Nghiên cứu tổng hợp altretamin bằng phản ứng đóng vòng n,n dimethylcyanamid

^

_____________

b A i n g h iê n c ứ u 'c ầ i

Nghiên cứu tổng hợp Altretamin
bằng phản ứng đóng vòng
N,N-dimethylcyanamid
STUDY ON SYNTHESIS OF ALT RETAMINE USING CYCLIZATION REACTION OF N,N-DIMETHYLCYANAMID
Đ in h T h i T h a n h H ả i*, Đ o à n M in h S a n g *, T rầ n V iệ t H ù n g * *

* Bộ môn Hoá hữu cơ, Trường Đại học DượcHà Nội
**Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương - Bộ Ytế

SUMMARY
A ltr e ta m in e ( h e x a m e th y lm e la m in ) is a p o te n t a n t it u m o u r c o m p o u n d u s e d in th e tr e a tm e n t o f lu n g , b re a s t, o v a r ia n c a n c e r. T h e
e a rlie s t k n o w n s y n th e s is o f a ltr e ta m in e , b y D o n a ld W. K a is e r e t al., is r e p o rte d in 1951. In la s t w o r k w e r e p o rte d th e re s u lts in im p r o v in g
th e D o n a l VJ. K a is e r's p r o c e d u re a n d o b ta in e d a ltr e ta m in e in th e y ie ld o f 7 3 % a n d u s in g th e a p p lic a tio n o f m ic r o w a v e te c h n o lo g y in
s y n th e s is o f a lt r e t a m in . H e re in , w e d e s c rib e d a m e th o d fo r m a k in g a ltr e ta m in e u s in g c y c liz a tio n re a c tio n o f N ,N -d im e th y ic y a n a m id e
in t h e p re s e n c e o ftr is ( d im e th y la m id o ) a lu m in iu m . T h e s tru c tu re o f s y n th e s iz e d a ltr e ta m in e h a s b e e n c o n fir m e d b y IR, ’ H -N M R , ’^C -N M R
a n d m a s s s p e c tro s c o p y . T h e q u a lity o f s y n th e s iz e d a ltr e ta m in e w a s c o n tr o lle d a n d m e e ts th e re q u ie r m e n t o f USP 30.
Key word; A ltre ta m in e , c y c liz a tio n r e a c tio n , d im e th y lc y a n a m id e , sy n th e s is .

Đặt vấn đề
Altretamin (hexamethylmelamin) là thuốc chống
ung thư đã được sử dụng trong Y học để điểu trị
ung thư phổi, ung thư buồng trứng, ung thư vú, là
các loại ung thư phổ biến nhất. Loại thuốc này hiện
đang được sử dụng trong điểu trị ung thư với các
biệt dược như Hexastat (Pháp), Hexinawas (Tây Ban

Nha), Altretamin (Mỹ), Hexalen (US Bioscience - Mỹ)
v.v...[1]. Quy trình tổng hợp altretamine đã được
công bố bởi Donald w. Kaiser và cộng sự năm 1951
[5]. Trong các báo cáo trước đây, chúng tôi đã công

Thông tin t ^ c

So 2/2011

bố kết quả nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp
altretamin của Donald w. Kaiser phù hợp với điểu
kiện thực tiễn Việt Nam và các nghiên cứu về ứng
dụng kỹ thuật vi sóng và xúc tác zeolit trong tổng
hợp Altretamin đi từ nguyên liệu đẩu là cỵanuric
clorid và dimethỵlamin [2],[3].
Trong công trình này chúng tôi công bố kết
quả nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp
altretamin bằng phản ứng đóng vòng và nguyên
liệu ban đẩu là /V,/V-dimethylcyanamicl và xúc tác
tris(dimethylamido)aluminium.


