Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp levothyroxin mononatri và liothyronin mononatri từ L-tyrosin (FULL TEXT)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

BỘ Y TẾ

NGUYỄN THỊ NGỌC HÀ

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH
TỔNG HỢP LEVOTHYROXIN
MONONATRI VÀ LIOTHYRONIN
MONONATRI TỪ L-TYROSIN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNGăĐẠI HỌCăDƯỢC HÀ NỘI

BỘ Y TẾ

NGUY N THỊ NGỌC HÀ

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH
TỔNG HỢP LEVOTHYROXIN
MONONATRI VÀ LIOTHYRONIN
MONONATRI TỪ L-TYROSIN
LUẬN ÁN TIẾNăSĨăDƯỢC HỌC
CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ D ỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ THUỐC
MÃ SỐ: 62720402

Ng ời h ớng dẫn khoa học:
1. PGS. TS. Nguy năĐìnhăLuyện
2. TS. Nguy năV năHân

HÀ NỘI,ăN Mă2016


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong
bất kỳ công trình nào khác.
Nguyễn Thị Ngọc Hà

i


Lời cảm ơn
Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc đến:
PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện
TS. Nguyễn Văn Hân
Những người thầy đã nhiệt tình hướng dẫn và hết lòng giúp đỡ tôi
trong quá trình thực hiện luận án này.
Tôi xin cảm ơn TS. Nguyễn Văn Hải, ThS. Nguyễn Văn Giang
cùng toàn thể các thầy cô giáo, kỹ thuật viên Bộ môn Công nghiệp
Dược, Bộ môn Hóa Đại cương Vô cơ đã giúp đỡ tôi trong quá trình
công tác, học tập và thực hiện đề tài.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban Giám hiệu, phòng
Đào tạo Sau đại học, phòng Tổ chức cán bộ, các Bộ môn và Phòng ban
chức năng - trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho

tôi trong thời gian học tập và hoàn thành luận án.
Cảm ơn sự phối hợp và giúp đỡ của các anh chị Phòng cộng
hưởng từ - Viện Hóa học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam,
Phòng Phổ khối - Viện Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm
Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới ba, mẹ, chồng và hai
con, người thân, bạn bè đã luôn là những người động viên là động lực
giúp tôi phấn đấu hoàn thành luận án.
Một lần nữa, xin cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu mà mọi
người đã dành cho tôi.
Nguyễn Thị Ngọc Hà

ii


M CL C
Trang
Lời cam đoan………………………………………………………….... i
Lời c m ơn…………………………………………………………....... ii
M c l c……………………………………………………………......... iii
Danh m c các chữ và các ký hi u vi t tắt ………………………........... vii
Danh m c các b ng…………………………………………………...... x
Danh m c các hình…………………………………………………….. xii
Ch

ĐẶT V N Đ

1

ng 1. T NG QUAN

3

1.1. T ng quan v levothyroxin vƠ liothyronin…..…………............. 3
1.1.1. Levothyroxin……………………………………......................... 3
1.1.2. Liothyronin………………………………………………………. 5
1.1.3. Tác d ng dư c lý của hormon tuy n giáp……………………….. 6
1.2. Các ph

ng pháp t ng h p levothyroxin mononatri và

liothyronin mononatri…………………………………………… 7
1.2.1. Phương pháp tổng h p từ levothyroxin mononatri và liothyronin
mononatri 3,5-diiodo-L-thyronin…..……………………………. 7
1.2.2. Các phương pháp khác…………………………………………... 16
1.3. Các ph

ng pháp t o h p ch t diaryl ether…………………… 18

1.3.1. Phương pháp ghép đôi nhờ xúc tác đồng………………………... 18
1.3.2. Ph n ứng th ái nhân trên nhân thơm……………………………. 26
1.3.3. Ph n ứng oxy hóa t o liên k t diaryl ether………………………. 29
1.3.4. Phương pháp khác……………………………………………….. 30
1.4. Phân tích, l a chọn h ớng nghiên c u…………………………. 34
Ch

ng 2. NGUYÊN LI U, TRANG THI T B VÀ PH
PHÁP NGHIÊN C U

iii

NG
36


2.1. Nguyên li u………………………………………………………... 36
2.2. Trang thi t b ………………………………………....................... 38
2.3. Nội dung vƠ ph

ng pháp nghiên c u………………………….. 40

2.3.1. Nội dung nghiên cứu……………………………......................... 40
2.3.2. Phương pháp nghiên cứu………………………………………… 41
Ch

ng 3. TH C NGHI M VÀ K T QU NGHIÊN C U

44

3.1. T ng h p hóa học………………………………………………… 44
3.1.1. T ng h p O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl
ester……………………………………………………………… 44
3.1.1.1. Phương pháp mới tổng hợp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-Lthyronin ethyl ester -

