Nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp và tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn dược dụng (tt)

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

NGUYỄN VĂN GIANG

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG QUY TRÌNH
TỔNG HỢP VÀ TINH CHẾ MAFENID
ACETAT ĐẠT TIÊU CHUẨN DƯỢC DỤNG

Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc
Mã số: 9720202

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2018


Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Dược Hà Nội.
Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung Ương
Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp
Trường Họp tại: Phòng Hội đồng - Trường Đại học Dược Hà Nội
Vào hồi … giờ … phút ngày … tháng … năm 2018

Có thể tìm hiểu luận án tại:
Thư viện Quốc gia Việt Nam
Thư viện trường Đại học Dược Hà Nội


CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN ÁN
Phổ cộng hưởng từ C-13
13
C-NMR :
(Carbon-13 nuclear magnetic resonance).
Phổ cộng hưởng từ proton
1
H-NMR :
(Proton nuclear magnetic resonance).
Ac
: Acetyl
AR
: Thuốc thử phân tích (Analytical reagent)
CTCT
: Công thức cấu tạo
CTPT
: Công thức phân tử
d
: Doublet
DMF
: Dimethylformamide
Et
: Ethyl
GC
: Sắc ký khí (Gas chromatography)

Sắc ký lỏng hiệu năng cao
HPLC
:
(High-performance liquid chromatography)
IPA
: Isopropanol
IR
: Hồng ngoại (Infrared)
KL
: Khối lượng
MS
: Phổ khối (Mass spectrometry)
Rf
: Hệ số lưu giữ (Retention factor)
s
: Singlet
SKLM
: Sắc ký lớp mỏng
Ts
: Tosyl (p-methylphenyl)
TT-BYT
: Thông tư – Bộ Y tế
Dược điển Mỹ 38
USP 38
:
(United States Pharmacopeia 38)
UV
: Tử ngoại (Ultraviolet)
: Dao động hóa trị cực đại
νmax

1
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án

Bỏng là những tổn thương mô tế bào do nhiệt, hóa chất và các loại bức
xạ. Tổn thương bỏng thường ở da, nhưng cũng có trường hợp bỏng sâu tới
các lớp dưới da như gân, cơ, xương khớp và các tạng. Bỏng luôn là tai nạn
song hành cùng sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người, nó để lại
những thương tật nặng nề và là nguyên nhân gây tử vong đáng lo ngại. Hàng
năm, trên thế giới có khoảng 300.000 người chết do tai nạn bỏng. Khoảng
90% số ca bỏng đều ở các nước đang phát triển, trong đó gần 60% các ca
bỏng nặng tập trung ở các nước Đông Nam Á. Số lượng các ca bỏng nặng
tăng từ 280.000 người (năm 1990) đến 338.000 (năm 2010). Tại Việt Nam
theo điều tra dịch tễ học từ năm 2005-2009, hàng năm trung bình có khoảng
1% dân số bị bỏng so với số dân cả nước. Viện bỏng Quốc gia mỗi năm tiếp
nhận và điều trị khoảng 2500 bệnh nhân bỏng từ nặng đến rất nặng. Tuy có
nhiều bước đột phá trong việc chăm sóc và điều trị, nhưng tỉ lệ tử vong do
bỏng vẫn cao. Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến tử vong là do
nhiễm trùng bỏng. Do vậy, công tác dự phòng và điều trị nhiễm khuẩn
chiếm vị trí quan trọng trong thành công của điều trị bỏng, đặc biệt là các
trường hợp bỏng nặng.
Mafenid acetat là một thuốc kháng khuẩn nhóm sulfonamid. Khác với
cấu trúc các sulfamid khác, cấu trúc của mafenid có chứa nhóm methylen
giữa vòng benzen và nhóm amin. Mafenid acetat chủ yếu được dùng trong
các trường hợp nhiễm trùng ở những bệnh nhân bỏng độ 2 và độ 3. Mafenid
acetat là một chất kháng khuẩn phổ rộng, có tác dụng trên cả vi khuẩn Gram
(+) và Gram (-) như: Clostradia, Acinetobacter baumannii…đặc biệt có tác

dụng trên trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa. Mafenid acetat
không có tác dụng trên vi nấm và virus. Ngoài ra, mafenid acetat còn có
khả năng ngấm sâu vào dưới tổ chức hoại tử và viêm nhiễm, vì vậy rất phù
hợp cho điều trị nhiễm khuẩn tại chỗ. Hiện nay, mafenid acetat là một trong
những thuốc hàng đầu điều trị nhiễm khuẩn do trực khuẩn mủ xanh và các
loài vi khuẩn đa kháng thuốc tại các trung tâm bỏng và chấn thương. Tuy
nhiên, giá chi trả để điều trị bỏng với mafenid acetat vẫn còn đắt (khoảng
1811 đô la Mỹ/bệnh nhân). Tại Việt Nam chưa có thuốc này, do vậy việc


2
nghiên cứu tổng hợp mafenid acetat và bào chế thành phẩm cung cấp thị
trường trong nước là rất thiết thực.
Mục tiêu của luận án
- Thiết kế được một số phương pháp mới định hướng ứng dụng trong tổng
hợp mafenid acetat.
- Xây dựng được quy trình tổng hợp và tinh chế mafenid acetat đạt tiêu
chuẩn USP 38 ở quy mô 1000 g/mẻ.
Nội dung của luận án
Để thực hiện các mục tiêu đề ra, luận án gồm các nội dung sau:
1. Tổng quan được các phương pháp tổng hợp mafenid acetat đã được công
bố, so sánh những ưu nhược điểm của từng phương pháp.
2. Tổng quan một số quá trình tạo nhóm sulfonyl clorid (để tạo nhóm
sulfonamid) và quá trình tạo nhóm amin bậc 1. Qua đó có cái nhìn tổng
quan về quá trình tạo nhóm sulfonamid và nhóm amin bậc 1 trên phân tử
mafenid.
3. Đề xuất các phương pháp mới để tổng hợp được phân tử mafenid acetat.
4. Tổng hợp mafenid acetat từ các nguồn nguyên liệu khác nhau ở quy mô
phòng thí nghiệm. Tiến hành khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng
nhằm nâng cao hiệu suất và có thể nâng cấp ở quy mô lớn hơn.

5. Phân tích, lựa chọn được phương pháp tổng hợp mafenid acetat để nâng
cấp được quy trình tổng hợp ở quy mô 1000 g/mẻ.
6. Lựa chọn được phương pháp thích hợp để tinh chế mafenid acetat đạt
tiêu chuẩn USP 38.
7. Kiểm nghiệm mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38 ở quy mô 1000 g/mẻ.
8. Đánh giá độ ổn định của nguyên liệu mafenid acetat tổng hợp được.
Những đóng góp mới của luận án
- Đã thiết kế được 3 phương pháp mới để tổng hợp mafenid acetat ở quy
mô phòng thí nghiệm qua các trung gian:
+ N-Benzylsuccinimid
+ N1,N4-Dibenzylsuccinamid và N1,N2-dibenzylphthalamid
+ Alcol p-(hydroxymethyl)benzensulfonamid sử dụng phản ứng Ritter.
- Đã xây đựng được quy trình tổng hợp và tinh chế mafenid acetat đạt tiêu
chuẩn USP 38 ở quy mô 1000 g/mẻ bằng phương pháp mới qua trung gian
N-benzylsuccinimid với hiệu suất 51,0% (tính từ N-benzylsuccinimid).


