit tại chỗ, sự
ức chế PDE-5 của tadalafil làm tăng nồng độ cGMP trong thê hang dẫn tới sự

Nguyễn Thị Huyền

7

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

giãn cơ trơn và làm tăng dòng máu vào trong mô dương vật, từ đó gây cương
dương vật. Khi không có kích thích tình dục, tadalafil không có tác dụng gì.
Ngoài tác dụng chữa rối loạn cương dương, tadalafil dưới tên thương
mại là Adcirca chứa 40mg hoạt chất sử dụng đế điều trị tăng huyết áp động
mạch phối, được sử dụng từ tháng 5 năm 2009, liều dùng 3x40mg /ngày.
Tăng huyết áp động mạch phối là nguyên nhân chính gây bệnh suy tim. Ớ
bệnh nhân tăng huyết áp động mạch phối, trong lòng mạch máu phổi có sự
giảm sự co mạch và tái tạo mạch máu, dẫn đến tăng áp lực động mạch phôi.
Tadalafil có tác dụng giãn mạch động mạch phối và ức chế tái tạo mạch máu,
do đó làm giảm áp lực động mạch phối.
Tadalaíìl đã được sử dụng trên khoảng 15.000 người tham gia thử
nghiệm lâm sàng và hơn 8 triệu người trên toàn thế giới đã dùng. Các tác
dụng phụ thường gặp nhất khi sử dụng tadalafil lâu dài là đau đầu, khó tiêu,
đau lưng, đau cơ, đỏ mặt, nghẹt mũi hoặc chảy nước mũi. Những tác dụng
phụ thể hiện khả năng ức chế PDE-5 gây giãn mạch và thường biến mất sau
một vài giờ. Đau lưng và đau cơ có thể xảy ra từ 12 đến 24 giờ sau khi dùng
thuốc, các triệu chứng thường biến mất sau 48 giờ [42-44]. Trong cơ thể,
tadalafil được chuyển hóa chủ yếu bởi hệ thống enzym CYP3A4 trong gan.
Thời gian bán hủy của tadalafil vào khoảng 17,5 giờ. Tadalfil có độc tính thấp,
LD50 trên chuột là 2000mg/kg.

Thuốc ức che PDE5 như tadalafil có thế gây ra hạ huyết áp, nitrat hữu cơ
nên không được thực hiện trong ít nhất 48 giò’ sau khi uống liều cuối cùng của
tadalafil. Sử dụng nitrit hữu cơ trong khoảng thời gian này có thể làm tăng
nguy cơ hạ huyết áp đe dọa tính mạng.
Do có hoạt tính sinh học lý thú như trên, việc nghiên cún tông hợp các
dẫn xuất diketopiperazine nhằm tìm kiếm các lóp chất mới có hoạt tính sinh
học cao là mới mẻ và có ý nghĩa khoa học thực tiễn.

Nguyễn Thị Huyền

8

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

1.2. Một số phương pháp tổng họp diketopiperazine
1.2.1. Tổng họp dẫn xuất diketopiperazine từ D-tryptophan metyỉ este và
piperonal theo Y Zhang
Tadalafil 18 được tống hợp tù’ chất đầu D-tryptophan metyl este 19 và
piperonal 20 qua ba giai đoạn với hiệu suất tống 58% (17,18,20). Giai đoạn
đầu là quá trình ngưng tụ của D-tryptophan metyl este và piperonal trong
dung môi metanol tạo ra imin tương ứng, tiếp theo là phản ứng đóng vòng
imin với xúc tác axit HC1 đặc thu được hợp chất chìa khóa trung gian 21 với
hiệu suất 85%. Theo phương pháp này, phản ứng được thực hiện trong điều
kiện đun hồi lưu trong thời gian 36 giờ.

22

18

Sơ đô 1.1: Tông hợp Tadalafil từ D -Tryptophan
Giai đoạn thứ hai là phản ứng acyl hóa nhóm amin tự do bằng cloroacetyl
clorua với dung môi diclometan trong môi trường kiềm N aH C 0 3 thu được dẫn
xuất amit 22. Phản ứng được thực hiện trong điều kiện dị thể do dung môi
diclometan không tan trong nước, vì vậy hiệu suất phản ứng thấp. Giai đoạn cuối
cùng là phản ứng đóng vòng tiếp theo của amit 22 với N-metyl amin trong dung
môi CHC13 tạo thành đồng phân lập thể (6R, 12aR)~tadalaíil 18.

