Nghiên cứu tổng hợp minoxidil ở quy mô phòng thí nghiệm

MỤC LỤC
ĐẶT VẤN ĐỀ ...................................................................................................... 1
Chƣơng 1. TỔNG QUAN ................................................................................... 2
1.1. Sinh lý tóc và da đầu................................................................................... 2
1.1.1. Nang tóc (chân tóc) ............................................................................... 2
1.1.2.Thân tóc .................................................................................................. 3
1.1.3. Các chu kì phát triển của tóc ................................................................. 3
1.1.4. Tuổi thọ của tóc ..................................................................................... 5
1.2. Giới thiệu về bệnh rụng tóc (Alopecia) ...................................................... 6
1.3. Tổng quan về minoxidil .............................................................................. 7
1.3.1.Công thức cấu tạo ................................................................................... 8
1.3.2. Tính chất ................................................................................................ 8
1.3.3. Tác dụng dƣợc lý ................................................................................... 8
1.3.4. Cơ chế tác dụng ..................................................................................... 8
1.3.5. Chỉ định, dạng bào chế ........................................................................ 10
1.3.6. Tác dụng không mong muốn, tƣơng tác thuốc và thận trọng khi
dùng của minoxidil ........................................................................................ 10
1.3.7. Phƣơng pháp tổng hợp ........................................................................ 11
Chƣơng 2. NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ ................... 19
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .................................................................... 19
2.1. NGUYÊN LIỆU ....................................................................................... 19
2.1.1. Hóa chất chính ..................................................................................... 19
2.1.2. Dung môi và các hóa chất khác........................................................... 19
2.2. THIẾT BỊ, DỤNG CỤ.............................................................................. 20
2.3. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU..................................................................... 20
2.4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................................................ 21
2.4.1. Tổng hợp hóa học ................................................................................ 22


2.4.2. Xác định cấu trúc................................................................................. 22
2.4.3. Định lƣợng........................................................................................... 22

Chƣơng 3 : THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ................................................ 24
3.1. Tổng hợp hóa học ..................................................................................... 24
3.1.1. Tổng hợp minoxidil và khảo sát điều kiện phản ứng. ......................... 24
3.1.2. Quy trình tổng hợp minoxidil từ acid 2-cloroacetic............................ 33
3.1.3. Kiểm tra độ tinh khiết.......................................................................... 36
3.2. Khẳng định cấu trúc .................................................................................. 37
3.2.1. Phổ hồng ngoại (IR) ............................................................................ 37
3.2.2. Phổ Khối lƣợng (MS) .......................................................................... 38
3.2.3. Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân (1H NMR, 13C NMR, 13C NMR DEPT, HMBC, HSQC) ................................................................................. 40
3.3. Định lƣợng minoxidil ............................................................................... 44
Chƣơng 4 : BÀN LUẬN .................................................................................... 45
4.1.Về tổng hợp hóa học ............................................................................... 45
4.2. Về xác định cấu trúc ............................................................................... 46
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 50
* Kết luận ...................................................................................................... 50
* Kiến nghị .................................................................................................... 50
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 52


DANH MỤC KÍ HIỆU VIẾT TẮT
AA: Alopecia areata ( rụng tóc từng mảng)
AT: Alopecia totalis (rụng tóc toàn da đầu)
AU: Alopecia Universalis ( rụng lông tóc toàn bộ cơ thể)
CD: Cluster of Differentiation (cụm biệt hóa)
DCM: Diclorometan
DMF: Dimethylformamid
DMSO: Dimethylsulfoxid
ESI: electrospray ionization (ion hóa tia điện)
HPLC: High-performance liquid chromatography (sắc kí lỏng hiệu năng cao)
IR: Infrared spectroscopy (Phổ hồng ngoại)

MeOH: Methanol
MS: Mass Spectrometry (Phổ khối lƣợng)
NMR: Nuclear Magnetic Resonance (Phổ cộng hƣởng từ hạt nhân)
SKLM: Sắc kí lớp mỏng
TEA: Triethylamin
TMS: Tetramethylsilan
1

H-NMR: Proton Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (Phổ cộng

hƣởng từ hạt nhân proton)
13

C-NMR: Carbon Nuclear Magnetic Resonance spectroscopy (Phổ cộng

hƣởng từ hạt nhân carbon)
DEPT: Distortionless Enhancement Polarization Transfer (Phổ DEPT)
HMBC: Heteronuclear Multiple Bond Coherence (Phổ cộng hƣởng từ dị hạt
nhân đa liên kết)
HSQC: Heteronuclear Single Quantum Correlation (Phổ cộng hƣởng từ dị hạt
nhân một liên kết)


DANH MỤC HÌNH

Hình 1.1. Cấu tạo tóc.............................................................................................. 2
Hình 1.2. M t cắt dọc thân tóc ............................................................................... 3
Hình 1.3. Chu kì phát triển của tóc ........................................................................ 4
Hình 1.4. Hình ảnh bệnh nhân bị rụng tóc từng mảng ........................................... 6
Hình 1.5. Tác dụng không mong muốn của minoxidil khi điều trị cao huyết áp .. 9

Hình 3.1. Phổ HSQC của chất C4 ........................................................................ 43
Hình 3.2. Phổ HMBC của chất C4 ....................................................................... 44
Hình 4.1. Phổ khối lƣợng của chất C1 ................. Error! Bookmark not defined.


DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C1 ......................................................... 25
Bảng 3.2. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C2 ......................................................... 27
Bảng 3.3. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C3 với các dung môi khác nhau ........... 28
Bảng 3.4. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C3 với các xúc tác khác nhau ............... 29
Bảng 3.5. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C3 với các thời gian khác nhau ............ 29
Bảng 3.6. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C4 với lƣợng TMF khác nhau .............. 31
Bảng 3.7. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C4 với lƣợng cyanamid khác nhau ...... 32
Bảng 3.8. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C4 với lƣợng NH2OH.HCl khác nhau . 33
Bảng 3.9. Hiệu suất phản ứng tổng hợp C4 ......................................................... 33
Bảng 3.10. trị Rf, hệ dung môi khai triển và nhiệt độ nóng chảy các chất tổng
hợp đƣợc. .............................................................................................................. 36
Bảng 3.11. số liệu phân tích phổ IR (cm-1) .......................................................... 37
Bảng 3.12. Số liệu phổ MS của các chất tổng hợp đƣợc ..................................... 39
Bảng 3.13. Số liệu phân tích phổ 1H-NMR.......................................................... 40
Bảng 3.14. Số liệu phân tích phổ 13C-NMR ........................................................ 41
Bảng 3.15. Sự tƣơng quan trong phổ HMBC của hợp chất minoxidil ................ 43
Bảng 3.16. Số liệu phân tích phổ 13C-NMR ........................................................ 44


DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1. Quy trình tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 1 ............... 11
Sơ đồ 1.2. Tổng hợp 6-(2,4-diclorophenoxy)pyrimidin-2,4-diamin ................... 12
Sơ đồ 1.3. Oxy hóa (4) với tác nhân m-CPBA .................................................... 12

Sơ đồ 1.4. Phản ứng tạo minoxidil theo Upjohn 1 ............................................... 13
Sơ đồ 1.5. Tổng hợp 2,4,6-tricloropyrimidin ....................................................... 13
Sơ đồ 1.6. Tổng hợp 6-cloropyrimidin-2,4-diamin.............................................. 14
Sơ đồ 1.7. Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 2 .............................. 14
Sơ đồ 1.8. Tổng hợp 2,6-diamino-4-cloropyrimidin 1-oxid ................................ 14
Sơ đồ 1.9. Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp 2 ........................................... 15
Sơ đồ 1.10. Tổng hợp 2,6-diaminopyrimidin-4-ol............................................... 15
Sơ đồ 1.11. Tổng hợp 6-cloropyrimidin-2,4-diamin............................................ 15
Sơ đồ 1.12. Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 3 ............................ 16
Sơ đồ 1.13. Tổng hợp 3-oxo-3-(piperidin-1-yl)propanitril .................................. 16
Sơ đồ 1.14. Tổng hợp 3-methoxy-3-(piperidin-1-yl)acrylonitril ......................... 17
Sơ đồ 1.15. Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 3 ............................ 17
Sơ đồ 2.1. Tổng hợp ethyl 2-cyanoacetat............................................................. 20
Sơ đồ 2.2. Quy trình tổng hợp minoxidil ............................................................. 21
Sơ đồ 3.1. Tổng hợp ethyl 2-chloroacetat ............................................................ 25
Sơ đồ 3.2. Tổng hợp ethyl 2-cyanoacetat............................................................. 26
Sơ đồ 3.3. Tổng hợp 3-oxo-3-(piperidin-1-yl)propanitril .................................... 27
Sơ đồ 3.4. Tổng hợp minoxidil ............................................................................ 30


ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong cuộc sống hiện đại ngày nay, bệnh lý rụng lông tóc ngày càng trở lên
phổ biến, do sự ảnh hƣởng của môi trƣờng, hóa chất và căng thẳng trong cuộc
sống. Khi bị hói đầu ngƣời thƣờng cảm thấy tự ti về ngoại hình của mình dẫn
đến càng làm tăng căng thẳng, áp lực trong cuộc sống.Tại Việt Nam, đời sống
của nhân dân ngày càng phát triển chính vì thế việc chăm sóc sắc đ p càng đƣợc
quan tâm hơn.
Từ những năm 70 của những thập kỉ trƣớc, minoxidil đã đƣợc sử dụng để
điều trị bệnh tăng huyết áp, khi dùng viên n n minoxidil tác dụng phụ chủ yếu
là gây tăng mọc tóc và lông, ngay cả với những ngƣời bị hói. Chính vì tác dụng

phụ này ngƣời ta ngh đến việc bào chế minoxidil bôi ngoài da để điều trị hói
đầu cho nam giới, và sau đó là cả nữ giới. Năm 1986 minoxidil 2

là chế phẩm

đầu tiên ra mắt thị trƣờng tại NewYork và sau đó 6 năm chế phẩm 5

ra đời để

điều trị hói đầu.[18]
Tại Việt Nam hiện nay thuốc minoxidil đƣợc bán trên thị trƣờng với giá
thuốc rất cao, vì thuốc phải nhập khẩu. Theo chúng tôi tìm hiểu trong nƣớc chƣa
có cơ sở nào nghiên cứu và sản xuất minoxidil làm nguyên liệu làm thuốc.
Vì vậy, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: Nghiên cứu tổng hợp
minoxidil ở quy mô phòng thí nghiệm với các mục tiêu sau:
- Tổng hợp được minoxidil ở quy mô phòng thí nghiệm.
- Tinh chế được minoxidil đạt hàm lượng theo tiêu chuẩn dược điển Anh
2013.