3
Trong đó, lần đầu tiên công bố quy trình tinh chế mafenid acetat đạt USP
38 sử dụng dung môi EtOH 95% ở quy mô 1000 g/mẻ.
- Đã tổng hợp được mafenid acetat đạt được về độ ổn định và có tuổi thọ
dự đoán 46,5 tháng.
- Cải tiến nâng cao hiệu suất phản ứng clorosulfo hóa, sulfoamid hóa Nbenzylacetamid tạo N-(p-sulfamoylbenzyl)acetamid với hiệu suất 50%.
- Lần đầu tiên công bố quá trình tạo mafenid acetat từ N-(psulfamoylbenzyl)acetamid với hiệu suất cải tiến đạt 88,6%.
2. Cấu trúc của luận án
Luận án gồm 159 trang, 69 bảng, 17 hình và 26 sơ đồ. Bố cục gồm các
phần: Đặt vấn đề (2 trang); Tổng quan (28 trang); Nguyên liệu, thiết bị và
phương pháp nghiên cứu (8 trang); Thực nghiệm và Kết quả (98 trang);
bàn luận (22 trang); Kết luận và đề xuất (1 trang); Danh mục các công trình
đã công bố liên quan đến luận án (1 trang). Luận án có 151 tài liệu tham

khảo (12 trang) và 76 phụ lục.
Chương 1. TỔNG QUAN
Phần tổng quan trình bày các nội dung:
Tổng quan về tính chất lý hóa của mafenid acetat:
- CTCT:

- Tên khoa học: 4-(aminomethyl)benzensulfonamid monoacetat
- CTPT: C7H10N2O2S.C2H4O2
- Thành phần nguyên tố: C 43,89%, H 5,68%, N 11,37%, O 25,98%, S
13,02%.
- Khối lượng phân tử: 246,29 đvC.
- Tính chất: Bột kết tinh trắng, tan tốt nước và methanol.
- Tiêu chuẩn kiểm nghiệm của nguyên liệu mafenid acetat theo USP 38.


4
+ Cảm quan: Bột kết tinh trắng hoặc hơi vàng.
+ Phổ hồng ngoại: trùng với phổ chuẩn hoặc phổ của chất chuẩn.
+ t°nc: 162-171℃ (khoảng bắt đầu và kết thúc chảy không vượt quá
4°C).
+ Dung dịch 10% trong nước có pH=6,4-6,8.
+ Tro còn lại sau nung: không quá 0,2%.
+ Hàm ẩm: không quá 1% (phương pháp Karl Fischer).
+ Hàm lượng: 98,0-102,0% tính theo hoạt chất khan (phương pháp
đo quang).
+ Giới hạn tạp chất: selen (không quá 30 ppm), kim loại nặng (không
quá 20 ppm), 4-formylbenzensulfonamid và tạp hữu cơ khác (không quá
1% -phương pháp sắc kí lớp mỏng).
- Phổ hấp thụ tử ngoại UV của dung dịch mafenid acetat trong nước hoặc
methanol với nồng độ 1 mg/ml với đỉnh hấp thụ cực đại với bước sóng từ

220-267 nm, điều này chứng minh sự tồn tại của vòng thơm.
Tác dụng dược lý:
Dược động học: Mafenid acetat được khuếch tán vào máu một phần nhỏ
sau khi bôi. Khoảng 4 giờ sau khi bôi dung dịch 5%, liều dùng được phân
bố đến các mô khoảng 80%. Nồng độ đỉnh đạt được sau khoảng 2 đến 4
giờ. Sau khi hấp thu, được chuyển thành p-carboxybenzensulfonamid là
một chất chuyển hóa không có hoạt tính và ức chế enzym carbonic
anhydrase yếu. Trong khoảng 24 giờ, 97% mafenid acetat được đào thải
qua thận. Do mafenid và chất chuyển hóa của nó ức chế enzym carbonic
anhydrase, nên làm tăng đào thải bicarbonat và tăng lưu giữ ion clorid trong
máu, gây toan chuyển hóa, thiếu hụt amoniac trong nước tiểu, có thể dẫn
đến hiện tượng tăng thông khí.
Cơ chế: Các thuốc nhóm sulfonamid ức chế cạnh tranh enzym
dihydropteroat synthetase – enzym tham gia tổng hợp folat ở vi khuẩn nên
ức chế sự nhân lên ở vi khuẩn. Nhưng không giống với các sulfonamid
khác, mafenid không cạnh tranh với acid p-aminobenzoic. Hoạt động của


5
nó có thể liên quan tới sự cạnh tranh với các chất chuyển hóa khác hoặc
theo một cơ chế hoàn toàn khác. Harrison và cộng sự đã chỉ ra rằng, mafenid
acetat ức chế tổng hợp protein của vi khuẩn xảy ra ở nồng độ thuốc điều trị
bỏng .
Tác dụng: chủ yếu là tác dụng kìm khuẩn, có phổ rộng tác dụng trên nhiều
vi khuẩn Gram (+) và Gram (-) kể cả Pseudomonas aeruginosa và một số
chủng vi khuẩn kỵ khí, nhưng không có hoạt tính chống nấm và virus.
Chỉ định: Điều trị hoặc ngăn ngừa nhiễm khuẩn ở bệnh nhân bị bỏng độ 2,
độ
Tác dụng phụ: Tác dụng phụ thường gặp: đau và cảm giác bỏng tại nơi bôi
thuốc.

Chống chỉ định: Chống chỉ định cho những trường hợp nhạy cảm với
mafenid acetat hoặc với bất kỳ thành phần nào khác.
Quá liều: Liều gây chết trung bình (LD50) của mafenid acetat tiêm tĩnh
mạch trên chuột nhắt là 1580 mg/kg, trong khi với chuột cống là 2040
mg/kg.
Tổng quan các phương pháp tổng hợp mafenid:
Mafenid được tổng hợp đi từ những nguồn nguyên liệu khác nhau: Nbenzylacetamid, N-benzylurethan, N-(4-methylbenzyliden)benzylamin,
phenylnitromethan,

4-(bromomethyl)benzensulfonamid,

N-(4-

aminobenzensulfonyl)acetamid, sulfanilamid , phenylacetamid, oxi hóa ptoluensulfonamid , N-benzylphthalimid, N-benzylformamid và tổng quan
được phương pháp tạo muối mafenid acetat từ mafenid base và qua trung
gian imin.
Tổng quan về một số quá trình tạo nhóm sulfonyl clorid (-SO2Cl):
Quá trình tạo nhóm sulfonyl clorid bằng tác nhân ClSO3H, hỗn hợp khí
Cl2, SO2, sulfuryl clorid (SO2Cl2), acid sulfonic và dẫn chất, bằng phản ứng
oxy hóa, muối diazoni.
Tổng quan về một số quá trình tạo nhóm amin bậc 1 (-NH2):
Quá trình tạo nhóm amin bậc 1 bằng quá trình khử hóa oxim, khử hóa


6
amid, khử hóa azid, amin hóa khử (alkyl hóa khử), alkyl hóa khử amin
(phản ứng Leuckart), khử hóa nitril, thủy phân amid, thủy phân dẫn chất Nalkylphthalimid (Gabriel), N-alkyl hóa dẫn chất alkyl halogenid với
amoniac, phản ứng của hexamin và dẫn chất alkyl halogenid (phản ứng
Delépine), thoái phân Hofmann, thoái phân của acyl azid (chuyển vị
Curtius), thoái phân các acid hydroxamic (chuyển vị Lossen), phản ứng của

acid hydrazoic và hợp chất carbonyl (chuyển vị Schmidt), hủy phân
isocyanat, isothiocyanat, urethan và ure.
Đề xuất một số phương pháp tổng hợp mafenid acetat:
+ Từ alcol p-(hydroxymethyl)benzensulfonamid bằng phản ứng
Ritter.
+ Từ các diamid bằng phản ứng clorosulfo hóa, sulfoamid hóa và
thủy phân.
+ Từ N-benzylsuccinimid.
Chương 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ
VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu
2.1.1. Nguyên liệu
Các nguyên liệu, hóa chất đều là loại đạt tiêu chuẩn DĐVN, BP, USP
hoặc tinh khiết phân tích. Các dung môi sử dụng cho phân tích đạt tiêu
chuẩn dùng cho HPLC, LC-MS. Chất chuẩn mafenid acetat USP hàm
lượng 99,4%.
2.1.2. Thiết bị
Sử dụng các thiết bị tổng hợp và phân tích tại Trường Đại học Dược Hà
Nội, Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung Ương, Viện Công nghệ dược phẩm
quốc gia, Phòng thí nghiệm Hóa dược, Khoa Hóa học, Trường Đại học
Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội và Viện Hóa học – Viện Hàn
lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam.
2.1.3. Phương pháp nghiên cứu
- Sử dụng các phản ứng cơ bản trong tổng hợp hóa dược: acyl hóa; alkyl
hóa, khử hóa, diazo hóa, nitro hóa, phản ứng thủy phân; phản ứng clorosulfo
hóa và sulfoamid hóa; phản ứng ngưng tụ đóng vòng, phản ứng acid base.