ng dụng phương pháp tạo ether Ullmann 45

3.1.1.1.1. Tổng h p N-acetyl-3,5-diiodo-L-tyrosin ethyl ester ………... 45
3.1.1.1.2. Tổng h p O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl
ester theo phương pháp t o ether Ullmann…………………... 50
3.1.1.2. Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl

ester theo phương pháp c a J. R. Chalmers và P. Bracco…... 53
3.1.1.2.1. Tổng h p 3,5-dinitro-L-tyrosin ..……………………………. 54
3.1.1.2.2. Tổng h p 3,5-dinitro-N-acetyl-L-tyrosin …..……………….. 55
3.1.1.2.3. Tổng h p 3,5-dinitro-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester …...…… 56
3.1.1.2.4. Tổng h p 3,5-dinitro-O-(p-methoxyphenyl)-N-acetyl-Ltyrosin ethyl ester …..………………………………………. 58
3.1.1.2.5. Tổng h p 3,5-diamin-O-(p-methoxyphenyl)-N-acetyl-Ltyrosin ethyl ester …..………………………………………. 60
3.1.1.2.6. Tổng h p O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl
ester …….……….…………………………………............... 62
3.1.1.3. Tổng hợp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl
ester theo phương pháp c a G. Hillmann………...................... 65

iv


3.1.1.3.1. Tổng h p 4,4’-dimethoxydiphenyliodoni iodid ……………

65

3.1.1.3.2. Tổng h p O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl
ester …………………….…………………………………… 66
3.1.2. T ng h p 3,5-diiodo-L-thyronin ……………………………… 67
3.1.3. T ng h p và tinh ch levothyroxin mononatri …….………… 68
3.1.3.1. Tổng hợp monolevothyroxin …….…………………………… 68
3.1.3.2. Tinh chế levothyroxin ……...………………………………… 69
3.1.3.3. So sánh và lựa chọn phương pháp tổng hợp levothyroxin …. 70
3.1.3.4. Tạo muối levothyroxin mononatri …………………………… 73
3.1.4. T ng h p và tinh ch liothyronin mononatri ………………… 75
3.1.5. Triển khai quy trình t ng h p levothyroxin mononatri và
liothyronin mononatri ….……………...……………………… 86
3.1.5.1. Triển khai tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin từ L-tyrosin…… 88

3.1.5.2. Triển khai tổng hợp levothyroxin mononatri từ 3,5-diiodoL-thyronin ……………...…………………………………… 93
3.1.5.3. Triển khai tổng hợp liothyronin mononatri từ 3,5-diiodo-Lthyronin ………………..…………………………………… 95
3.1.6. Kiểm tra ch t l

ng s n phẩm theo tiêu chuẩn d

c

điển…............................................................................................ 97
3.2. Đánh giá độ n đ nh vƠ xác đ nh tu i thọ c a levothyroxin
mononatri và liothyronin mononatri ....................................... 98
3.3. Đánh giá độc tính c p c a levothyroxin mononatri và
liothyronin mononatri………………………………………… 106
Ch

ng 4. BÀN LUẬN

109

4.1. T ng h p hóa học………………………………………………… 109
4.2. Khẳng đ nh c u trúc……………………………………………... 126
4.3. Độ n đ nh………………………………………………………… 132

v


4.4. Độc tính c p………………………………………………………. 132
K T LUẬN VÀ Đ XU T
DANH M C CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN
QUAN Đ N Đ TÀI LUẬN ÁN

TÀI LI U THAM KH O
DANH M C PH L C
PH L C

vi

134


DANH MỤC CÁC CH

Ch đầy đủ hoặc nghĩa ti ng Vi t

Ch vi t t t
13

C-NMR

VÀ KÝ HI U VI T T T

Phổ cộng h ởng từ hạt nhân carbon-13 (Carbon13- Nuclear
Magnetic Resonance)

1

H-NMR

Phổ cộng h ởng từ hạt nhân proton (Proton- Nuclear
Magnetic Resonance)

Ac

Acetyl (CH3CO-)

Acac

Acetyl acetonat

ACN

Acetonitril

bh

Bão hòa

Bn

Benzyl

Boc

Butyloxycarbonyl

Bu

Butyl

Cbz

Carboxybenzyl

DIT

3,5-diiodo-L-tyrosin

DMAP

4-dimethylaminopyridin

DMF

Dimethylformamid [HCON(CH3)2]

DMSO

Dimethyl sulfoxid [(CH3)2S=O]