1


Chƣơng 1. TỔNG QUAN
1.1. Sinh lý tóc và da đầu
Tóc đƣợc chia thành 2 phần, phần gốc và phần thân. Phần gốc của tóc
nằm dƣới da đầu. Phần có cấu trúc hình túi bao lấy gốc tóc gọi là nang tóc. Mao
mạch và các sợi dây thần kinh đi vào trong các nang tóc này. Các tế bào ở trung
tâm của bầu đƣợc phân chia. Những tế bào tóc mới đẩy tế bào tóc trƣớc đó lên.
Những tế bào di chuyển ra phía ngoài sẽ dần dần chết để tạo thành phần thân tóc
cứng.[9]

Hình 1.1. Cấu tạo tóc
Tóc đƣợc cấu tạo bởi thành phần chủ yếu là protein (88 ). Những
protein này là những loại sợi cứng, gọi là keratin. Các thành phần khác của tóc
gồm: nƣớc, chất b o, hydrat carbon, vitamin, khoáng chất. thân tóc cứng.
1.1.1. Nang tóc (chân tóc)
Nang tóc hay còn gọi là chân tóc chính phần bầu hình ch n nằm dƣới da
đầu. Mỗi nang tóc chứa rất nhiều mạch máu nhỏ li ti. Nang tóc dính ch t với da
đầu để những chất dinh dƣỡng sẽ theo những mạch máu đi nuôi tóc. Nang tóc là
phần sống duy nhất của sợi tóc giúp tóc mọc dài ra.[9]

2


1.1.2.Thân tóc
Thân tóc chính là những sợi tóc mà bạn nhìn thấy hàng ngày. Thân tóc
chính là phần tóc đã chết và không có trao đổi hóa sinh (vì thế mà bạn không
thấy đau khi dùng k o cắt tóc). Xung quanh nang tóc có các tuyến nhờn (còn
gọi là tuyến dầu hay tuyến bã) giúp bôi trơn sợi tóc và các cơ nang để giúp tóc
dựng lên (ví dụ khi sợ tới mức dựng tóc gáy ).
Thân tóc gồm 3 lớp: Lớp biểu bì (cutin), lớp giữa (cortex) và lớp tủy
(medulla).

Hình 1.2. M t cắt dọc thân tóc
Lớp tủy (medulla): đây là phần trong cùng của sợi tóc, chứa các hạt chất
b o và không khí. Nếu sợi tóc của bạn quá mỏng sẽ không có lớp tủy.
Lớp giữa (cortex) : lớp này bao gồm nhiều bó sợi nhỏ hợp thành và chứa
sắc tố (chất tạo nên màu cho sợi tóc, còn gọi là melanin). Lớp giữa là lớp có khả
năng quyết định độ chắc khỏe cũng nhƣ màu tóc là vàng, nâu, đỏ ho c đen.
Lớp biểu bì (cutin) : là phần ngoài cùng của thân tóc, gồm 5-10 lớp

keratin trong suốt xếp chồng lên nhau nhƣ vảy cá có tác dụng bảo vệ sợi tóc
khỏi các hóa chất ho c ảnh hƣởng bên ngoài.
Giữa các vảy keratin có một chất kết dính gọi là KIT. Lớp biểu bì còn
đƣợc bao phủ bởi một màng mỡ mỏng (lipid) để tóc không thấm nƣớc.
1.1.3. Các chu kì phát triển của tóc
Tóc có chu kỳ tăng trƣởng và nghỉ ngơi. Quá trình bình thƣờng của chu
kỳ sống tóc đƣợc gọi là sự đổi mới tóc. Tóc rụng trung bình hàng ngày là 60 80 sợi, vào mùa xuân và mùa thu này có thể rụng lên đến khoảng 100 sợi tóc
mỗi ngày.

3


Có khoảng 80,000 - 140,000 sợi tóc trên đầu, 90
giai đoạn tăng trƣởng, 1 - 3

số tóc đó đang trong

đang trong giai đoạn chuyển tiếp và 12 - 18 %

đang trong giai đoạn còn lại. Sự phát triển của tóc phụ thuộc vào gen và nội tiết
tố. Tóc trên đầu thƣờng phát triển nhanh hơn nhiều so với lông trên các bộ phận
khác của cơ thể. Điều này là do tế bào tóc trong đầu là phát triển chủ động. Tốc
độ tăng trƣởng trung bình của một sợi tóc là 0,35 mm/ngày.
+ Pha tăng trƣởng (Phase Anagen)
Trong giai đoạn này các nang lông tạo ra một mái tóc, tóc đang trong giai
đoạn phát triển tích cực chủ động. Tốc độ tăng trƣởng của tóc trong pha tăng
trƣởng là xấp xỉ 1 cm/tháng. Điều này có ngh a 80.000 sợi tóc trên đầu phát
triển 25 - 30 m t tóc hàng ngày ho c khoảng 800 m t trong một tháng. Khoảng
90% tóc trên đầu là trong pha tăng trƣởng. Thời gian của pha tăng trƣởng là 3 6 năm. Nếu khung tóc bị thiệt hại nh trong pha tăng trƣởng, tóc sẽ chuyển sớm
từ pha tăng trƣởng sang pha chuyển tiếp, qua đó rút ngắn chu kỳ sống của tóc.