Nguyễn Thị Huyền

9

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

Hiệu suất phản ứng của từng giai đoạn cũng chưa cao dẫn đến hiệu suất
tống chỉ đạt 58% từ nguyên liệu đầu D-tryptophan metyl este.
Theo quy trình tổng họp, các phản ứng thực hiện trong điều kiện hai pha
hoặc đun hồi lưu gây ra bất lợi đến hóa lập thế của phản ứng. Vì vậy, sản
phấm phụ của quá trình là (6S, 12aR)-tada\aỉi\. Quá trình đồng phân hóa tạo
thành sản phẩm phụ (ốS,72a/?)-tadalafil 26 được mô tả theo sơ đồ 1.2.
sCOOMe

XOOMe

CHO

NH

sCOOMe
NH

+

c
TFA

H
20

19

°^o

(+ ) -

24a

Tadalafil

L¿

24b

(■+)-6-epi-Tciladafil

Sơ đô 1.2: Quá trình hình thành sản phâm diastereome tadala/il
1.2.2. Tong hợp dẫn xuất diketopiperazine theo

w. Jmng bằng phản

úng

Pictet-Spengler [38].
Đây là phương pháp tổng họp lập thể hiệu quả để tổng họp (+) tadalafil
(sơ đồ 1.3).

Nguyên Thị Huyền

10

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

Theo quy trình này, phản ứng của D-tryptophan metyl este hydrochlorua
27 với piperonal trong điều kiện đun hồi lưu 4 giờ, dung môi nitrometan tạo
thành hợp chất 28 với hiệu suất 94% và độ tinh khiết quang học đạt 98% .
Giai đoạn thứ hai là phản ứng của muối hydrochloma cứ-tetrahydro-Ị3cacboline 28 với cloroacetyl clorua trong dung môi diclorometan ở nhiệt độ

0°c sử dụng xúc tác trietylamin tạo thành dẫn xuất N-cloroaxetyl 25 với hiệu
suất đạt 92 %. Giai đoạn cuối là phản ứng acyl hóa và đóng vòng trung gian
25 với metylamin trong dung môi DMF ở nhiệt độ phòng tạo thành tadalaíil
18 đạt hiệu suất 95%. Hiệu suất tông của cả quá trình đạt 82%, độ tinh khiết
quang học của sản phẩm tadalafil đạt trên 98%.

25

18 (+)-Tadalafil

Sơ đồ 1.3: Tỏng hợp tcidalcifil bằng phản ứng Pictet-Spengle
Đây là quy trình phản ứng đáp ứng tương đối tốt yêu cầu hiệu suất và
chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên quá tình tinh chế sản phẩm cũng cần được
chú trọng ở quy mô lớn.

Nguyễn Thị Huyền

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

1.2.3. Tằng họp dẫn xuất diketopiperazine theo D. Ben-Zion và B.D.
Pandurang [39],[40].
Theo các tác giả D. Ben-Zion và B.D. Pandurang, quy trình tổng hợp
tadalafil gồm 4 giai đoạn chính.
Theo các tác giả D. Ben-Zion và B.D. Pandurang, quy trình tống hợp

tadalafil gồm 4 giai đoạn chính. Giai đoạn đầu là phản ứng este hóa của Dtryptophan với metanol sử dụng tác nhân hoạt hóa SOCl2. Giai đoạn thứ hai là
phản ứng của của D-tryptophan metyl este hydroclorua với piperonal với
dung môi dimetylaxetamit ở 70°c trong thòi gian 35 giò’ thu được chất chìa
khóa trung gian 24. Giai đoạn tiếp theo là phản ứng của 24 với cloroacetyl
clorua có mặt N aH C 0 3 trong dung môi CH 2C12 tạo thành trung gian 25. Giai
đoạn cuối cùng là phản ứng acyl hóa và đóng vòng sử dụng metylamin thu
được tadalafil 18.