EI

Ion hóa va chạm điện tử (electron impact)

eq

Đ ơng l ợng (equivalent)

In situ

Tại chỗ

ESI

Ion hóa phun mù điện tử (electrospray ionization)

Et

Ethyl (C2H5-)

HPLC

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High-performance liquid
chromatography)

HSP

Hiệu suất phản ứng

vii


IR

Phổ hồng ngoại (Infrared Spectrophotometer)

kl/tt

Khối l ợng / thể tích

KLSP

Khối l ợng sản phẩm

L

Phối tử (ligand)

Me

Methyl (CH3-)

MIT

3-iodo-L-tyrosin

MS

Phổ khối l ợng (Mass Spectrometry)

NMP

N-methyl pyrrolidon

nt

Nh trên

OECD

Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (Organization for
Economic Co-operation and Development)

Pr

Propyl

Rf

Hệ số l u giữ (retention factor)

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

SP

Sản phẩm

T2

Diiodothyronin (3,5-diiodo-thyronin)

T3

Triiodothyronin, liothyronin (3,5,3’-triiodo-thyronin)

T3 Na

Liothyronin mononatri

T3 diNa

Liothyronin dinatri

T4

Tetraiodothyronin, levothyroxin (3,5,3’,5’-tetraiodothyronin)

T4 Na

Levothyroxin mononatri

T4 diNa

Levothyroxin dinatri

tonc

Nhiệt độ nóng chảy

TBS

tert-Butyldimethylsilyl

TMHD

2,2,6,6-tetramethylheptan-3,5-dion

TRH

Yếu tố giải phóng thyrotropin (thyrotropin-releasing

viii


hormone)
Ts

Tosyl (p-CH3-C6H4-SO2-)

TSH

Hormon kích thích tuyến giáp (thyroid-stimulating hormone,
hay thyrotropin)

TsOH

Acid p-toluensulfonic

ix


DANH MỤC CÁC B NG
Số b ng

Tên b ng

1.1

Ph n ứng Ullmann đối với các hợp chất tự nhiên có liên kết
diaryl ether không ph i là các aminoacid……………………

1.2

Trang

19

Ph n ứng Ullmann đối với các hợp chất tự nhiên có liên kết
diaryl ether là các aminoacid………………………………...

22

1.3

Ph n ứng Ullmann với các acid arylboronic [X=B(OH)2]…..

25

1.4

Các hợp chất có cấu trúc diaryl ether Xiaoyan Liu và cộng
sự đã tổng hợp thành công…………………………………...

1.5

30

Các aryl halogenid và phenol ph n ứng t o liên kết diaryl
ether của Ying-Peng Zhang và cộng sự……………………...

33

2.1

Hóa chất, dung môi dùng trong thực nghiệm………………..

36

2.2

Trang thiết bị dùng trong thực nghiệm………………………

39

3.1

Kết qu kh o sát nh hưởng của các yếu tố đến hiệu suất t o
O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl ester theo
phương pháp Ullmann……………………………………….

52

3.2

nh hưởng của dung môi đến hiệu suất ph n ứng khử (n=3).

61

3.3

So sánh các phương pháp tổng hợp levothyroxin..…………..

72

3.4

So sánh các điều kiện ph n ứng tổng hợp liothyronin và
levothyroxin từ 3,5-diiodo-L-thyronin………………………

79

3.5

Kết qu kh o sát tổng hợp các chất trung gian và s n phẩm...

80

3.6

B ng dữ liệu phổ IR của các chất trung gian và s n phẩm…..

81

3.7

B ng dữ liệu phổ MS của các chất trung gian và s n phẩm…

82

3.8

B ng dữ liệu phổ 1H-NMR của các chất trung gian và s n
phẩm………………………………………………………….

3.9

B ng dữ liệu phổ 13C-NMR của các chất trung gian và s n

x

82


phẩm………………………………………………………….
3.10

Hiệu suất các mẻ điều chế 3,5-dinitro-O-(p-methoxyphenyl)N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester ………………………

3.11

90

Kết qu các ph n ứng khử hóa điều chế 3,5-diamino-O-(pmethoxyphenyl)-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester……...………

3.12

84

Kết qu

91

các ph n ứng điều chế O-methyl-N-acetyl-3,5-

diodo-L-thyronin ethyl ester…..……………………………..

92

3.13

Kết qu các ph n ứng điều chế 3,5-diiodo-L-thyronin………

93

3.14

Kết qu các ph n ứng điều chế levothyroxin mononatri….…

95

3.15

Kết qu các ph n ứng điều chế liothyronin mononatri………

96

3.16

Tiêu chuẩn kiểm nghiệm liothyronin mononatri theo USP 34

97

3.17

Tiêu chuẩn kiểm nghiệm levothyroxin mononatri theo BP
2010………………………………………………………….