Hình 1.3. Chu kì phát triển của tóc
+ Pha chuyển tiếp (Phase Catagen)

4


Trong vòng một ho c hai tuần sau giai đoạn tăng trƣởng có sự thay đổi
của các quá trình trong các nang tóc. Khung tóc thoái hóa, bên ngoài của nang
nhú lên tạo thành một cột biểu mô. Cột biểu mô này bao quanh các gốc tóc và từ
từ đẩy nó về phía bề m t của da.
+ Pha nghỉ ngơi (Phase Telogen)
Một tập hợp các tế bào sừng hình thành ở dƣới cùng của sợi tóc. Tập hợp
này tăng lên trong ống nang cho đến khi nó ở ngay bên dƣới nơi tuyến bã nhờn
g p các sợi tóc. Trong vòng 5 - 6 tuần chân tóc ngày càng mỏng hơn. Tóc ở pha
nghỉ ngơi rời khỏi da đầu ho c ho c thông qua các hoạt động nhƣ gội đầu, chải
tóc, ho c nó đƣợc đẩy ra khỏi ống nang bởi những sợi tóc mới của chu kỳ tiếp
theo. Trong giai đoạn nghỉ ngơi thân tóc đã hoàn toàn bị sừng hóa, vậy nên
đƣợc mô tả là "pha nghỉ ngơi". Trong một cuộc điều tra tóc bằng ánh sáng hiển
vi, các trichogram (Tricho chu trình qu t), có thể để xác định có bao nhiêu sợi
tóc ở giai đoạn tăng trƣởng, chuyển tiếp và nghỉ ngơi. Các trichogram cung cấp
thông tin có giá trị về quá trình vòng đời tóc do đó có thể đƣợc phân biệt nhanh
hơn.
1.1.4. Tuổi thọ của tóc
Trung bình tóc dài khoảng 0,35mm mỗi ngày. Tức khoảng 1cm mỗi
tháng. Tuy nhiên tốc độ mọc tóc còn tùy thuộc nhiều vào cơ địa mỗi ngƣời, giới
tính và chế độ dinh dƣỡng.
Thời gian sống của mỗi sợi tóc trung bình từ 2 - 6 năm. Độ dài trung bình
của tóc là 70 cm; lông mi là 3cm; ria m p đàn ông là 28cm. Tốc độ mọc trung
bình mỗi tháng của tóc là 1cm, lông mi là 0,45cm và ria mép là 1,2cm

Da đầu của mỗi ngƣời có từ 80 đến 140 nghìn sợi tóc. Ngƣời tóc vàng có
nhiều tóc nhất, và ít nhất là ngƣời tóc đỏ. Mỗi sợi tóc dày từ 0,02 đến 0,04 mm,
tức là khoảng 25-50 sợi tóc xếp cạnh nhau sẽ đƣợc 1mm. Bí mật về sợi tóc: mỗi
5


ngày có 70 - 100 sợi tóc rụng và cũng có từng ấy sợi tóc mới mọc. Sự thay đổi
của mái tóc là dấu hiệu thể hiện tình trạng sức khỏe của bạn.
1.2. Giới thiệu về bệnh rụng tóc (Alopecia)
Alopecia là một thuật ngữ chung cho rụng tóc và có nhiều loại khác nhau.
Rụng tóc từng mảng (Alopecia areata) Là chứng rụng tóc từng mảng nhỏ hình
đồng xu trên da đầu; rụng tóc toàn bộ (Alopecia totalis) là chứng rụng tóc trên
toàn bộ da đầu; rụng tóc lông toàn cơ thể (Alopecia Universalis) là chứng rụng
tóc và lông trên toàn bộ cơ thể. Hói đầu (Alopecia androgenetica) là chứng rụng
tóc phần đỉnh đầu và bệnh này cũng có thể g p ở phụ nữ thời kì mãn kinh.[33]
- Alopecia areata (rụng tóc từng mảng): Rụng tóc từng mảng là hiện
tƣợng rụng tóc gây ra nhiều mảng không tóc rải rác trên đầu. Khi tiến triển,
bệnh sẽ khiến bệnh nhân bị mất tóc 1 vùng đầu.Một số trƣờng hợp thì tóc sẽ
mọc lại sau vài tháng nhƣng 1 số khác thì không. Bệnh này có thể xảy ra ở cả
nam và nữ, không phân biệt độ tuổi.[17,19]
Nguyên nhân: là một bệnh tự miễn khá phổ biến, Alopecia areata đƣợc
xem nhƣ là một bệnh tự miễn do có sự hiện diện của bạch cầu CD4 và CD8
dạng hoạt động chung quanh các nang tóc đang tiến triển và rụng tóc từng mảng
có thể tạo ra bằng thực nghiệm khi truyền các tế bào T lympho của chuột bị
bệnh sang chuột bị suy giảm miễn dịch.[19,26]