Thực nghiệm và kết quả
Dung môi, hóa chất và dụng cụ
Nguyên liệu, hóa chất: A/,Ạ/-dimethylcyanamid,
tris(dimethylamido)aluminium, cồn tuyệt đối, ethyl
acetat, natri clorid khan, altretamin chuẩn.
Thiết bị: Sử dụng các thiết bị tổng hợp hữu cơ
thông thường, sắc kýlớp mỏng (SKLM) được tiến hành
trên bản mỏng silicagel Kieselgel 60 F254 (Merck),

nhiệt độ nóng chảy đo trên máy Electrothermal
Digital. Các thiết bị ghi phổ hồng ngoại (IR), phổ khối
lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân {'H-NMR
v a ’2C-NMR).
Phương pháp nghiên cứu
Áp dụng phương pháp thực nghiệm trong hóa
học hữu cơ để tổng hợp sản phẩm dự kiến. Theo dõi
tiến trình phản ứng tổng hợp bằng SKLM. Xác định
cấu trúc của altretamin tổng hợp được dựa trên kết
quả phân tích phổ hồng ngoại (IR) và phổ khối lượng
(MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân CH-NMR và '^CNMR). Kiểm nghiệm kiểm nghiệm altretamin tổng
hợp được theo tiêu chuẩn của Dược điển Mỹ USP30
(2007) [7],
Kết quả
Kết quả tổng hợp hoá học

H^c
N

H-jd

c ‘N

[AI{NMe2)il2
-------------------

N
HsC-fg'' ''M
I

CH;i

MW:70,5
N.Mmethỵlcỵonomid

MW:467

kết tinh lại thu được.
Trong quá trình nghiên cứu, sử dụng qui trình
tổng hợp chung mô tả trên đây, chúng tôi đã tiến
hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất
của phản ứng nhưtỷlệ mol các chất tham gia phản
ứng, thời gian phản ứng, dung môi phản ứng. Kết
quả nghiên cứu thực nghiệm sơ bộ của chúng tôi,
cũng như công bố trong các tài liệu mà chúng tôi
tham khảo được cho thấy nhiệt độ tiến hành phản
ứng thích hợp là nhiệt độ phòng [6 ].
Kết quả khảo sớt cụ thể như sau:
Khảo sát ảnh hưởng của thời gian tiến hành phản
ứng: Trong công bố của Peter Dornan và cộng sự
không để cập đến thời gian tiến hành phản ứng. Tuy
nhiên, trong một công bố khác của Antonio Herrera
và cộng sự, thời gian của phản ứng đóng vòng trime
hóa để tạo nên các dẫn xuất 1,3,5-triazin với xúc tác
Tf20 (Trifluoromethanesulfonic anhỵdride) là 12h
[4].Từđó, chúng tôi tiến hành khảo sát các mốc thời
gian tiến hành phản ứng từ 12-28h. Các thông số
khác được cố định như sau: Tỷ lệ dimethylcyanamid/
tris(dimethyl-amido)aluminium = 1 :0 , 0 1 ;dung môi là
n-hexan; tiến hành phản ứng ở nhiệt độ phòng. Với

mỗi mốc thời gian, chúng tôi tiến hành 5 thí nghiệm
khác nhau và lấy kết quả trung bình. Kết quả được
ghi ở bảng 1 .
Bầng 1. Hiệu suát phản ứng tổng hợp theo thời giơn tiến hành phản ứng

CH.

MW :2W

Thời gian (h)

12

16

20

24

28

Hiệu suất (%)