98

3.18

Kết qu thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 1……………….

99

3.19

Kết qu thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 2……………….

99

3.20

Kết qu thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 3……………….

100

3.21

Kết qu thử nghiệm dài h n mẫu số 1……………………….

100

3.22

Kết qu thử nghiệm dài h n mẫu số 2……………………….

101

3.23

Kết qu thử nghiệm dài h n mẫu số 3……………………….

101

3.24

Kết qu thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 1a……………...

103

3.25

Kết qu thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 2a……………...

103

3.26

Kết qu thử nghiệm lão hóa cấp tốc mẫu số 3a……………...

103

3.27

Kết qu thử nghiệm dài h n mẫu số 1a………………………

104

3.28

Kết qu thử nghiệm dài h n mẫu số 2a………………………

104

3.29

Kết qu thử nghiệm dài h n mẫu số 3a………………………

105

3.30

Số chuột chết ở các lô trong vòng 72 giờ……………………

107

3.31

Mô t tình tr ng chuột ở các lô trong vòng 7 ngày…………..

107

xi


DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình

Tên hình

Trang

1.1

Công th c cấu tạo c a levothyroxin…………………………..

3

1.2

Công th c cấu tạo c a levothyroxin mononatri hydrat……….

4

1.3

Công th c cấu tạo c a liothyronin…………………………….

5

1.4

Công th c cấu tạo c a liothyronin mononatri hydrat…………

5

1.5

Sơ đồ tổng hợp levothyroxin mononatri và liothyronin
mononatri từ 3,5-diiodo-L-ththyronin ………………………..

1.6

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp c a
C. R. Harington………………………………………….........

1.7

15

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin từ levothyroxin theo P.
Z. Anthony…………………………………………………….

1.15

14

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp c a
J. R. Chalmers…………………………………………………

1.14

13

Sơ đồ tổng hợp muối 4,4’-dimethoxydiphenyliodoni bromid
theo phương pháp c a J. T. Plati……………………………...

1.13

13

Sơ đồ tổng hợp muối 4,4’-dimethoxydiphenyliodoni iodid
theo phương pháp c a F. M. Beringer…………………...........

1.12

12

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp c a
G. Hillmann…………………………………………………...

1.11

10

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp c a
W. Siedel……………………………………………………...

1.10

10

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester theo
phương pháp c a J. H. Branes…………………………...........

1.9

9

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp c a
A. David……………………………………………………….

1.8

7

Sơ đồ tổng hợp levothyroxin và liothyronin theo phương pháp

xii

16


c a Salamonczyk……………………………………………...

17

1.16

Sơ đồ tổng hợp levothyroxin theo con đường oxy hóa……….

18

1.17

Sơ đồ phản ng tổng quát tạo liên kết diaryl ether……………

19

1.18

Sơ đồ phản

ng tạo liên kết diaryl ether trong tổng hợp

vancomycin aglycon…………………………………………..

24

1.19

Sơ đồ phản ng tạo cấu trúc diaryl ether với acid arylboronic..

26

1.20

Sơ đồ phản

ng tạo cấu trúc diaryl ether trong tổng hợp

kháng sinh nhóm glycopeptid…………………………………

27

1.21

Các dẫn chất thế ái nhân dạng ph c kim loại…………………

27

1.22

Sơ đồ các phản ng tạo cấu trúc diaryl ether trong tổng hợp
vancomycin……………………………………………………

1.23

27

Sơ đồ phản ng đóng vòng tạo cấu trúc diaryl ether trong
tổng hợp teicoplanin…………………………………………..

28

1.24

Phản ng tạo cấu trúc diaryl ether trong tổng hợp OF-4949-III

29

2.1

Sơ đồ tổng quát các phản ng hóa học thực hiện trong luận án

40

3.1

Sơ đồ tổng hợp N-acetyl-3,5-diiodo-L-tyrosin ethyl ester........

45

3.2

Phản ng tạo O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl
ester theo phương pháp Ullmann……………………………...

3.3

50

Sơ đồ tổng hợp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin
ethyl ester theo phương pháp c a J. R. Chalmers và P.
Bracco…………………………………………………………

3.4

53

Sơ đồ tổng hợp O-methyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin
ethyl ester theo phương pháp c a G. Hillmann và cộng sự …..

65

3.5

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin….…………………….

67

3.6

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp mới
-

3.7

ng dụng phương pháp tạo ether Ullmann………………….