7
- Sử dụng các kỹ thuật kết tinh, tảy màu, lọc, chiết… để tinh chế sản phẩm.

- Phương pháp đo nhiệt độ nóng chảy.
- Phương pháp sắc kí lớp mỏng (SKLM) với hệ dung môi khai triển thích
hợp.
- Phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao HPLC.
- Chứng minh cấu trúc bằng các phương pháp phân tích phổ: Phổ hồng
ngoại IR, phổ khối lượng MS, phổ cộng hưởng từ proton và carbon (1HNMR, 13C-NMR).
- Sản phẩm mafenid acetat được đánh giá chất lượng theo USP 38.
- Đánh giá độ ổn định của mafenid acetat ở 2 điều kiện:
+ Điều kiện lão hoá cấp tốc: Nhiệt độ: 40 ± 2°C, độ ẩm tương đối: 75 ± 5%,
tần suất lấy mẫu: 0 tháng, 1 tháng, 2 tháng, 3 tháng, 6 tháng.
+ Điều kiện thực: Nhiệt độ: 30 ± 2°C, độ ẩm tương đối: 75 ± 5%, tần suất
lấy mẫu: 3 tháng/lần/năm thứ nhất, 6 tháng/lần/năm thứ hai.
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
3.1. Nghiên cứu tổng hợp mafenid acetat ở quy mô phòng thí nghiệm
3.1.1. Sử dụng phản ứng Ritter


8

-Tổng hợp N-benzylacetamid (II) từ alcol benzylic sử dụng phản ứng Ritter
với hiệu suất 76,1%, t°nc 55-57℃, Rf 0,50 (EtOAc: n-hexan = 7:3). IR
(KBr), ν͞ max (cm-1): 3278 (N-Hamid); 3086 (C-Hthơm); 2927 (C-Hno); 1633
(C=Oamid); 1548 (C=Cthơm). ESI-MS (MeOH), m/z: 149,95 ([M+H]+),
171,91 [M+Na]+ (CTPT C9H11NO, M=149,19). 1H-NMR (500 MHz,
CD3OD), δ (ppm): 2,00 (3H, s, H-2); 4,86 (2H, s, H-1’); 7,25-7,34 (5H, m,
Hthơm). 13C-NMR (125 MHz, CD3OD), δ (ppm): 22,52 (C-2); 44,21 (C-1’);
128,20 (C-4’’); 128,58 (C-2’’, C-6’’); 129,52 (C-3’’, C-5’’); 139,93 (C1’’); 173,07 (C-1).
-Tổng hợp N-(p-sulfamoylbenzyl)acetamid (III) từ N-benzylacetamid (II)
sử dụng tác nhân ClSO3H với hiệu suất 38,6%. Tổng hợp sulfonamid III từ
amin IIIa với hiệu suất 26,5%. Tổng hợp sulfonamid III từ alcol IIIb với

hiệu suất 76,6%, t°nc 167-169℃, Rf 0,75 (n-butanol: acid acetic: nước =
9,0:2,0:2,5). IR (KBr), ͞νmax (cm-1): 3280 (N-Hsulfonamid); 3091 (C-Hthơm);
2989 (C-Hno); 1631 (C=Oamid); 1327 và 1149 (O=S=O); ESI-MS (MeOH),
m/z: 226,849 [M-H]-, (CTPT C9H12N2O3S, M=228,27; 1H-NMR (500
MHz, CD3OD), δ (ppm): 2,00 (3H, s, H-3’); 4,42 (2H, d, J = 6,0 Hz, H-1’);
7,44 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3, H-5); 7,85 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-2, H-6); 13CNMR (125 MHz, CD3OD), δ (ppm): 22,50 (C-3’); 43,64 (C-1’); 127,36 (C3, C-5); 128,89 (C-2, C-6); 143,79 (C-4); 144,72 (C-1); 173,32 (C-2’).
- Tổng hợp N-(p-nitrobenzyl)acetamid (IIa) từ N-benzylacetamid (II): Hiệu
suất 32,3%, t°nc 129-131℃, Rf = 0,67 (EtOAc: n-hexan = 7:3). IR
(KBr), ν͞ max (cm-1): 3273 (N-Hamid); 3074 (C-Hthơm); 2924 và 2839 (C-Hno);
1647 (C=Oamid); 1566 (C=Cthơm); 1514 và 1347 (-NO2); ESI-MS (MeOH),
m/z: 193,0 ([M-H]-); 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 1,90 (3H,
s, H-2); 4,37 (2H, d, J=6,0 Hz, CH2); 7,50 (2H, d, J=9,0 Hz, H-2’, H-6’);
8,18 (2H, d, J=9,0 Hz, H-3’, H-5’); 8,51 (1H, s, NHamid).
-Tổng hợp N-(p-aminobenzyl)acetamid (IIIa): Hiệu suất 91,7%, t°nc 8185℃, Rf = 0,29 (EtOAc: n-hexan = 7:3). IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3642 (NH2);


9
3327 (N-Hamid); 2919 (C-Hno); 1630 (C=Oamid); 1554 (C=C thơm); ESI-MS
(MeOH), m/z: 186,9 ([M+Na]+); 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm):
1,82 (3H, s, H-2); 4,05 (2H, d, J=6,0 Hz, CH2); 5,05 (2H, brs, NH2); 6,51
(2H, d, J=8,0 Hz, H-3’, H-5’); 6,91 (2H, d, J=8,0 Hz, H-2’, H-6’); 8,10 (1H,
s, NHamid).
-Tổng hợp p-(hydroxymethyl)benzensulfonamid (IIIb) từ acid psulfamoylbenzoic (IIb) sử dụng tác nhân NaBH4 với hiệu suất 54,5%, t°nc
125-128°C, Rf 0,9 (n-butanol: acid acetic: nước – 9,0:2,0:2,5 ). IR
(KBr), ν͞ max (cm-1): 3462 (-OH); 3356 và 3243 (-NH2); 3074 (C-Hthơm); 2918
(C-Hno); 1312 và 1155 (SO2); 1043 (C-Oalcol); ESI-MS (MeOH), m/z: 185,9
[M-H]-; 1H-NMR (500 MHz, CD3OD), δ (ppm): 4,71 (2H, s, CH2); 7,53
(2H, d, J=8,5 Hz, H-3, H-5); 7,89 (2H, d, J=8,5 Hz, H-2, H-6); 13C-NMR
(125 MHz, CD3OD), δ (ppm): 62,91 (CH2); 125,81 (C-3, C-5); 126,56 (C2, C-6); 142,38 (C-4); 146,20 (C-1).
-Tổng hợp mafenid base từ sulfonamid III: thủy phân trong HCl với hiệu