38

58

66

80

80,1

Altretomin

Sơ đồ phản ứng:
Trong còng trình này chúng tôi đã tiến hành
nghiên cứu tổng hợp altretamin bằng phản ứng
đóng vòng /V,A/-dimethỵlcyanamicl với xúc tác
tris(dimethylamido)aluminium dựa trên phương
pháp tổng hợp altretamin của tác giả Peter Doman
và cộng sự [6 ].
Qui trình tổng hợp bao gồm các bước như sau:
- Bước 1: Khuấy trộn hỗn hợp N,Ndimethỵlcyanamid
và
tris(dimethyl-annido)
aluminium trong n-hexan, ở nhiệt độ phòng. Hỗn
hợp đục dần và xuất hiện tủa trắng.
- Bước 2: Sau khi kết thúc phản ứng, cất quay loại
dung môi.
- Xử lý hỗn hợp phản ứng: hòa tan trong hỗn hợp
dung môi EtOAc : H p . Chiết lớp dung môi hữu cơ,
rửa hai lẩn với dung dịch NaCI bão hòa, gạn lấy lớp
AcOEt và làm khan bằng Na^so^ khan. Lọc. Cất quay
loại dung môi AcOEt. Tinh chế bằng phương pháp

Nhận xét: kết quả khảo sát ảnh hưởng của thời
gian đến hiệu suất của phản ứng cho thấy thời gian
thích hợp cho phản ứng tổng hợp altretamin là 24h.
Khi tăng thời gian của phản ứng tổng hợp thì hiệu

suất của phản ứng tổng hợp thay đổi không đáng
kể.
Khảo sát ảnh hưởng của dung môi phản ứng:
Từ kết quả trên, chúng tôi cố định thời gian tiến
hành phản ứng 24h cùng các thông số khác và
khảo sát hiệu suất của phản ứng tổng hợp khi
thay đổi các dung môi phản ứng khác nhau. Theo
một số tài liệu mà chúng tôi tham khảo được về
phản ứng đóng vòng để tổng hợp một số dẫn chất
1,3/5-triazin, các dung môi thường được sử dụng
là dicloromethan, tetrahydrofuran (THF), hexan,
cyclohexan...[4]. Chúng tôi tiến hành thí nghiệm
đối với 5 dung môi: dicloromethan, tricloromethan,
tetraclorocarbon, n-hexan, cyclohexan. Với mỗi
dung môi, chúng tôi tiến hành 5 thí nghiệm khác
nhau và lấy kết quả trung bình. Kết quả được thể


BÀI NGHIÊN CỨU > %
hiện ở bảng 2 .
Báng 2. Hiệu suốt phàn ứng theo các dung môi tiẽỉì hành phân ứng
Dung môi
phản ứng

Dicloromethan

Tricloromethan

Tetraclorocarbon

n-Hexan

Cyclũhexan

Hiệu suất

45,6%

46,8%

38,0%

80,8%

75,0%

Nhận xét: kết quả khảo sát ảnh hưởng của dung
mỏi phản ứng đến hiệu suất của phản ứng đóng
vòng tổng hợp altretamin cho thấy dung môi thích
hợp cho phản ứng đóng vòng tổng hợp altretamin
là n-hexan.
- Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol các hợp phân
tham gia phán ứng: Từ các kết quả trên, chúng tôi
tiến hành phản ứng tổng hợp theo quy trình với
các thông số được duy trì như sau: dung môi phản
ứng là n-hexan; thời gian tiến hành phản ứng
tổng hợp là 24h; tiến hành phản ứng ở nhiệt độ
phòng. Chúng tôi tiến hành khảo sát 5 tỷ lệ mol của
tris(dimethỵlamido)aluminium/ dimethỵlcyanamid
để khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol các hợp phẩn

tham gia phản ứng tới hiệu suất phản ứng tổng hợp.
Với mỗi tỷ lệ, chúng tôi tiến hành 5 thí nghiệm khác
nhau và lấy kết quả trung bình. Kết quả được thể
hiện ở bảng 3.
Bàng i. Hiệu suốt theo tỷ lệ mol các hợp phán thũm giũ phán ứng

STT

Tỷ lệ dimethylcyanamid
/tris(ditnethylamido)aluminium

1

1:0.01

80,0

172,5-173,0

2

1:0.0125

82,0

172,8- 173,4

3

1:0.015

81,6

172,6-173,3

4

1:0.0175

82,0

172,0-173,0

5

1:0.02

82,0

172,8-173,5

Hiêu suất
■(%)