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin qua dẫn chất nitro theo

xiii

71


phương pháp c a J. R. Chalmers và P. Bracco………………..
3.8

71

Sơ đồ tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin qua muối iodoni c a G.
Hillmann………………………………………………………

72

3.9

Sơ đồ phản ng tạo liothyronin mononatri……………………

76

3.10

Sơ đồ phản

ng tổng hợp levothyroxin mononatri và

liothyronin mononatri…………………………………………
3.11

86

Sơ đồ quy trình tổng hợp levothyroxin mononatri và
liothyronin mononatri…………………………………………

87

3.12

Đồ thị ngoại suy tuổi thọ c a levothyroxin mononatri (mẻ 2)..

102

3.13

Đồ thị ngoại suy tuổi thọ c a liothyronin mononatri (mẻ 1)….

105

4.1

Sơ đồ cơ chế phản ng tạo cấu trúc diaryl ether giữa phenol
và aryl halogenid……………………………………………...

111

4.2

Cơ chế phản ng ester hóa với SOCl2………………………

117

4.3

Cơ chế phản ng tạo cấu trúc diaryl ether trong phương pháp
c a J. R. Chalmers và P. Bracco………………………………

118

4.4

Sơ đồ quá trình demethyl hóa…………………………………

121

4.5

Sơ đồ cơ chế phản ng tạo levothyroxin và liothyronin từ 3,5diiodo-L-thyronin……………………………………………..

4.6

Quá trình tạo muối mononatri c a levothyroxin và liothyronin
qua muối dinatri…………………….…………………………

4.7

127

Đỉnh hấp thụ c a các nhóm NH2, C=Ocarboxylat và C-I trong
phổ đồ IR c a levothyroxin mononatri…..……………………

4.10

127

Đỉnh hấp thụ c a nhóm NH3+ và c a nhóm COO- trong phổ
đồ IR c a 3,5-diodo-L-thyronin…..…………………………...

4.9

123

Đỉnh hấp thụ c a nhóm C-Oether trong phổ đồ IR c a Omethyl-N-acetyl-3,5-diiodo-L-thyronin ethyl ester…..……….

4.8

122

Phổ khối lượng tương ng với [M+H]+ và [M+Na]+ trên phổ

xiv

128


đồ MS c a 3,5-diiodo-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester….……..
4.11

Trích các phần phổ 1H-NMR dãn rộng c a chất 5 tại H-2’’,
H-3’’, H-7’’…………………………………………………...

4.12

129

130

Trích các phần phổ 1H-NMR dãn rộng c a chất 5 tại H-10’’,
H-3a, H-11’’…………………………………………………..

xv

131


Đ TV NĐ
Levothyroxin và liothyronin là các hormon được tiết ra b i tuyến giáp.
Các hormon này có hai vai trò chính là làm tăng cư ng các ph n ng trao đổi
chất và kích thích tăng trư ng đ i với trẻ em. Thiếu các hormon này gây ra b nh
suy giáp, dẫn đến những hậu qu nặng nề: ngư i m t m i, tăng cân mặc dù ăn
u ng kém, vận động chậm ch p, trí nhớ gi m, phù niêm m c, suy tim…, thậm
chí có thể gây hôn mê và t vong.
Kho ng 3 - 5% dân s Vi t Nam bị suy tuyến giáp. B nh gặp

nhiều l a

tuổi và nhiều đ i tượng. Trẻ em bị suy giáp sẽ chậm lớn và kém phát triển trí
tu . B nh cũng hay gặp

phụ nữ có thai, gây hậu qu nghiêm trọng đến thai nhi

[1]. Ngoài s ít trư ng hợp suy giáp do dùng thu c kháng giáp có thể hồi phục
khi ngưng thu c, còn đa s các trư ng hợp khác đều ph i điều trị bằng hormon
giáp tr ng c đ i. Trong đó levothyroxin được dùng để điều trị suy giáp

phần

lớn các trư ng hợp. Levothyroxin sau khi hấp thu vào máu sẽ đều đặn biến đổi
thành liothyronin và sự biến đổi này được điều hòa hợp lý b i mô cơ thể. Ðiều
này làm cho hormon tuyến giáp ổn định hơn và chỉ cần dùng levothyroxin một
lần trong ngày. Trong khi đó, liothyronin tác dụng m nh hơn nhưng ngắn hơn
levothyroxin, ch yếu được dùng trong trư ng hợp hôn mê do suy giáp.
Hi n nay, nhu cầu s dụng levothyroxin và liothyronin

nước ta trong điều

trị b nh là khá lớn mà vi c s n xuất nguyên li u trong nước chưa thực hi n
được. Con đư ng tổng hợp levothyroxin và liothyronin ch yếu đi t L-tyrosin,
nguyên li u này có thể điều chế bằng phương pháp th y phân các nguồn keratin
khác nhau như s ng, tóc… Quy trình tổng hợp levothyroxin và liothyronin đã
được nhiều nhà khoa học trên thế giới xây dựng và đưa vào s n xuất công
nghi p nhưng đều khó áp dụng

điều ki n Vi t Nam. Chúng ta cần nghiên c u

xây dựng quy trình tổng hợp levothyroxin và liothyronin phù hợp với điều ki n
hi n có trong nước để ch động được nguồn nguyên li u.