Hình 1.4. Hình ảnh bệnh nhân bị rụng tóc từng mảng

6

- Alopecia totalis (Rụng tóc toàn bộ): Da bề m t nh n thín, hơi teo và có
thể lan rộng toàn bộ da đầu, lông mày gây rụng tóc toàn bộ, có trƣờng hợp rụng
cả lông ở những nơi khác.[29]
Nguyên nhân bệnh sinh không r ràng nhƣng cũng có nguyên nhân là
bệnh tự miễn.
- Alopecia Universalis (rụng tóc lông toàn cơ thể): Mất toàn bộ tóc da đầu
và cơ thể v nh viễn, có thể xảy ra ở mọi lứa tuổi, và hiện đang đƣợc cho là một
rối loạn tự miễn dịch.
- Alopecia androgenetica (Hói đầu): là một căn bệnh di truyền. Bệnh này
không chỉ có ở riêng nam giới mà còn xuất hiện cả ở nữ giới. Nguyên nhân do
tác động từ ngoại cảnh và bên trong cơ thể, dẫn đến rối loạn tuyến tiết dƣới mỗi
chân tóc. Tại đây, nồng độ Dihydrotestosterone tăng cao, dẫn đến tăng bã nhờn
dƣới chân tóc, khiến cho nang tóc bị bịt lại, hô hấp k m đi, chân tóc yếu và trở
nên dễ rụng hơn. Các nghiên cứu chỉ ra rằng, sự gia tăng nồng độ
Dihydrotestosterone chiếm đến 70 - 80

các trƣờng hợp rụng tóc nhiều và hói

đầu sớm.[31]
1.3. Tổng quan về minoxidil
Minoxidil đã đƣợc giới thiệu vào đầu những năm 1970 nhƣ là một thuốc
điều trị bệnh cao huyết áp. khi dùng viên n n minoxidil tác dụng phụ chủ yếu là
gây tăng mọc tóc và lông, ngay cả với những ngƣời bị hói. Chính vì tác dụng
phụ này ngƣời ta ngh đến việc bào chế minoxidil bôi ngoài da để điều trị hói
đầu cho nam giới, và sau đó là cả nữ giới. Năm 1986 minoxidil 2

là chế phẩm

đầu tiên ra mắt thị trƣờng tại NewYork và sau đó 6 năm chế phẩm 5

(1993).[18]

7

ra đời


1.3.1.Công thức cấu tạo

(2,4-diamino-6-piperidinopyrimidine-3-oxide)
1.3.2. Tính chất
- Cảm quan: dạng bột, màu trắng ho c trắng ngà.
- Độ tan: ít tan trong nƣớc, tan tốt trong methanol ho c propylen glycol
- Nhiệt độ nóng chảy: 260oC. [16,27]
1.3.3. Tác dụng dƣợc lý
Minoxidil là một thuốc có tác dụng làm giãn mạch, đƣợc giới thiệu trong
năm 1970 để điều trị cao huyết áp. Minoxidil là có khả năng làm giảm huyết áp
ở bệnh nhân tăng huyết áp đã kháng một số phác đồ điều trị khác. Minoxidil
làm tăng nhịp tim và gây giữ nƣớc nên minoxidil thƣờng đƣợc dùng chung với
cả thuốc lợi tiểu và một thuốc kết hợp để ổn định nhịp tim. Minoxidil có tác
dụng phụ đ c biệt là làm rậm lông và tóc. Xem hình ảnh tại hình 1.5.[10,23]
1.3.4. Cơ chế tác dụng
Minoxidil đã đƣợc biết đến rất lâu với vai trò kích thích tóc tăng trƣởng,
nhƣng cơ chế tác dụng của minoxidil mới gần đây mới đƣợc nghiên cứu. Các
tác giả Mori và Uno4 nghiên cứu ảnh hƣởng của minoxidil vào chu kỳ phát triển
lông ở chuột 80 ngày tuổi. Kết quả cho thấy minoxidil không có ảnh hƣởng trên
thời gian pha tăng trƣởng nhƣng đã rút ngắn thời gian trên pha nghỉ. Pha nghỉ ở
chuột không đƣợc bôi minoxidil k o dài 20 ngày, trong khi ở chuột đƣợc bôi
minoxidil chỉ k o dài 1-2 ngày.[11,14,15]
8

Hình 1.5. Tác dụng không mong muốn của minoxidil khi điều trị cao huyết áp
Tác dụng của minoxidil về tăng trƣởng tóc cũng đƣợc nghiên cứu trên khỉ
cộc đuôi, một loại linh trƣờng có pha rụng tóc gần giống pha rụng tóc ở ngƣời.
Các nghiên cứu cho thấy minoxidil bôi rút ngắn pha nghỉ của chu trình sống của
tóc, thúc đẩy sự phát triển của nang tóc, và cơ chế đó tƣơng tự ở ngƣời.
Minoxidil cũng có thể làm tăng kích thƣớc nang tóc.[14]
Minoxidil là một chất có tác dụng mở kênh K+ ATP, đó là nguyên nhân
gây phân cực màng tế bào và nó cũng có tác dụng giãn mạch. Có thể thấy rằng,
bằng cách làm giãn các mạch máu và làm mở kênh Kali giúp cho máu, oxy và
các chất dinh dƣỡng đến nang tóc và nuôi dƣỡng tóc nhiều hơn.[13]
Nang tóc của con ngƣời có hai dạng kênh K+ ATP, và chỉ một trong hai
kênh này nhạy cảm với Minoxidil. Điều này xảy ra trong pha nghỉ pha tăng
trƣởng của sự phát triển nang tóc, làm tóc rụng sớm đƣợc thay thế bởi tóc mới
khỏe hơn.
Chu kỳ tăng trƣởng của tóc đƣợc chia làm ba giai đoạn: Pha tăng trƣởng;
Pha suy thoái; Pha nghỉ ngơi. Pha tăng trƣởng k o dài từ 2 đến 8 năm, sau đó là
pha suy thoái từ 2 đến 4 tuần, cuối cùng là pha nghỉ k o dài từ 2 đến 4 tháng. sự
rụng tóc chỉ xảy ra sau chu kì tăng trƣởng tiếp theo khi có sợi tóc mới xuất hiện.