suất 59,7%; thủy phân trong NaOH với hiệu suất 57,7%. Tổng hợp mafenid
base từ imin IV với hiệu suất 84,7%, t°nc 149-151℃, Rf 0,27 (n-butanol:
acid acetic: nước – 9,0:2,0:2,5). IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3373 và 3307 (NH2); 3068 (C-Hthơm); 2895 và 2862 (C-Hno); 1598, 1575 và 1454
(C=Cthơm); 1323 và 1149 (O=S=O); ESI-MS (MeOH), m/z: 184,851 [M-H](CTPT: C7H10N2O2S, M = 186,23 đvC); 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6),
δ (ppm): 3,79 (2H, s, H-1’); 7,51 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3, H-5); 7,76 (2H,
dd, J= 8,0 Hz, H-2, H-6); 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 45,55
(C-1’); 125,95 (C-3, C-5); 127,82 (C-2, C-6); 142,55 (C-1); 148,57 (C-4).
-Tổng hợp N-benzyliden-p-aminomethylbenzensulfonamid (IV) từ
sulfonamid III với hiệu suất 95,0%, t°nc 152-154℃, Rf 0,61 (EtOAc:nhexan 7:3). IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3290 (-NH2); 3001 (C-Hthơm); 2900 (CH); 1639 (C=N); 1597 và 1575 (C=Cthơm); 1328 và 1149 (O=S=O).ESI-MS
(MeOH), m/z: 272,829 [M-H]-. 1H-NMR (500MHz, DMSO-d6), δ, ppm:
4,85 (2H, s, H-1’); 7,45-7,49 (3H, m, H-4’, H-6’, H-8’); 7,53 (2H, d, J=8,5
Hz, H-3, H-5); 7,80 (3H, m, 2H, H-5’, H-7’); 7,81 (2H, d, J=8,5 Hz, H-2,
H-6); 8,55 (s, 1H, H-2’). 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 63,14
(C-1’), 125,76 (C-2, C-6), 128,02 (C-5’, C-7’), 128,15 (C-4’, C-8’), 128,70
(C-3, C-5), 130,89 (C-6’), 142,63 (C-4), 143,73 (C-1), 162,55 (C-2’).
-Tổng hợp mafenid acteat (V) từ imin IV với hiệu suất 87,2%, từ mafenid
base với hiệu suất 95,5%, t°nc 164-166℃, Rf 0,27 (n-butanol: acid acetic:
nước – 9,0:2,0:2,5). IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3307 và 3174 (NH2); 3070 (CHthơm); 2949 (C-Hno); 2083 (N+-Hmuối amin bậc 1); 1600 và 1409 (C=Oacetat);
1517 (C=Cthơm); 1317 và 1143 (SO2). ESI-MS (MeOH), m/z: 184,869 ([M-


10
CH3COO-H] ). H-NMR (500 MHz, D2O), δ (ppm): 1,89 (3H, s, H-3’);
4,23 (2H, s, H-1’); 7,66 (2H, d, J = 8,5 Hz, H-3, H-5); 7,97 (2H, d, J = 8,5
Hz, H-2, H-6). 13C-NMR (125 MHz, D2O), δ (ppm): 23,24 (C-2’); 42,43
(C-1’); 126,59 (C-3, C-5); 129,68 (C-2, C-6); 137,82 (C-4); 141,77 (C-1);
181,38 (C-3’).
3.1.2. Tổng hợp mafenid acetat qua trung gian N-benzylphthalimid
-

1

- Tổng hợp phthalimid từ anhydrid phthalic: hiệu suất 76,5%, t°nc 234235℃, Rf = 0,67 (CHCl3 : MeOH= 9:1).
- Tổng hợp N-benzylphthalimid (VI): hiệu suất 64,1%), t°nc 104-106℃, Rf
= 0,91 (CHCl3 : MeOH= 9:1). IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3057 (C-Hthơm); 2915
(C-Hno); 1770 và 1702 (C=Oimid). ESI-MS (MeOH), m/z: 238,00 [M+H]+;
260,02 ([M+Na]+). 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,77 (2H, s,
H-1’); 7,26-7,34 (5H, m, H-3’, H-4’, H-5’, H-6’, H-7’); 7,87-7,90 (2H, m,
H-3, H-6); 7,82-7,86 (2H, m, H-4, H-5).


11
- Clorosulfo hoá và sulfoamid hoá N-benzylphthalimid tạo VII: hiệu suất
39,5%, t°nc 221,5-223℃, Rf 0,86 (n-butanol: acid acetic: nước =
9,0:2,0:2,5). IR (KBr), ͞νmax (cm-1): 3558 và 3257 (NH2); 3062 (C-Hthơm);
2929 (C-Hno); 1768 và 1705 (C=Oimid); 1602 và 1543 (C=Cthơm); 1313 và
1155 (O=S=O). ESI-MS (MeOH), m/z: 338,99 ([M+Na]+). 1H-NMR (500
MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,07 (2H, s, SO2NH2); 4,84 (2H, s, H-1’); 7,48
(2H, d, J= 8,5 Hz, H-3’, H-7’); 7,77 (2H, d, J = 8,5 Hz, H-4’, H-6’); 7,85 7,91 (4H, m, H-3, H-4, H-5, H-6).
-Tổng hợp sulfonamid VIII: hiệu suất 84,5%, t°nc 214-218°C, Rf 0,76 (nbutanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5). IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3527 và
3309 (-OH, -NH-); 3056 (C-Hthơm); 2921 và 2850 (C-Hno); 1706 (C=Oacid);
1648 (C=Oamid); 1538 (C=Cthơm); 1318 và 1159 (O=S=O); 1085 (C-O). ESIMS (MeOH), m/z: 333,0 ([M-H]-). 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ
(ppm): 4,49 (2H, d, J = 6,0 Hz, H-1’); 7,33 (2H, s, SO2NH2); 7,51-7,57 (5H,
m, H-3, H-4, H-5, H-3’, H-7’); 7,75-7,78 (3H, m, H-4’, H-6’, H-6); 7,91
(1H, brs, NH); 9,10 (1H, brs, OH).
- Tạo mafenid hydroclorid từ sulfonamid VIII: hiệu suất 83,3%, t°nc 254256℃, Rf 0,27 (n-butanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5). IR (KBr), ν͞ max
(cm-1): 3369 (NH2); 3192 (NH3+); 3056 (C-Hthơm); 2930 và 2880 (C-Hno);
1938 (δ NH3+); 1557 (C=Cthơm); 1314 và 1156 (O=S=O). ESI-MS (MeOH),
m/z: 185,0 [M-HCl-H]-. 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,10
(2H, s, H-1’); 7,44 (2H, s, SO2NH2); 7,67 (2H, d, J = 8,0 Hz, H-3, H-5);

7,85 (2H, d, J= 8,0 Hz, H-2, H-6); 8,54 (3H, s, NH3+).
- Tạo mafenid base từ mafenid hydroclorid: hiệu suất 75,5%, t°nc 152153℃, Rf 0,27 (n-butanol: acid acetic: nước = 9,0:2,0:2,5).
- Tạo imin IV từ sulfonamid VIII: hiệu suất 83,2%, t°nc 156-157℃, Rf =
0,61 (EtOAc : n-hexan=7:3).
3.1.3. Tổng hợp mafenid acetat qua trung gian N-benzylsuccinimid