1


Quyết định s

61/2007/QĐ-TTg c a Th

tướng Chính ph

ngày

07/05/2007 về vi c phê duy t “Chương trình nghiên c u khoa học công ngh
trọng điểm qu c gia phát triển công nghi p hóa dược đến năm 2020” nhằm thực
hi n mục tiêu quan trọng là tăng cư ng tự s n xuất nguyên li u làm thu c, tiến
tới ch động s n xuất thu c trong nước.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “ Nghiên c u xây dựng quy trình tổng
hợp levothyroxin mononatri và liothyronin mononatri từ L-tyrosin” với các
mục tiêu sau:
1.

Xây dựng được quy trình tổng hợp levothyroxin mononatri và liothyronin
mononatri t L-tyrosin

2.

quy mô phòng thí nghi m.

Đánh giá được độ ổn định và độc tính cấp c a s n phẩm.

2


Ch

ng 1. T NG QUAN

1.1. T ng quan v levothyroxin và liothyronin
1.1.1. Levothyroxin
I

HO

I

I

O

COOH
NH2
I

1

Hình 1.1. Công th c cấu t o c a levothyroxin
Tên khoa học:

Acid (2S)-2-amino-3-[4-(4-hydroxy-3,5-diiodophenoxy)-3,5-

diiodophenyl] propionic.
Công th c phân t : C15H11I4NO4
Phân t lượng: M = 776,87
Thành phần: C: 23,19%; H: 1,43%; I: 65,34%; N:1,80%; O: 8,24% [24].
Tính ch t
Tính chất vật lý: Tinh thể hình kim, màu trắng, không mùi vị. Không tan trong
nước và các dung môi hữu cơ. Khó tan trong alcol, tan được trong các dung dịch
hydroxyd kiềm loãng. Nhi t độ nóng ch y: 235-236oC (d ng t

tuyền).

Levothyroxin tự nhiên: [α]25546 = -3,2o (0,66 g trong 6,07 g dung dịch NaOH
0,5N và 13,03 g alcol), [α]20D = -4,4o (C = 3%, trong NaOH 0,13N pha trong
EtOH 70%) [88].
Tính chất hoá học: Hóa tính c a levothyroxin bao gồm hóa tính c a một amino acid; hóa tính c a hợp chất iod hữu cơ; hóa tính c a nhóm -OH phenol và
hóa tính c a nhân thơm [2]. Cụ thể:
- Cho chế phẩm vào nước, lắc không tan. Thêm dung dịch natri hydroxyd
loãng, lắc hòa tan hoàn toàn.
- Chế phẩm sau khi vô cơ hóa cho ph n ng đặc trưng c a ion iodid (I-).
- Tác dụng với thu c th ninhydrin t o màu tím (định tính amin).

3


- Ph n ng c a nhóm -OH phenol: Khi đun nóng với thu c th Millon sẽ cho
mu i thuỷ ngân màu đ tía.
- Ph n ng c a iod hữu cơ: dùng để định tính sự có mặt c a iod trong phân
t :
Cho chế phẩm vào chén s , thêm acid sulfuric rồi đun nhẹ, hơi màu tím b c lên;
Đun nóng với kali carbonat gi i phóng ra iodid, nhận biết iodid bằng một s
thu c th như: b c nitrat, nước clo…
- Có cấu trúc nhiều vòng benzen và nhóm hấp thụ tia t ngo i nên có thể ng
dụng đo phổ UV - VIS.
Levothyroxin mononatri hydrat:
I
HO
I

O
I

O N a . x H 2O
NH

O

2

I

Hình 1.2. Công th c cấu t o c a levothyroxin mononatri hydrat
Công th c phân t : C15H11I4NO3Na.xH2O
Phân t lượng: 799,0 (d ng khan)
Levothyroxin natri là natri (2S) - 2 - amino - 3 - [4 - (4 – hydroxyl - 3, 5 diiodophenoxy) - 3, 5 - diiodophenyl] propanoat, có ch a một lượng nước kết
tinh thay đổi, ph i ch a t 97,0 đến 102,0% C15H10I4NNaO4, tính theo chế phẩm
đã làm khô [3].
Tính chất: Bột gần như trắng hoặc vàng nâu nh t hoặc là bột kết tinh mịn, có
màu nh t. Rất khó tan trong nước, khó tan trong ethanol 96%, tan được trong
các dung dịch hydroxyd kiềm loãng [3].
Các ch phẩm levothyroxin natri:
Viên nén 25g; 50g, 100g.
Liều dùng: liều ban đầu 12,5-100 g/lần/ngày, liều duy trì 100-200 g/lần/ngày.