9


Tính trung bình có 50 - 100 sợi tóc rụng mỗi ngày. Minoxidil kích thích các
nang tóc phát triển nhƣng không làm giảm Dihydrotestosterone (DHT) ho c các
enzyme có tác dụng tích lũy dinh dƣỡng cho tóc.[15,21,24]
1.3.5. Chỉ định, dạng bào chế
- Chỉ định: Minoxidil đƣợc chỉ định trong điều trị hói đầu (Alopecia
androgenetica) tại đỉnh đầu. Thuốc không có tác dụng trên chứng hói đầu ở trán.

- Dạng bào chế: dạng dung dịch 2 , 5 ; dạng bọt 5

(foam); dạng xịt

(spray).[8]
1.3.6. Tác dụng không mong muốn, tƣơng tác thuốc và thận trọng khi dùng
của minoxidil
+ Tác dụng không mong muốn:
Các tác dụng không mong muốn đƣợc báo cáo từ kinh nghiệm lâm sàng
trong quá trình thuốc lƣu hành bao gồm: eczema, chứng rậm lông, nổi ban đỏ tại
chỗ, ngứa, khô da, rối loạn tình dục, rối loạn thị giác.[28]
+ Tƣơng tác thuốc:
Hiện nay, không có tƣơng tác thuốc nào đƣợc biết là có mối liên quan đến
việc sử dụng Minoxidil. M c dù chƣa đƣợc chứng minh trên lâm sàng, vẫn có
giả thuyết về khả năng minoxidil đƣợc hấp thu có tác dụng gây hạ huyết áp thể
đứng ở bệnh nhân đang dùng đồng thời guanethidin.[23]
+ Thận trọng trong khi sử dụng:
Bệnh nhân đƣợc điều trị với minoxidil nên đƣợc khám hàng tháng sau khi
bắt đầu sử dụng minoxidil và ít nhất mỗi sáu tháng sau đó. Nếu hãn hữu có xuất
hiện tác dụng toàn thân, nên ngừng thuốc.
Minoxidil chứa cồn có thể gây bỏng và kích ứng mắt. Khi vô ý tiếp xúc
thuốc với vùng nhạy cảm (mắt, da bị trầy, ho c niêm mạc), nên rửa vùng này
với thật nhiều nƣớc lạnh.
Nên tránh hít phải hơi phun của thuốc.

10


Không nên dùng minoxidil kết hợp với các thuốc tại chỗ khác bao gồm:
Các corticoid bôi da, retinoid và petrolatum hay các tác nhân đƣợc biết làm tăng

sự hấp thu qua da.
Minoxidil chỉ dùng ngoài da, uống nhầm dung dịch thuốc này có thể dẫn
đến các tác dụng không mong muốn toàn thân.[28]
Cũng nhƣ các thuốc dùng ngoài da khác, sự toàn v n của lớp biểu mô
giảm do tiến trình viêm hay bệnh của da (nhƣ sƣớt da đầu, vảy nến da đầu hay
bỏng nắng n ng) có thể làm tăng sự hấp thu qua da của minoxidil.
1.3.7. Phƣơng pháp tổng hợp
1.3.7.1. Phƣơng pháp Upjohn 1
Phƣơng pháp này đƣợc Upjohn đƣa ra vào năm 1972, phản ứng tổng hợp
phenoxypyrimidin đƣợc tạo thành phản ứng thế SNAr giữa 4-cloropyrimidin2,6-diamin và 2,4-diclorophenol. Sau đó oxy hóa phenoxypyrimidin bằng m –
cloroperbenzoic

thu

đƣợc

6-amino-4-(2,4-diclorophenoxy)-2-amino-2H-

pyrimidin-1-ol, hồi lƣu sản phẩm thu đƣợc với piperidin ở nhiệt độ 150oC trong
1,5 giờ thu đƣợc minoxidil. Toàn bộ quy trình phản ứng đƣợc thể hiện tại sơ đồ
1.1.[12,25]

Tác nhân và điều kiện: a) 2,4-diclorophenol, KOH, 150oC, 3h; b)m-CPBA, EtOH; c)
piperidin, 250oC, hồi lƣu trong 25h

Sơ đồ 1.1. Quy trình tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 1

11

- Bƣớc 1:

