Nghiên cứu tổng hợp l dopa từ l tyrosin

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ ĐỨC HOÀN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP L-DOPA
TỪ L-TYROSIN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI – 2013


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

VŨ ĐỨC HOÀN

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP L-DOPA
TỪ L-TYROSIN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:
DS. Phạm Thị Hiền

Nơi thực hiện:
Bộ môn Công nghiệp Dược
Trường Đại học Dược Hà Nội

HÀ NỘI – 2013


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian làm việc khẩn trương được sự giúp đỡ tận tình của các
thầy cô giáo, gia đình cùng bạn bè, tôi đã hoàn thành Khóa luận tốt nghiệp
“Nghiên cứu tổng hợp L-dopa từ nguyên liệu trong nước”.
Với tất cả sự kính trọng, trước tiên tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến
Thầy giáo PGS.TS Nguyễn Đình Luyện đã trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo tận
tình và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi nghiên cứu thực hiện khóa luận này.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới DS. Phạm Thị Hiền, DS.
Nguyễn Văn Giang và CN. Phan Tiến Thành của Tổ môn Tổng hợp Hóa dược
- Bộ môn Công nghiệp Dược đã hướng dẫn, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt
nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện khóa luận vừa qua.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến tất cả thầy, cô thuộc Bộ môn Công
nghiệp Dược, cũng như các thầy, cô trong trường Đại học Dược Hà Nội đã
tạo điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp này và đã dạy
bảo tôi tận tình trong suốt năm năm học.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình tôi, đặc biệt là bố
mẹ tôi và lời cảm ơn chân thành đến bạn bè tôi, là nguồn động lực không thể
thiếu, luôn bên tôi giúp đỡ tôi suốt thời gian đi học và trong suốt quá trình
thực hiện đề tài Khóa luận tốt nghiệp.

Hà Nội, ngày 21 tháng 5 năm 2013
Sinh viên

Vũ Đức Hoàn


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................................1
Chương 1: TỔNG QUAN .........................................................................................2
1.1. Tổng quan về bệnh Parkinson ..........................................................................2
1.1.1. Định nghĩa và sinh lý bệnh Parkinson ........................................................2
1.1.2. Triệu chứng .................................................................................................4
1.2. Tổng quan về L-dopa .........................................................................................5
1.2.1. Cấu trúc hóa học .........................................................................................5
1.2.2. Tính chất lý hoá...........................................................................................6
1.2.3. Tác dụng dược lý và chỉ định ......................................................................6
1.2.4. Các phương pháp sản xuất L-dopa .............................................................8
Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .......................15
2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị ...............................................................................15
2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu .........................................................15
2.1.2. Thiết bị, máy móc và dụng cụ nghiên cứu ................................................16
2.2. Nội dung nghiên cứu ........................................................................................17

2.3. Phương pháp thực nghiệm ..............................................................................18
2.3.1. Thực hiện các phản ứng hoá học để tổng hợp L-dopa ..............................18
2.3.2. Sử dụng các phương pháp vật lý, hoá lý để chiết tách và tinh chế các sản
phẩm tạo thành. ...................................................................................................18
2.3.3. Phương pháp phân tích cấu trúc................................................................18
Chương 3 : THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ...............................20
3.1. Kết quả thực nghiệm ........................................................................................20
3.1.1. Tổng hợp (2S)- methyl 2-amino-3-(4-hydroxyphenyl)propanoat ............20
3.1.2. Tổng hợp (2S)- 2-acetamido-3-(4-acetoxyphenyl)propanoat ...................22
3.1.3. Tổng hợp β-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)-N-acetyl-L-alanin ....................24


3.1.4. Tổng hợp L-dopa.......................................................................................27
3.2. Xác định các thông số vật lý và cấu trúc các chất trung gian và sản phẩm
tạo thành ..................................................................................................................29
3.2.1. Xác định nhiệt độ nóng chảy ....................................................................29
3.2.2. Kết quả phân tích phổ ...............................................................................30
3.3. Bàn luận ............................................................................................................33
3.3.1. Với phản ứng acyl hóa ..............................................................................33
3.3.2. Với phản ứng chuyển vị Fries ...................................................................34
3.3.3. Với phản ứng oxy hóa và phản ứng thủy phân .........................................34
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT ....................................................................................35
PHỤ LỤC


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien

mien phi
phi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ac

Acetyl

BB

Nhân bụng bên đồi thị

CÐpđ

Chất đen phần đặc

CÐpl

Chất đen phần lưới

CNpn

Cầu nhạt phần ngoài

CNpt

Cầu nhạt phần trong

GABA

Acid gama amino butyric

IR

Phổ hồng ngoại (Infrared spectroscopy)

KL

Khối lượng

MeOH

Methanol

MS

Phổ khối lượng phân tử (Mass spectroscopy)

NDÐ

Nhân dưới đồi thị

1

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic

H-NMR

resonance spectroscopy)
Rf

Hệ số lưu giữ (Refension of factor)