4


1.1.2. Liothyronin
HO

I

I

O

C OO H
NH 2
I

2

Hình 1.3. Công th c cấu t o c a liothyronin
Tên

khoa

học:

Acid

(2S)-2-amino-3-[4-(4-hydroxy-3-iodophenoxy)-3,5-

diiodophenyl] propionic.
Công th c phân t : C15H12I3NO4
Phân t lượng: 650,97
Thành phần: C: 27,68%; H: 1,86%; I: 58,48%; N: 2,15%; O: 9,83% [115]
Tính chất vật lý: D ng tinh thể màu trắng. Nhi t độ nóng ch y: 236-237oC. Góc
= +21,5° (C = 4,75% trong hỗn hợp 1 phần acid HCl 1N

quay cực riêng:

và 2 phần ethanol 96%). Độ tan: không tan trong nước, cồn, propylen glycol.
Tan trong kiềm t o mu i natri có màu hơi nâu [2].
Tính chất hoá học: gi ng levothyroxin
Liothyronin mononatri hydrat:
O
HO
I

I

O N a . x H 2O
NH

O

2

I

Hình 1.4. Công th c cấu t o c a liothyronin mononatri hydrat
Công th c phân t : C15H12I3NO3Na.xH2O
Phân t lượng: 673,0 (d ng khan)
Tính chất: D ng bột gần như trắng, d hút ẩm. Không tan trong nước, khó
tan trong ethanol 96 %, tan được trong các dung dịch hydroxyd kiềm loãng.
Nhi t độ nóng ch y: 205oC (phân h y). Góc quay cực riêng: +18 đến +22o (C =
20 mg/mL (hỗn hợp EtOH : dd HCl 1,2 M = 4 : 1). Dược điển Mỹ 34 qui định
5


hàm lượng liothyronin mononatri ph i đ t t 95,0 đến 101,0%, tính theo chế

phẩm đã làm khô (định lượng bằng phương pháp HPLC).
Các ch phẩm liothyronin natri:
D ng bào chế: Viên nén 5 g; 25 g; 50 g.
Liều dùng: Ngư i lớn 25 g/ngày, dùng trong 1-3 tuần. Sau đó tăng dần liều đến
50 g/ngày. Trẻ em 5 g/ngày trong tuần đầu, sau tăng dần lên đến 15-20
g/ngày.
Đánh giá nhu cầu sử dụng trong nước: Kho ng 3% dân s Vi t Nam bị suy
giáp, hi n nay dân s Vi t Nam kho ng 90 tri u dân, với liều 100 g/ngày thì 1
năm cần ph i có kho ng 98 kg levothyroxin mononatri. Với nhu cầu như vậy thì
chỉ cần quy mô s n xuất nh chúng ta cũng có thể đáp ng được nhu cầu c a c
nước.
1.1.3. Tác dụng dược lý c a hormon tuyến giáp
Hormon tuyến giáp là những chất tan trong lipid, có thể thấm qua màng
c a tế bào đích một cách d dàng. Trong huyết tương, hormon tuyến giáp tồn t i
dưới hai d ng: d ng tự do và d ng liên kết với những protein đặc hi u: TBG
(thyroxin binding globulin) và TBPA (thyroxin binding pre-albumin). D ng tự
do chiếm một phần rất nh so với d ng kết hợp, nhưng chỉ có d ng tự do mới có
tác dụng t c thì.

tế bào ngo i vi, hormon tuyến giáp xâm nhập vào trong tế

bào và phát huy tác dụng t i đó. Levothyroxin xâm nhập vào tế bào ít hơn
liothyronin và tác dụng c a levothyroxin yếu hơn. Hormon tuyến giáp rất cần
cho sự phát triển bình thư ng

ngư i do có những tác dụng sau: kích thích các

ph n ng trao đổi làm tăng chuyển hoá cơ b n, tăng hấp thu glucose

ruột và

tăng phân huỷ glycogen, nên gây tăng đư ng huyết, tăng phân huỷ triglycerid,
phospholipid và cholesterol, tăng tổng hợp protein. Không đ hormon tuyến
giáp sẽ gây ra b nh suy giáp, trẻ chậm lớn và không phát triển trí tu , ngư i lớn