Tác nhân và điều kiện: 2,4-diclorophenol, KOH, 150oC, 3h

Sơ đồ 1.2. Tổng hợp 6-(2,4-diclorophenoxy)pyrimidin-2,4-diamin
Trộn 28,6 g 2,4-diamino-6-(2,4-dicloropyrimidin, 13,2 g KOH 85% và
163 g 2,4-diclorophenol, sau đó tiến hành phản ứng ở 150 oC trong 3 giờ. Làm
nguội phản ứng đến 110oC sau đó cho hỗn hợp sau phản ứng vào dung dịch
KOH (60 g KOH trong 1000 ml H2O). Sau khi hỗn hợp đƣợc làm nguội, lọc
hỗn hợp và rửa bằng nƣớc. Tủa đƣợc hòa tan bằng ethanol, tẩy màu bằng than
hoạt và đun nóng và lọc. Dịch lọc đƣợc pha loãng bằng nƣớc vừa đủ để đƣợc
dung dich ethanol 35%. Sau đó làm lạnh trong 5 giờ, lọc thu đƣợc 31 g chất rắn.
Chất rắn này đƣợc kết tinh lại trong acetonitril thu đƣợc 21 g 2,4-diamino-6(2,4-diclorophenoxy)pyrimidin.
- Bƣớc 2: Thực hiện phản ứng oxy hóa nhân pyrimidin của (4) trong dung
môi ethanol, với tác nhân oxy hóa là m-CPBA (m - cloroperbenzoic)

Tác nhân và điều kiện: m-CPBA, EtOH;

Sơ đồ 1.3. Oxy hóa (4) với tác nhân m-CPBA
Hòa tan 13,5 g 2,4-diamino-6-(2,4-diclorophenoxy)pyrimidin trong
200ml ethanol nóng, sau đó làm lạnh nhanh xuống 0 oC, sau đó thêm 11,9 g mcloroperbenzoic đã đƣợc làm lạnh. Giữ nhiệt độ phản ứng ở 5 oC trong 2 giờ.
Tiếp tục khuấy phản ứng thêm 4 giờ, sau đó tiến hành lọc. Dịch lọc đƣợc hòa
12


tan trong 800 ml nƣớc có chứa 60 g KOH 85 . Hỗn hợp đƣợc làm lạnh về 0 oC
trong 1,5 giờ. Lọc lấy chất rắn và kết tinh lại trong acetonitril thu đƣợc 3,1 g 6amino-4-(2,4diclorophenoxy)-1,2-dihidro-1-hydroxy-2-iminopyrimidin.

Hiệu

suất của bƣớc 1 và 2 là 44,7 .
- Bƣớc 3: Thế 2,4 diclophenoxy của (5) bằng piperidin, hồi lƣu trong 25
giờ, ở 250oC thu đƣợc sản phẩm cuối minoxidil.

Tác nhân và điều kiện: piperidin, 150oC, hồi lƣu trong 1,5h

Sơ đồ 1.4. Phản ứng tạo minoxidil theo Upjohn 1
Hỗn hợp 3,5 g 6-amino-4-(2,4diclorophenoxy)-1,2-dihidro-1-hydroxy-2iminopyrimidin và 20 ml piperidin đƣợc đun hồi lƣu ở nhiệt độ 150 oC. Hỗn hợp
sau phản ứng đƣợc làm lạnh từ từ về 25oC. Lọc hỗn hợp sau phản ứng, chất rắn
thu đƣợc đƣợc rửa bằng 15 ml piperidin, sau đó rửa bằng diethyl ete thu đƣợc
1,2 g minoxidil. Hiệu suất bƣớc 3 đạt 89
+ Nguyên liệu 4-cloropyrimidin-2,6-diamin đƣợc tổng hợp từ pyrimidin2,4,6(1H,3H,5H)- trion qua 2 giai đoạn phản ứng.
- Halogen hóa pyrimidin-2,4,6(1H,3H,5H)- trion (1)

Sơ đồ 1.5. Tổng hợp 2,4,6-tricloropyrimidin
- Amino hóa (2) ở vị trí 2,4.

13


Sơ đồ 1.6. Tổng hợp 6-cloropyrimidin-2,4-diamin
1.3.7.2. Phƣơng pháp Upjohn 2
Trong quá trình tổng hợp Upjohn đã cải tiến phƣơng pháp thứ nhất của
mình, với bƣớc đầu tiên là tổng hợp 6-amino-4-cloro-2-imino-2H-pyrimidin-1ol từ phản ứng oxy hóa 4-cloro-pyrimidin-2,6-diamin bằng tác nhân m-CPBA.
Sau đó 6-amino-4-cloro-2-imino-2H-pyrimidin-1-ol đƣợc hồi lƣu cùng piperidin
để thu đƣợc minoxidil.[25]

Tác nhân và điều kiện: a) m-CPBA,EtOH; b) piperidin, 150oC, hồi lƣu

Sơ đồ 1.7. Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 2

- Bƣớc 1: Chất ban đầu là (3), đƣợc oxy hóa bằng m-CPBA, hỗn hợp sau
phản ứng đƣợc chiết với acetonitril để thu đƣợc (6), hiệu suất của phản ứng đạt
44,7 %

Tác nhân và điều kiện: m-CPBA,EtOH

Sơ đồ 1.8. Tổng hợp 2,6-diamino-4-cloropyrimidin 1-oxid
- Bƣớc 2: (6) đƣợc đun hồi lƣu với piperidin trong 1,5 giờ. Hỗn hợp sau
phản ứng cũng đƣợc chiết với acetonitril, hiệu suất phản ứng đạt 89

14

.