Nhiệt độ
nóng chẩy
(“C)

Nhận xét: từ kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ
lệ xúc tác Tris(dimethylamido)aluminium đến hiệu

suất phản ứng tổng hợp, chúng tôi nhận thấy với tỉ lệ
dimethylcyanamid/tris(dimethylamido)aluminium
= 1:0,0125 cho hiệu suất của phản ứng tổng hợp
là cao nhất (82%). Khi tăng tỷ lệ lên, hiệu suất thay
đổi không đáng kể. Như vậy tỉ lệ dimethylcyanamid/
tris(dimethylamido)-aluminium thích hợp là 1 :
0,0125
Thực nghiệm tổng hợp Altretamin
Sau khi khảo sát các thông số thích hợp, chúng
tôi xây dựng được quy trình tổng hợp altretamin như
sau:

Cân khoảng 70,5g (Imol) dimethylcỵanamid và
5,83g tris(dimethylamido)-aluminium (0,0125mol
%) hòa tan trong 200ml n-hexan. Khuấy ở nhiệt độ
phòng. Hỗn hợp đục dần và xuất hiện tủa trắng. Sau
24h, kết thúc phản ứng và xử lý hỗn hợp bằng cách
cất quay loại dung môi.
Xửlýhỗn hợp phản ứng: Cắn thô thu được hòa tan
trong 800ml hỗn hợp dung môi EtOAc: HjO. Dùng
phễu chiết, chiết lớp dung môi hữu cơ sau đó rửa
lớp EtOAc hai lần, mỗi lần với 120ml dung dịch NaCI
bão hòa. Rồi gạn lớp EtOAc và làm khan bằng Na^so^
khan. Lọc qua phễu lọcthủytinh. cất quay loại dung
môi EtOAc thu được cắn thô.
Tinh chế bằng phương pháp kết tinh lại thu được
sản phẩm có tinh thể hình kim màu trắng. Hiệu suất
80%; nhiệt độ nóng chảy 174-175°c.
Kết quá xác định cấu trúc của altretamin tổng hợp
được

Để khẳng định cấu trúc của altretamin tổng hợp
được chúng tôi đã tiến hành phân tích phổ IR, MS,
'H-NMR, '^C-NMR của altretamin tổng hợp được so
sánh với kết quả phân tích phổ IR, MS, 'H-NMR, '^CNMR của altretamin chuẩn.
Từ kết quả phân tích phổ uv, IR, MS, 'H-NMR,
- NMR của altretamin tổng hợp được và altretamin
chuẩn cho phép chúng tôi kết luận altretamin tổng
hợp được tinh khiết và có cấu trúc đúng như dự
kiến.
Kết quả kiểm nghiệm altretamin theo tiêu chuẩn
DượcđienMỹUSPSO
Sau khi thử độ tinh khiết và xác định cấu trúc của
altretamin tổng hợp được chúng tôi đã tiến hành
kiểm nghiệm altretamin tổng hợp được theo tiêu
chuẩn của Dược điển Mỹ USP30 (2007) [7], tại phòng
Hoá lý - Khoa Vật lý đo lường - Viện Kiểm nghiệm
thuốc trung ương - Bộ Y Tế.
c/)ấf chuẩn; Altretamin của hãng Aldrich (USA).
Kết quả kiểm nghiệm: Càn cứ theo kết quả của
phiếu kiểm nghiệm SỐ41G 181, ngày 24/01/2011 của
Viện Kiểm nghiệm thuốc trung ương - Bộ Y Tế cho
thấy altretamin tổng hợp được đạt yêu cầu chỉ tiêu
định tính và định lượng theo Dược điển Mỹ USP 30
(2007).
Kết luận
Đã tiến hành khảo sát các thông sốcủa phản ứng
tổng hợp altretamin và xác định được các thông số
thích hợp cho phản ứng tổng hợp altretamin bằng
phản ứng đóng vòng /V,Ạ/-dimethylcỵanamid với
xúc tác tris(dimethylamido)-aluminium: Dung môi

phản ứng thích hợp là n-hexan, thời gian tiến hành


Bàng 4. Két quá phân tích phổIR, MS, 'H-NMR, ’Ĩ-N M R
Altretamin chuẩn

Altretamin tổng hợp được

IR (KBrL
V max™ ' 0 s max e m '