6


bị ch ng m ch chậm, gi m thân nhi t, gi m trao đổi chất cơ b n, gi m ho t
động trí não, bướu cổ [1].
1.2. Ph

ng pháp t ng hợp levothyroxin mononatri và liothyronin

mononatri
Levothyroxin (1) cùng với liothyronin (2) được chiết xuất t tuyến giáp
động vật t rất sớm [57], [58], [72], [147], [148]. Tuy nhiên các phương pháp
chiết xuất thư ng ph c t p vì nồng độ hormon thấp. Các s n phẩm này thư ng
lẫn nhiều t p trong quá trình chiết, do đó quá trình tinh chế rất ph c t p và gây
t n kém. Ngoài ra, các chế phẩm thyroid bào chế t tuyến giáp động vật cũng có
thể được s dụng trực tiếp, nhưng các s n phẩm này rất d bị h ng trong quá
trình lưu hành do d nhi m khuẩn, nấm m c, d phân h y gi m hàm lượng. Vi c
phân liều khó chính xác, dẫn đến khó khăn trong điều trị. Chính vì vậy, để s n
xuất hormon tuyến giáp ngư i ta được thư ng áp dụng phương pháp tổng hợp
hóa học [117].
1.2.1. Phương pháp tổng levothyroxin mononatri và liothyronin mononatri
hợp từ 3,5-diiodo-L-thyronin (6)
Các phương pháp tổng hợp levothyroxin mononatri (8) và liothyronin
mononatri (7) ch yếu đi qua hợp chất trung gian 6.
I

1 . I2/ KI/base
1e q

O
HO

I

OH

1 eq

O
I

2 . N a2CO 3

I

ON a
NH2

O

NH2

O
6

HO

7

I
1 . I2/ KI/base
2e q
2 . N a2CO 3

I
HO
I

O
I

ON a
NH2

O
I

Hình 1.5. Sơ đồ tổng hợp levothyroxin mononatri (8) và liothyronin
mononatri (7) t 3,5-diiodo-L-ththyronin (6)

7

8


T 6 thực hi n ph n ng iodo hóa với tác nhân KI3 (tỉ l mol thích hợp)

trong dung môi base (NH3, methylamin, ethylamin hoặc các amin bậc 2…) hoặc
s dụng tác nhân iodo hóa là N-iodoacetamid trong methanol khan thu được
levothyroxin và liothyronin dưới d ng acid, sau đó x lí với dung dịch NaOH
50% hoặc dung dịch Na2CO3 bão hòa thu được liothyronin mononatri và
levothyroxin mononatri. Hi u suất tổng hợp 7 và 8 t 6 thay đổi t 50-95% [30],
[39], [56],[57], [62], [111], [116], [118], [134].
Quá trình ph n ng trên thì 7 và 8 thu được thư ng lẫn t p 6 và đồng
phân 3,5,3’-triiodo-D-thyronin. Do vậy, để thu được s n phẩm đ t tiêu chuẩn
dược dụng cần quá trình tinh chế ph c t p. Theo IT 1302201 B1, tác gi Bracco
đã c i tiến phương pháp tinh chế như sau: Kết tinh liothyronin và levothyroxin
dưới d ng mu i liothyronin dinatri và levothyroxin dinatri, sau đó dùng dung
dịch HCl 2N hoặc acid acetic băng chuyển về d ng acid, cu i cùng t o mu i
mononatri với dung dịch Na2CO3 bão hòa [142].
Như vậy, để tổng hợp hormon giáp tr ng

quy mô lớn, ch yếu vẫn theo

con đư ng t hợp chất 6. Dưới đây, xin giới thi u một s phương pháp tổng hợp
6 quan trọng đi t những nguồn nguyên li u khác nhau.
1.2.1.1. Phương pháp của C. R. Harington và cộng sự [59]
Nguyên li u ban đầu là 4-methoxyphenol (9) ph n ng với 1,2,3-triiodo-5nitrobenzen, xúc tác K2CO3 trong dung môi ethylmethylceton thu được ether 10.
Kh hóa 10 với tác nhân SnCl2 thu được amin 11, sau đó amin 11 được cyano
hóa bằng cách chuyển nhóm -NH2 thành mu i diazo 12 và x lí với hỗn hợp
KCN có mặt xúc tác CuSO4 thu được 13. Tiếp tục kh hóa và th y phân 13 thu
được aldehyd 14. Sau đó tiến hành ngưng tụ 14 với acid hypuric trong hỗn hợp
AcONa và Ac2O thu được aza-lacton 15.

8