Tác nhân và điều kiện: piperidin, 250oC, hồi lƣu

Sơ đồ 1.9. Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp 2
+ Nguyên liệu (3) trong phƣơng pháp này đƣợc Upjohn tổng hợp từ
ethyl-2-cyanoacetat và guanidine, sau đó cloro hóa bằng POCl3
- Thực hiện phản ứng ngƣng tụ giữa ethyl-2-cyanoacetat (7) và guanidine
(8) thu đƣợc sản phẩm (9)[25]

Tác nhân và điều kiện: EtONa, EtOH

Sơ đồ 1.10. Tổng hợp 2,6-diaminopyrimidin-4-ol
- Thế nhóm -OH nhân thơm bằng nhóm -Cl với tác nhân POCl3 thu đƣợc
3.

Tác nhân và điều kiện: POCl3

Sơ đồ 1.11. Tổng hợp 6-cloropyrimidin-2,4-diamin
1.3.7.3. Phƣơng pháp Upjohn 3
So với 2 phƣơng pháp trên phƣơng án thứ 3 của Upjohn có ƣu thế hơn vì
cho hiệu suất cao hơn và hiệu quả kinh tế hơn. Phƣơng pháp này đƣợc tiến hành
từ ethyl cyanoacetat (10), (10) phản ứng với piperidin trong dung môi
isopropanol để thu đƣợc một cyanoacetamid (11), O-Methyl hóa (11) bởi tác
nhân trimethyloxonium fluroborat thu đƣợc một enol ether (12), quá trình này
15


đ t hiệu suất 43 , chất (12) tiếp tục đƣợc phản ứng với cyanamid trong ethanol
khan thu đƣợc cyanoiminopropionitril (13), tiếp đó (13) đƣợc phản ứng với
hydroxylamine để thu đƣợc minoxidil, hiệu suất của 2 phản ứng này đạt
48%.[22,25]

Tác nhân và điều kiện: a) piperidin, isopropanol, hồi lƣu; b) Me3OBF4,K2CO3, c)
CH2Cl2; H2N-CN,EtOH; d) H2NOH.HCl, K2CO3, EtOH

Sơ đồ 1.12. Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 3
- Bƣớc 1: Thực hiện phản ứng amid hóa giữa ethyl-2-cyanoacetat (10) và
piperidin với dung môi isopropanol, đun hồi lƣu 24 giờ.

Sơ đồ 1.13. Tổng hợp 3-oxo-3-(piperidin-1-yl)propanitril

16


- Bƣớc 2: Thực hiện phản ứng

giữa (11) và trimethylamonium

tetrafluoroborat, với dung môi DCM dƣới bầu khí quyển N 2, trong 24 giờ ở
nhiệt độ phòng.

Sơ đồ 1.14. Tổng hợp 3-methoxy-3-(piperidin-1-yl)acrylonitril
Hòa tan 11,44 g N-(2-cyanoacetyl)piperidin và 10,95 g trimethyloxonium
fluoroborat trong 120 ml CH2Cl2 dƣới khí quyển N2. Hỗn hợp sau phản ứng
đƣợc đổ nhanh vào 10,95 g K2CO3 trong 11 ml nƣớc. Khuấy trong 30 phút, sau
đó chiết với CH2Cl2. Tách lấy phần CH2Cl2, rửa nhanh bằng dung dịch K2CO3
10 , làm khô bằng K2CO3. Sau đó cất quay chân không thu đƣợc cắn dạng rắn.
- Bƣớc 3:

Sơ đồ 1.15. Tổng hợp minoxidil theo phƣơng pháp Upjohn 3

17


Cắn dạng rắn thu đƣợc ở bƣớc 2 đƣợc hòa tan vào trong 180 ml ethanol
khan, sau đó them 3,22 g cyanamid, khuấy trộn phản ứng ở 25 oC trong 6 giờ.
Sau đó them 21,9 g K2CO3, 8,27 g hydroxylamine hydroclorid và 90 ml
ethanol khan, khuấy trộn phản ứng 16 giờ ở nhiệt độ 25oC. Hỗn hợp sau phản
ứng đƣợc lọc, rửa c n bằng CH3OH. Dịch lọc đƣợc chạy sắc kí cột silica gel thu
đƣợc 6,77 g sản phẩm, sản phẩm này đƣợc kết tinh lại bằng CH3OH và CH3CN
thu đƣợc 5,48 g minoxidil. Hiệu suất đạt 35

18

.

Chƣơng 2. NGUYÊN VẬT LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. NGUYÊN LIỆU
Các hóa chất, dung môi sử dụng trong quá trình thực nghiệm là loại dành
cho tổng hợp hóa dƣợc, đƣợc nhập từ công ty Merck ho c Sigma-Aldrich và
đƣợc sử dụng trực tiếp không tinh chế gì thêm. Bao gồm.
2.1.1. Hóa chất chính
- Acid 2-chloroacetic
- NaCN
- Piperidin
- Me3OBF4
- NH2CN
- NH2OH.HCl
2.1.2. Dung môi và các hóa chất khác
- Acid acetic khan
- Acid perchloric
- Ethanol
- Diclorometan (DCM)
- Isopropanol
- Metanol
- Acetonitril,
- K2CO3
- Aceton
- n-hexan
- Dimethylformamid
- Dd acid acetic
- NH4OH
19