2865 (Carom-N-CH^); 2781 (C-H/CHj-N); 1540 (C= N);
1390 (CH3); 1212 (C-N)

2860 (Carom-N-CHJ; 2776 (C -H /C H 3 -N ), 1539 (C = N); 1388
( - C H j) ;1 2 1 3 ( C -N )

El M S ( m /z ,% )

2 1 0 ( M 1 ; 1 95 [M + -.C H 3 ]; 1 67 [M + - N (C H ,)J ; 152

210 ( M 1 ; 195 [M+ -.C H 3 ] ; 167 [M+ - N iC H j)^ ]; 152 [195

[1 9 5 - N P j l J ; 9 6 [1 6 7 - [N H = .C -N (C H 3 ) J ; 81 [1 5 2 -

- N(CH 3 ) ^ 9 6 [1 6 7 - [N H = .C -N (C H j)j ]; 81 [1 5 2 - N H = .C -

N H = .C -N (C H 3 )"]

N(CH,ụ

'H-NMR(ppm)

3,03 (s,18H,6-CHj)

3,03(s,18H,6-CH,)

'^C-NMR(ppnn)

165,09 (s,3C,^„,J, 35,06 (s,6C,6-CH,)

165,09(s,3 C ,„,J ,3 5 ,0 5 ( s,6C,6-CH3)

Số liệu phân tích phổ

phản ứng tổng hợp là 24h, nhiệt độ của phản ứng
lành/êfđộphòng, tỷlệxúctáctris(dim ethyla m ido)
aluminium thích hợp là /\/,/\/-dimethylcyanamid/
tris(dimethylamido)aluminium = 1:0,0125.
Đã xây dựng được quy trình tổng hợp được

altretaminđạttiêu chuẩn dược dụng bằng phản ứng
đóng vòng từ A/,W-dimethylcyanamicl quy mô 50g
với các thông số thích hợp, đạt hiệu suất 80%.

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đỗ Trung Đàm (1995), Thuốc chữa ung thư, NXB Y học Hà Nội, trang 137-138.
2. Đinh Thị Thanh Hải, Hoàng Thu Trang (2010), "Nghiên cứu tổng hợp thuốc điều trị ung thư Altretamin", Tạp chí Dược học, sổ 407,
trang 25-27,50.
3. Đinh Thị Thanh Hải, Lê Văn Mạnh (2010), "Nghiên cứu tổng hợp thuốc điều trị ung thư Altretamin", Tạp chí Dược học, số 410, trang

34-37.
4. Antonio Herrera, Roberto Martinez et al. (2004), "A partical and easy synthesis o f 2,4,6-trisubstituted-s-triazines", Synthesis, No4,
pp. 503-505.

w. Kaiser et al. (1951), "Cyanuric cloride derivatives", Journal o f American Chemistry Society, Vol.73, pp. 2984-2986.
6. Peter Dornan et al. (2008), "Atom efficient cyclotrimerization o f dimethylcyanamide catalyzed by aluminium amide: acombined
5. Donald

experimental and theoretical investigation”. Chemical Communication, Vol.44, pp. 3645-3647.
7. USP 30 (2007),The United States Pharmacopeia, The United States Pharmacopeial convention, Inc., volum II, p.l 330.

SỖ 2/2011 i Nghiên Cứu duợcThông tin thuốc ■45