Nguyễn Thị Huyền

12

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

COOMe
\

CHO

NH2HC1

+

o
20

Ọ

^

CH^N'cCH
h3
ÒH3

--------------------------Na2S 0 4,

70°c, 35h

c h 3n h 2

60°c, 4-10h

Sơ đỗ 1.4: Tống hợp tadalafil theo D. Ben-Zỉon VCI B.D. Pandurang
1.2.4. Tống họp dẫn xuất diketopiperaiine từ L-tryptophan metyl este [41].
Xuất phát từ nguồn nguyên liệu đầu là L-tryptophan metyl este, trải qua
tám giai đoạn thu được tadalafil với hiệu suất tống 46% (Sơ đồ 1.5).

Nguyễn Thị Huyền

13

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học
.C O O M e
CHO
B e n z y l cloru aform

o
30

K 2 C O 3 , 5°c,

ó

2

h, 94°

V-Ó

20

.C O O M e

"ỊỊ^OBn + 32

o

P d/C , H 2

i-P r-O H

34

E tO H , 12h, 98%

62%

„COOMe

COOM e

c i c o c h 2c l , k 2c o

3

EtO H , 5 ° c , 2h, 94%

18 (+ )-T a d a la fíl

Sơ đồ 1.5: Tống ĩiợp tadalafil từ L-tryptophan metyl este
Quy trình này không có ý nghĩa thực tiễn vì qua quá nhiều giai đoạn, làm
cho hiệu suất của toàn bộ quá trình rất thấp. Tuy nhiên các xúc tác đồng phân
hóa đã chỉ ra vai trò rất quan trọng trong quá trình điều khiến lập thể tức là
sản phẩm chỉ thu được là tadalaíìl 18.
1.2.5. Nhóm tác giả Nguyễn Văn Tuyến và cộng sự [45].
Trong nước hiện nay, đã có 3 loại thuốc chữa trị cương dương được đăng
ký tại Việt Nam. Đa số là thuốc có nhãn hiệu của công ty chủ sáng chế nên
giá thành còn cao, người bệnh khó tiếp cận. Ngoài ra, nhà sản xuất được Bộ Y
Te cấp phép là Xí nghiệp dược phâm 150 Cophavina, Bộ quốc phòng, đang
sản xuất thuốc Tadalafil từ nguồn nguyên liệu nhập ngoại nhưng giá thành
vẫn cao.

Nguyễn Thị Huyền

14

Lớp K37C - Hóa học


Trường ĐHSP Hà Nội 2

Khóa luận tốt nghiệp Đại học

Nhóm tác giả Nguyễn Văn Tuyến và cộng sự đã công bố các kết quả
tống họp hơn 20 dẫn xuất của tadalafil từ chất đầu L-tryptophan etyl este và
các benzandehyt thế. Quy trình phản ứng gồm 3 giai đoạn theo (sơ đồ 1.6).
.COOEt

(\COOEt

CHO

nh2

NH

N

H

19a

R

a

Ụ
T

34

a. Benzen, 24h
b. C1CH2C0C1, N aH C 03, H20 , EtOAc

35a

rkìJi

35b

R

R

/ ~ \ ^ , vsCOOEt

,\COOEt

'j j V i r t i
rl r r\
36a

c. R ,N H 2, EtOH, 24h
R

R: H, OMe, Br
R,: Me, Pr, Bu, C6H5CH2, C1C6H4C12

Sơ đồ 1.6 : Tông hợp các dân xuất tadalafil từ L-tryptop han etyl es te
Phản ứng ngưng tụ của L-tryptophan etyl este 19a với các benzadehyt
thế 34 tạo thành các dẫn xuất 35a-b có hiệu suất từ 91-98%. Tuy nhiên với
điều kiện đun hồi lun trong dung môi benzen và không sử dụng xúc tác, tỷ lệ
hai đồng phân lập thể 35a/35b vào khoảng 30/70. Hai đồng phân này dễ dàng
được tách ra bằng phương pháp sắc ký cột và phương pháp kết tinh nhận được
hai đối quang.

Nguyễn Thị Huyền

15

Lớp K37C - Hóa học