12
-Tổng hợp succinimid từ acid succinic: hiệu suất 91,2%, t°nc 123-125℃.
-Tổng hợp N-benzylsuccinimid (IX) từ succinimid với tác nhân benzyl
clorid, hệ aceton/ K2CO3, t°nc 102-103°C, hiệu suất 68,7%, Rf 0,76 (EtOAc
: n-hexan 7:3). IR (KBr), ͞νmax (cm-1): 3064 (C-Hthơm); 2924 (C-Hno); 1770
và 1687 (C=Oimid); 1606 và 1496 (-C=Cthơm). ESI-MS (m/z): 190,01
[M+H]+ và 212,02 [M+Na]+. 1H-NMR (500MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 2,69
(4H, s, H-3, H-4); 4,55 (2H, s, H-7’); 7,25-7,31 (3H, m, H-2’, H-4’, H-6’);
7,31-7,34 (2H, m, H-3’, H-5’).13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm):
(125MHz, DMSO-d6): 28,08 (C-3, C-4); 41,25 (C-7’); 127,30 (C-4’);
127,48 (C-2’; C-6’); 128,39 (C-3’, C-5’); 136,29 (C-1’); 177,57 (C-2; C-5).
-Clorosulfo hoá và sulfoamid hoá N-benzylsuccinimid tạo sulfonamid X:
hiệu suất 68,0%, t°nc 204-205°C, Rf 0,44 (EtOAc : n-hexan 7:3). IR
(KBr), ν͞ max (cm-1): 3342 và 3232 (N-Hsulfonamid); 3109 (C-Hthơm), 2997 và
2951 (C-Hno); 1764 và 1674 (C=Oimid); 1600 và 1560 (C=Cthơm); 1328 và
1149 (O=S=O). ESI-MS (m/z): 266,788 ([M-H]-). 1H-NMR (500MHz,
DMSO-d6), δ, ppm: 2,71 (4H, s, H-3’, H-4’); 4,62 (2H, s, H-6’); 7,33 (2H,
s, NH2); 7,44 (2H, d, J=8,5 Hz; H-3; H-5); 7,77 (2H, d, J=8,5 Hz; H-2; H6). 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 28,18 (C-3’, C-4’); 40,09
(C-6’); 125,81 (C-3, C-5); 127,91 (C-2, C-6); 140,14 (C-4); 143,13 (C-1);
177,58 (C-2’, C-5’).
-Tổng hơp acid 4-oxo-4-((4-sulfamoylbenzyl)amino)butanoic (XI), hiệu
suất 95,7%, t°nc 146-148°C, Rf 0,69 (n-butanol: acid acetic: nước =
9,0:2,0:2,5). IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3064 (C-Hthơm); (cm-1): 3307 (N-H);

3072 (C-Hthơm), 2950 (C-Hno); 1691 (C=Oacid); 1641 (C=Oamid); 1546
(C=Cthơm); 1338 và 1162 (O=S=O); ESI-MS (MeOH), m/z: 285,0 ([M-H]); 1H-NMR (500MHz, CD3OD), δ, ppm: 2,57 (2H, t, J = 7,0 Hz ; H-3), 2,65
(2H, t, J = 7,0 Hz, H-2); 4,47 (2H, s, H-7’), 7,48 (2H, d, J =8 Hz, H-2’, H6’), 7,87 (2H, d, J =8 Hz, H-3’, H-5’); 13C-NMR (125 MHz, CD3OD), δ
(ppm): 28,82 (C-3), 30,12 (C-2), 42,16 (C-7’), 127,38 (C-2’, C-6’), 127,93
(C-3’, C-5’), 142,29 (C-1’), 143,44 (C-4’), 173,32 (C-4), 174,91 (C-1).
-Tổng hợp imin IV từ XI bằng thủy phân trực tiếp trong dd NaOH 20%:
hiệu suất 92,1%, t°nc 150-151°C, Rf 0,61 (EtOAc : n-hexan 7:3).
-Tổng hợp imin IV từ X bằng thủy phân trực tiếp trong NaOH dd 40%: hiệu
suất 81,2%, t°nc 150-152°C, Rf 0,61 (EtOAc : n-hexan 7:3). IR (KBr, cm1
,) 3332 và 3288 (N-Hsulfonamid); 3182 (C-Himin); 2981 (C-H); 1639 (C=N);
1597, 1577 và 1521 (C=Cthơm); 1328 và 1149 (O=S=O); ESI-MS (MeOH),


13
m/z: 272,808 ([M-H] ); H-NMR (500MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 4,86 (2H,
s, H-1’); 7,33 (2H, s, SO2NH2); 7,47-7,49 (3H, m, H-4’, H-6’, H-8’); 7,53
(2H, d, J=8,0 Hz, H-3, H-5); 7,80-7,82 (4H, d, J=8,0 Hz, H-2, H-6, H-5’,
H-7’); 8,55 (1H, s, H-2’). 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ, ppm: 63,14
(C-1’); 125,76 (C-3’, C-7’), 128,02 (C-4’, C-8’), 128,15 (C-3, C-5), 128,70
(C-2, C-6); 130,89 (C-6’); 135,90 (C-3’); 142,63 (C-4); 143,73 (C-1);
162,55 (C-2’).
3.1.4. Tổng hợp mafenid acetat qua trung gian các diamid (succinamid và
phthalamid)
-

1

-Tổng hợp N1,N4-dibenzylsuccinamid (XIIa) từ diethyl succinat, hiệu suất
95,9%, t°nc 209-210℃, Rf 0,59 (CHCl3:MeOH= 9:1).

IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3289 (N-Hamid); 3069 (C-Hthơm); 2934 (C-Hno); 1633
(C=Oamid); 1548 (C=Cthơm). ESI-MS (MeOH), m/z: 295,1 ([M-H]-); 297,0
[M+H]+; 319,0 [M+Na]+ (CTPT: C18H20N2O2, M=296,36 đvC). 1H-NMR
(500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 2,43 (4H, s, H-2, H-3); 4,27 (4H, d, J =6,0
Hz, H-1’, H-1’’), 7,23-7,25 (6H, m, H-4’, H-5’, H-6’, H-4”, H-5’’, H-6’’);
7,30 (4H, d, J=7,5 Hz, H-3’, H-7’, H-3’’, H-7’’); 8,36 (2H, t, J =6,0 Hz;
2NH). 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 31,32 (2C, C-2, C-3);
42,49 (2C, C-1’, C-1’’); 127,13 (2C, C-5’, C-5’’); 127,61 (4C, C-3’, C-7’,
C-3’’, C-7’’); 128,70 (4C, C-4’, C-6’, C-4’’, C-6’’); 140,09 (2C, C-2’, C2’’); 171,81 (2C, C-1, C-4).
- Tổng hợp N1,N2-dibenzylphthalamid (XIIb) từ diethyl phthalat: hiệu suất
70,6%, Rf 0,79 (hệ C), t°nc 179-181℃.


14
IR (KBr), ν͞ max (cm ): 3293 (N-Hamid); 3072 (C-Hthơm); 2915 (C-Hno); 1627
(C=Oamid). ESI-MS (MeOH), m/z: 343,1 ([M-H]-), (CTPT: C22H20N2O2, M
= 344,41 đvC). 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,43 (4H, s, H8, H-8’); 7,23-7,26 (2H, m, H-12, H-12’); 7,31-7,34 (4H, m, H-11, H-13,
H-11’, H-13’); 7,37-7,39 (4H, d, J=7,5 Hz, H-10, H-14, H-10’, H-14’); 7,51
(4H, m, H-3, H-4, H-5, H-6); 8,82 (2H, t, 2NH). 13C-NMR (125 MHz,
DMSO-d6), δ (ppm): 42,92 (2C, C-8, C-8’); 127,14 (C-12, C-12’); 127,66
(C-10, C-14, C-10’, C-14’); 128,14 (C-3, C-6); 128,69 (C-3, C-5, C-3’, C5’); 129,87 (C-4, C-5); 136,79 (C-9, C-9’); 139,95 (C-1, C-2); 168,68 (2C,
C-7, C-7’).
-Tổng hợp N1,N4-bis(4-sulfamoylbenzyl)succinamid (XIIIa): hiệu suất
41,9%, t°nc 214-215°C, Rf 0,64 (n-butanol : acid acetic : nước = 9,0 : 2,0 :
2,5).
-1

IR (KBr), ν͞ max (cm-1): 3489 và 3277 (N-H); 3093 (C-Hthơm); 2923 (C-Hno);
1623 (C=Oamid); 1549 (C=Cthơm); 1336 và 1159 (O=S=O). ESI-MS
(MeOH), m/z: 453,0 ([M-H]-); 477,0 [M+Na]+, (CTPT: C18H22N4O6S2, M =

454,52 đvC). 1H-NMR (500 MHz, CD3OD), δ (ppm): ): 2,63 (4H, s, H-2,
H-3); 4,48 (4H, s, H-1’, H-1’’), 7,50 (4H, m, H-3’, H-7’, H-3’’, H-7’’); 7,86
(4H, m, H-4’, H-6’, H-4’’, H-6’’). 13C-NMR (125 MHz, CD3OD), δ (ppm):
30,64 (2C, C-2, C-3); 42,15 (2C, (C-1’, C-1’’); 126,04 (C-3’, C-7’, C-3’’,
C-7’’); 127,55 (C-4’, C-6’, C-4’’, C-6’’); 142,62 (C-2, C-2’); 143,73 (C-5’,
C-5’’); 173,03 (2C, C-1, C-4).
-Tổng hợp N1,N4-bis(4-sulfamoylbenzyl)succinamid (XIIIb): hiệu suất
40,5%, Rf 0,62 (n-butanol : acid acetic : nước = 9,0 : 2,0 : 2,5), t°nc 140142,5°C.

ESI-MS (MeOH), m/z: 525,20 [M+Na]+, 501,0 [M-H]- và 561,0
[M+2H2O+Na]+. 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6), δ (ppm): 4,49 (4H, s, H8, H-8’), 7,30 (4H, s, NH2); 7,49-7,88 (12H, m, H-3, H-4, H-5, H-6, H-10,
H-11, H-12, H-13, H-14, H-10’- H-11’, H-12’, H-13’, H-14’), 8,82 (2H, t,
2NH).
-Tổng hợp p-[(benzylidenamino)methyl]benzensulfonamid (IV):


15
+Từ XIIIa với hiệu suất 90,3%, t°nc 149-151°C, Rf 0,61 (n-hexan : EtOAc
= 3 : 7).
+Từ chất XIIIb với hiệu suất 91,6%, t°nc 150-153°C, Rf 0,61 (n-hexan
:EtOAc = 3 : 7).
3.2. Lựa chọn phương pháp thích hợp để nâng cấp quy mô tổng hợp
mafenid acetat ở quy mô 100 g/mẻ.
- Từ các kết quả thu được ở quy mô phòng thí nghiệm đã tiến hành so sánh
và tìm được 2 phương pháp thích hợp để nâng cấp quy mô tổng hợp mafenid
acetat ở quy mô 100 g/mẻ qua trung gian N-benzylacetamid và Nbenzylsuccinimid.
- Đã nghiên cứu cải tiến được quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô
100 g/mẻ từ alcol benzylic qua trung gian N-benzylacetamid với hiệu suất
toàn quá trình 27,9% so với quy mô phòng thí nghiệm. Cải tiến phản ứng
Ritter với hiệu suất 71,3%; phản ứng tạo sulfonamid III thu thêm sản phẩm

từ nước cái với hiệu suất 50,0%. Cải tiến được hiệu suất quá trình tạo
mafenid acetat từ sulfonamid III bằng cách thu hồi sản phẩm từ nước cái
bằng cách tạo imin IV.
- Đã nghiên cứu được quy trình tổng hợp mafenid acetat quy mô 100 g/mẻ
qua trung gian succinimid so với quy mô phòng thí nghiệm với hiệu suất
toàn quá trình 31,9% (tính từ acid succinic): lựa chọn cách thủy phân trực
tiếp sulfonamid X để tạo imin IV.
- Đã so sánh và lựa chọn được quy trình tổng hợp mafenid acetat qua trung
gian succinimid để nâng cấp quy trình tổng hợp ở quy mô lớn hơn.
3.3. Nghiên cứu tinh chế mafenid acetat đạt tiêu USP 38 bằng EtOH 95%.
- Đã nghiên cứu được quá trình tinh chế mafenid acetat đạt tiêu chuẩn hàm
lượng theo USP 38 bằng dung môi EtOH 95% với các thông số: Tỉ lệ
mafenid acetat/EtOH 95%: 1g/4,0 ml; Nhiệt độ kết tinh: -5°C-0°C; Số lần
kết tinh: 1; Thời gian kết tinh 5 giờ..
3.4. Tổng hợp mafenid acetat quy mô 200 g/mẻ, 500 g/mẻ và 1000 g/mẻ
từ nguyên liệu N-benzylsuccinimid.
- Đã cải tiến được quy trình tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylsuccinimid ở quy mô 200 g/mẻ so với quy mô 100 g/mẻ: thu thêm
sản phẩm N-benzylsuccinimid từ tủa phản ứng; tìm được nhược điểm của
việc sử dụng dung môi khi tiến hành ở quy mô lớn; cải tiến quá trình kết
tinh sulfonamid X sử dụng hỗn hợp cồn amoniac để loại sản phẩm sulfonyl
clorid chưa phản ứng hết, cải tiến được quá trình tạo mafenid qua mafenid
base để tránh quá trình cất nước.
- Đã nâng cấp và tổng hợp được mafenid acetat từ acid succinic ở quy mô
500 g/mẻ và ổn định được quy trình tổng hợp mafenid acetat ở quy mô 1000


16
g/mẻ. tinh chế được mafenid acetat đạt tiêu chuẩn USP 38.
- Đã xây dựng được quy trình tinh chế được mafenid acetat đạt tiêu chuẩn
USP 38 ở quy mô 1000 g/mẻ. Toàn bộ quy trình tổng hợp mafenid acetat

từ acid succinic được mô tả ở hình 3.7.

Hình 3.7. Sơ đồ quy trình tổng hợp mafenid acetat từ acid succinic qua
trung gian N-benzylsuccinimid ở quy mô 1000 g/mẻ
3.5. Kết quả phân tích phổ


17
- Kết quả phân tích các phổ IR, MS, 1H-NMR và 13C-NMR của các sản
phẩm trung gian và sản phẩm cuối mafenid acetat cho kết quả cấu trúc đúng
như dự kiến.
3.6. Kết quả kiểm nghiệm
- Kiểm nghiệm mafenid acetat theo Dược điển Mỹ USP 38 tại Viện Kiểm
nghiệm thuốc trung ương-Bộ Y tế cho kết quả đạt tiêu chuẩn Dược dụng ở
quy mô 100 g/mẻ và 1000 g/mẻ.
3.6. Kết quả nghiên cứu độ ổn định
- Kết quả nghiên cứu độ ổn định của mafenid acetat theo USP 38 ở 2 điều
kiện: lão hóa cấp tốc (6 tháng) và điều kiện thực (12 tháng) cho thấy sản
phẩm ổn định. Tuổi thọ dự kiến của mafenid acetat là 46,5 tháng.
Chương 4. BÀN LUẬN
4.1. Về tổng hợp hoá học
4.1.1. Các phản ứng tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylacetamid
- Phản ứng Ritter với alcol benzylic
Trong quá trình thực hiện phản ứng này, cần khuấy hỗn hợp acid
sulfuric và acetonitril trước khi nhỏ alcol benzylic vào khối phản ứng.
Ngoài ra cần duy trì nhiệt độ sôi trong suốt quá trình nhỏ giọt alcol benzylic
để đảm bảo các giai đoạn phản ứng xảy ra hoàn toàn, tránh sản phẩm
polymer hóa. Khi thực hiện với quy mô 100 g/mẻ, phản ứng cần được đảm
bảo khuấy trộn và kiểm soát nhiệt độ tốt, tránh quá nhiệt cục bộ. Ở quy mô
tổng hợp 100 g/mẻ, việc chiết sản phẩm bằng ethyl acetat mất khá nhiều

thời gian và tốn dung môi. Hạn chế này đã được xử lý bằng cách cất lượng
acetonitril dư, sau đó chiết với ethyl acetat, cải tiến này đã rút ngắn thời
gian chiết, hạn chế sản phẩm phân tán vào pha nước, tiết kiệm dung môi.
Mặt khác, cũng dễ thu hồi được acetonitril thừa sau phản ứng.
- Phản ứng clorosulfo hoá và sulfoamid hoá N-benzylacetamid (II) tạo N(p-sulfamoylbenzyl)acetamid (III)
Clorosulfo hoá là phản ứng thuận nghịch, nên giai đoạn cuối cần đun
nóng nhẹ để HCl bay hơi và chuyển dịch cân bằng theo chiều thuận. Trong
quá trình phản ứng luôn sinh ra HCl vì vậy cần loại bỏ bằng cách sục vào
dung dịch NaOH 10%. Nguyên liệu đầu vào của phản ứng clorosulfo hóa
là N-benzylacetamid (II) rất dễ kết tinh ở nhiệt độ phòng. Trước khi nhỏ
chất II vào bình phản ứng chúng tôi đun chảy hợp chất này ở 55-60°C. Tuy
nhiên, chỉ sau một thời gian ngắn chất II đã bị kết tinh trên bình nhỏ giọt
làm cho quá trình nhỏ giọt diễn ra rất khó khăn. Để chất II không bị kết
tinh, nguyên liệu N-benzylacetamid đã được đun chảy liên tục bằng đèn
hồng ngoại trong suốt quá trình nhỏ giọt. Cải tiến này sẽ rất hiệu quả khi


18
nạp liệu ở quy mô lớn hơn.
- Về phản ứng thuỷ phân nhóm bảo vệ acetyl của sulfonamid III
Các nghiên cứu trước đều không đề cập đến quá trình tạo mafenid acetat
từ sulfonamid III. Quá trình chuyển sulfonamid III thành mafenid acetat
đã được cải tiến với hiệu suất cao (88,3%). Theo công bố của Frank tác giả
thủy phân sulfonamid III trong hỗn hợp ethanol và dung dịch HCl 10% (tỉ
lệ thể tích 1:1) thu được mafenid hydroclorid với hiệu suất 83,6%. Trong
khi đó quá trình thủy phân sulfonamid III bằng HCl được chúng tôi thực
hiện không thu mafenid hydrolorid mà tiến hành làm lạnh hỗn hợp phản
ứng, sau đó trung hòa bằng dung dịch NH3 về pH 9-10 để thu được mafenid
base với hiệu suất 59,7% sau đó sẽ tạo muối mafenid acetat. Tuy nhiên,
hiệu suất giai đoạn này vẫn thấp do mafenid base còn ở lại trong nước cái.

Do đó, chúng tôi đã cải tiến quy trình bằng quá trình thu hồi mafenid acetat
từ nước cái qua trung gian imin IV, sau đó tiến hành tạo mafenid base từ
imin IV với hiệu suất 84,7%. Cải tiến này đã nâng được hiệu suất quá trình
tạo mafenid base từ sulfonamid III lên tới 90,2%. Đồng thời, mafenid
acetat được tổng hợp trực tiếp từ imin IV với hiệu suất 87,2%. Những cải
tiến bằng quá trình xử lí nước cái đã cải thiện được hiệu suất tổng hợp
mafenid acetat từ sulfonamid III đạt 88,3%.
4.1.2. Các phản ứng tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylphthalimid
Phản ứng N-benzyl hoá phthalimid với tác nhân benzyl clorid thì xảy
ra ở điều kiện khó khăn hơn: nhiệt độ cao, tốn thời gian để tách loại benzyl
clorid dư. Phương pháp sử dụng dung môi/tác nhân kiềm để N-benzyl hoá
phtalimid thì lại cho hiệu suất thấp và phương pháp tinh chế cũng phức tạp.
Quá trình clorosulfo hoá N-benzylphtalimid với tác nhân acid
clorosulfonic tạo trung gian sulfonyl clorid cho hiệu suất cao, tuy nhiên sản
phẩm trung gian này thường lẫn tạp, đặc biệt là phthalimid dẫn đến quá
trình sulfoamid hoá với NH3 cho hiệu suất thấp. Trong quá trình này aceton
đã được sử dụng để hoà tan sản phẩm sulfonyl clorid rồi sau đó tiến hành
phản ứng sulfoamid hoá với NH3. Nếu không có quá trình xử lí này thì quá
trình sulfoamid hoá tiếp theo với NH3 sẽ xảy ra hiện tượng vón cục, gây
khó khăn quá trình phản ứng và xử lí thu sản phẩm.
Nhược điểm của phương pháp này do nhóm thế cồng kềnh và khả năng
hoà tan của các chất trung gian trong các dung môi dẫn đến khó khăn loại
bỏ nhóm bảo vệ và hiệu suất toàn quá trình không cao. Về quá trình thuỷ
phân dẫn chất imid thu sản phẩm: tiến hành mở vòng imid để tạo acid VIII,
sau đó mới tiến hành thuỷ phân acid VIII trong dung dịch HCl 20% để thu
mafenid hydroclorid. Cuối cùng chuyển dạng mafenid hydroclorid thành


19
mafenid acetat qua mafenid base. Nếu tiến hành thuỷ phân trực tiếp imid

VII bằng kiềm mạnh thì trong điều kiện phản ứng khắc nghiệt có thể ảnh
hưởng đến nhóm sulfonamid còn nếu tiến hành thuỷ phân trực tiếp imid
bằng HCl bốc khói thì phải tiến hành trong ống thép, nhiệt độ rất cao 200°C,
gây khó khăn khi thực hiện phản ứng này ở quy mô lớn.
4.1.3. Các phản ứng tổng hợp mafenid acetat qua trung gian các diamid
Hai nguyên liệu diamid XIIa và XIIb được điều chế bằng phản ứng
ngưng tụ loại alcol giữa các diethyl ester tương ứng với benzylamin theo tỉ
lệ mol 1:2 ở nhiệt độ cao. Quá trình này không sử dụng dung môi và cho
hiệu suất cao. Quá trình clorosulfo hoá và sulfoamid hoá các diamid XIIa
và XIIb có ưu điểm hơn các monoamid (N-benzylamid) do tăng hiệu ứng
không gian của nhóm thế, vì vậy tăng tính chọn lọc của sản phẩm vào vị trí
para-. Điều lí thú ở đây là quá trình clorosulfo hoá thế cả hai nguyên tử
hydro ở vị trí đối xứng trên hai nhân thơm của các diamid để tạo ra một
phân tử đối xứng mới là các disulfonamid XIIIa và XIIIb, là sản phẩm duy
nhất trong điều kiện phản ứng. Riêng với trường hợp của amid XIIIb,
không xảy ra quá trình clorosulfo hoá trên nhân benzen của phthalamid vì
có 2 nhóm -CONH- hút điện tử làm giảm mật độ electron trên nhân thơm
này. So với phương pháp đi từ N-benzylacetamid thì phương pháp qua các
diamid có ưu điểm: chất trung gian sulfonyl clorid là chất rắn, ổn định hơn,
phản ứng ít tạp. Quá trình thuỷ phân disulfonamid XIIIa và XIIIb được
thực hiện trong môi trường kiềm với điều kiện nhẹ nhàng hơn so với phương
pháp đi từ các imid, đặc biệt là phthalimid. Đồng thời, quá trình thuỷ phân
này thì tính theo lí thuyết 1,0 mol chất thuỷ phân thu được 2,0 mol mafenid.
Đây là lợi thế so với phương pháp tổng hợp mafenid khác. Khó khăn trong
quá trình tinh chế mafenid từ quá trình thuỷ phân disulfonamid XIIIa và
XIIIb bằng dung dịch NaOH 20% đã được giải quyết bằng cách sử dụng
trung gian imin (base schiff). Imin IV có đặc điểm ít tan và ổn định ở pH
9-11 do đó dễ dàng loại đi các sản phẩm phụ là các muối của acid succinic
và acid phthalic. Đồng thời, nó dễ dàng bị thuỷ phân trong acid acetic để
tạo trực tiếp mafenid acetat. Quá trình tạo imin IV và tạo muối mafenid

acetat cho hiệu suất cao. Tuy nhiên, phương pháp tổng hợp mafenid acetat
qua các diamid này khó triển khai nâng cấp quy trình tổng hợp do giá thành
cao của nguyên liệu benzylamin.
4.1.4. Các phản ứng tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylsuccinimid
Phương pháp tổng hợp mafenid acetat qua trung gian Nbenzylsuccinimid là phương pháp mới đã được tiến hành nâng cấp quy trình
thành công từ quy mô phòng thí nghiệm đến quy mô 1000 g/mẻ.


20
- Phản ứng tạo succinimid
Sau khi tiến hành thí nghiệm điều chế succinimid từ anhydrid succinic
và amoni clorid, acid succinic và ure thì phương pháp tổng hợp từ acid
succinic và ure là dễ thực hiện ở quy mô lớn và cho hiệu suất cao. Với
anhydrid succinic và amoni clorid, phản ứng cho hiệu suất thấp (45,4%) và
sản phẩm dễ bị than hoá. Có thể do anhydrid succinic là tác nhân acyl hóa
mạnh, do vậy khó kiểm soát được phản ứng. Mặt khác, amoni clorid và
anhydrid succinic đều là chất dễ thăng hoa ở nhiệt độ phản ứng, amoni
clorid dễ phân hủy thành khí amoniac và khí HCl. Phản ứng giữa acid
succinic và amoniac cần thực hiện tại nhiệt độ sôi của succinimid để cất
succinimid, nên rất tốn năng lượng và nguy hiểm khi tiến hành phản ứng.
Ưu điểm của phương pháp tổng hợp succinimid từ acid succinic và ure là
hai nguyên liệu này dễ chảy lỏng tại nhiệt độ thấp (khoảng 100℃ hỗn hợp
bắt đầu chảy lỏng, nâng nhiệt độ lên 130℃ hỗn hợp hoàn toàn đồng nhất)
nên phản ứng được thực hiện dễ dàng thuân lợi, không quá tốn năng lượng.
Hơn nữa, acid succinic và ure là hai hóa chất rẻ tiền và dễ kiếm. Phản ứng
không dùng dung môi nên giảm thiểu được nhiều các thao tác phức tạp,
không cần phải loại bỏ dung môi để lấy sản phẩm sau phản ứng và tránh
được các ảnh hưởng có hại từ việc sử dụng dung môi ảnh hưởng đến quá
trình thu sản phẩm và vấn đề về môi trường. Một ưu điểm khác của phản
ứng này là dễ nâng cấp được lên quy mô lớn do thể tích khối phản ứng nhỏ

và điều kiện phản ứng cũng đơn giản. Vì vậy việc tổng hợp succinimid với
quy mô 2000 g nguyên liệu acid succinic đã được thực hiện thành công
trong thiết bị dung tích chỉ 2 lít. Phản ứng sinh khí NH3, được loại bỏ bằng
cách sục vào bình đựng H2SO4 để tránh ô nhiễm môi trường. Trong quá
trình tinh chế succinimid chúng tôi đã sử dụng cồn nước để tinh chế sản
phẩm, tránh sử dụng dung môi độc hại như quy trình tinh chế succinimid
đã công bố của Rahman (tác giả sử dụng benzen, CHCl3 để chiết
succinimid).
- Phản ứng tạo N-benzylsuccinimid (IX)
Quá trình tổng hợp N-benzylacetamid đã được cải tiến đi từ nguyên liệu
benzyl clorid và succinimid sử dụng tác nhân K2CO3, dung môi aceton và
xúc tác KI với việc giảm được giá thành của nguyên liệu. Quá trình này vẫn
đảm bảo được hiệu suất phản ứng và quá trình tinh chế sản phẩm được đơn
giản hóa do đó dễ dàng nâng cấp quy trình tổng hợp mafenid acetat ở quy
mô lớn hơn. Sau nhiều lần thí nghiệm, đặc biệt ở các phản ứng nâng cấp
quy mô cho thấy quá trình khuấy trộn ảnh hưởng rất nhiều đến hiệu suất
phản ứng và sự tồn dư benzyl clorid trong sản phẩm (một chất dễ gây kích
ứng da và niêm mạc đặc biệt là mắt và mũi. Ở quy mô 500 g/mẻ thực hiện


21
trong bộ phản ứng hai vỏ có áo nhiệt, phản ứng kết thúc sau 72 giờ khuấy
trộn. Nhiệt độ và khuấy trộn của bộ phản ứng hai vỏ có áo nhiệt rất ổn định,
nhiệt luôn được giữ ở 60℃, khuấy ở tốc độ 170 vòng/phút và không thấy
hiện tượng vón cục của K2CO3. Cũng chính vì vậy mà sản phẩm thu được
không còn mùi của benzyl clorid. K2CO3 cần nghiền nhỏ, rồi tiến hành cho
từ từ vào bình phản ứng có khuấy trộn để hạn chế hiện tượng vón cục.
- Phản ứng clorosulfo hóa và sulfoamid hóa chất N-benzylsuccinimid (IX)
tạo 4-(2,5-dioxopyrolidin-1-yl)methylbenzensulfonamid (X)
Phản ứng clorosulfo hóa: Ở phản ứng này, quá trình clorosulfo hóa với

tác nhân ClSO3H đã được giảm đáng kể (3,5 lần) so với quá trình clorosulfo
hóa của tác giả Bergel đã công bố (acid ClSO3H dư ~28 lần) và chúng tôi
cải tiến được hiệu suất cao hơn (~ 70%). Với việc sử dụng dung môi ở quy
mô nhỏ, phản ứng dễ dàng thực hiện và đạt hiệu suất cao. Tuy nhiên khi
triển khai ở quy mô lớn, việc sử dụng dung môi lại thực sự gây nhiều khó
khăn như lượng dung môi nhiều gây ô nhiễm môi trường, quá trình loại bỏ
dung môi tốn năng lượng, chi phí cho dung môi tốn kém. Khi tiến hành
khảo sát lượng dung môi sử dụng ở quy mô 200 g/mẻ, kết quả cho thấy việc
sử dụng dung môi nhiều hay ít không ảnh hưởng đáng kể tới hiệu suất phản
ứng. Chúng tôi đã tiến hành cho thẳng chất rắn vào acid clorosulfonic, nhiệt
độ phản ứng luôn được giữ dưới 35℃ bằng tốc độ nạp liệu hợp lý. Khí HCl
sinh ra cần được loại bỏ bằng cách rửa qua dung dịch NaOH 10% và sử
dụng bơm chân không tuần hoàn nước. Khi phá hủy acid clorosulfonic dư
vào nước đá cần làm lạnh tốt. Khí HCl sinh ra cũng được loại bỏ như quy
trình trong quá trình clorosulfo hoá.
Nghiên cứu ở quy mô nhỏ sử dụng dung môi diclomethan để hòa tan
hợp chất sulfonyl clorid khi cho phản ứng với dung dịch NH3 ở nhiệt độ
phòng nhằm tránh hiện tượng phân hủy trung gian sulfonyl clorid. Tuy
nhiên, khi chuyển sang quy mô lớn thì việc sử dụng dung môi lại là một hạn
chế, gây nhiều khó khăn. Do đó, ở quy mô tổng hợp 200 g/mẻ chúng tôi đã
tạo hỗn dịch của hợp chất sulfonyl clorid với aceton rồi cho phản ứng với
dung dịch NH3 ở nhiệt độ phòng. Sau đó, để tăng tốc độ phản ứng, chúng
tôi nâng nhiệt độ lên 50℃ và thấy hiệu suất không giảm. Điều này cho thấy
sử dụng ít dung môi để tạo hỗn dịch hiệu suất ổn định. Tuy nhiên, khi triển
khai ở quy mô 500 g/mẻ nhận thấy việc sử dụng dung môi lại là vấn đề trở
ngại. Thay vì sử dụng dung môi chúng tôi đã cho thẳng chất rắn nguyên
liệu vào dung dịch amoniac đặc. Khi đó, nhiệt độ có tăng lên (khoảng 45°C)
và ổn định ở nhiệt độ này, phản ứng xảy ra nhanh hơn. Thời gian phản ứng
đã được rút ngắn đáng kể so với quy mô 200 g/mẻ. Sản phẩm được kết tinh
lại trong hỗn hợp ethanol 96% và ammoniac đặc để nguyên liệu chưa phản