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

TB

Trung bình


DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1: Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu ........................................................15
Bảng 2.2: Thiết bị, máy móc nghiên cứu .................................................................16
Bảng 2.3: Dụng cụ nghiên cứu .................................................................................17
Bảng 3.1: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ph ản ứng đến hiệu suất phản
ứng acyl hóa ..............................................................................................................23
Bảng 3.2: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol anhydrid acetic : ester (6) đến
hiệu suất phản ứng acyl hóa ......................................................................................24
Bảng 3.3: Các thông số tốt nhất cho quy trình phản ứng tổng hợp ..........................24
Bảng 3.4: Kết quả đo nhiệt độ nóng chảy các chất trung gian và sản phẩm L-dopa ...
...................................................................................................................................29
Bảng 3.5: Kết quả phân tích phổ IR .........................................................................30
Bảng 3.6: Kết quả phân tích phổ MS .......................................................................31
Bảng 3.7: Kết quả phân tích phổ 1H-NMR ..............................................................32


Ket-noi.com

Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Sơ đồ đường dẫn truyền tr ực tiếp và gián tiếp của hạch nền trên ng ười
bình thường và hội chứng Parkinson ..........................................................................3
Hình 3.1: SKLM của phản ứng tổng hợp (2S)- methyl 2-amino-3-(4hydroxyphenyl)propanoat (6)....................................................................................20
Hình 3.2: Sơ đồ quy trình tổng h ợp (2S)-methyl 2-amino-3-(4-hydroxyphenyl)
propanoat (6) .............................................................................................................21
Hình 3.3: SKLM của phản ứng tổng hợp β-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)-N-acetyl-Lalanin (4) ...................................................................................................................25
Hình 3.4: Sơ đồ quy trình tổng h

ợp β-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)-N-acetyl-L-

alanin (4) ...................................................................................................................26
Hình 3.5: Sơ đồ quy trình tổng hợp L-dopa (1)........................................................28
Hình 3.6: SKLM của phản ứng tổng hợp L-dopa (1) ...............................................29


1

ĐẶT VẤN ĐỀ

Hiện nay trên thế giới có khoảng 6,3 triệu người mắc bệnh Parkinson và rất
khó xác định yếu tố nguy cơ cho bệnh này vì nguyên nhân của bệnh vẫn chưa được
biết rõ. Tuổi là yếu tố nguy cơ duy nhất được biết đến hiện nay. Bệnh thường bắt

đầu lúc đã trên 60 tuổi, tuy nhiên có khoảng 1/10 số bệnh nhân bị khởi bệnh trước
50 tuổi và rất hiếm khi có người khởi phát ở 30 tuổi. Tuổi càng cao càng dễ mắc
bệnh Parkinson. Tuy nhiên, có một số trường hợp bệnh Parkinson (khoảng 5%)
khởi phát ở người trẻ. Một số nghiên cứu cũng cho rằng những người tiếp xúc lâu
dài với vài yếu tố môi trường như thuốc trừ sâu, hóa chất... có thể tăng nguy cơ phát
triển bệnh Parkinson [6].
Liệu pháp điều trị bệnh Parkinson có hiệu quả nhất là levodopa (L-dopa) kết
hợp với chất ức chế decarboxylase ngoại biên. Một số thuốc khác tác động tại sinap
dopaminergic cũng hữu ích, đặc biệt khi phối hợp với levodopa. Ở Việt Nam,
levodopa vẫn được coi là tiêu chuẩn vàng trong điều trị bệnh Parkinson. Một số
thuốc thuộc nhóm đồng vận dopamin, tác dụng kích thích trực tiếp thụ thể dopamin
nhưng hiệu quả giảm triệu chứng không bằng levodopa [2].
Như vậy nhu cầu sử dụng L-dopa để điều trị là rất lớn. Nhưng hiện nay ở
Việt Nam, nguyên liệu L-dopa để sản xuất thuốc điều trị Parkinson đều có nguồn
gốc nhập khẩu. Do vậy, để góp phần nghiên cứu nhằm đáp ứng nhu cầu sử dụng Ldopa làm nguyên liệu sản xuất thuốc trong nước, chúng tôi tiến hành đề tài “Nghiên
cứu tổng hợp L-dopa từ L-tyrosin”.
Với các mục tiêu như sau:
 Nghiên cứu tổng hợp được L-dopa từ L-tyrosin là nguồn nguyên liệu
trong nước.
 Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quy trình tổng hợp L-dopa từ
L-tyrosin.


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

2

Chương 1: TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về bệnh Parkinson
1.1.1. Định nghĩa và sinh lý bệnh Parkinson
Bệnh Parkinson là bệnh lý thoái hóa thần kinh trung ương thường gặp ở bệnh
nhân trên 60 tuổi. Bệnh gây ra do sự mất các nơron trong chất đen ở thân não, các
nơron này chứa chất dẫn truyền thần kinh là dopamin. Nguyên nhân: độc chất, môi
trường…[6]
Các triệu chứng xuất hiện khi chất đen đã mất 80% các nơron chứa dopamin.
Diễn tiến tự nhiên của bệnh là nặng dần và tử vong.
Bệnh Parkinson được James Parkinson mô tả lần đầu tiên vào năm 1817: là
một bệnh lý thường gặp trong các bệnh lý thoái hóa thần kinh, chỉ sau bệnh
Alzheimer. Tỷ lệ mắc bệnh ở Mỹ là 107-187/100.000 người dân, người bệnh sau 65
tuổi chiếm 34%. Ở Tây Âu khoảng 100-200/100.000 người dân, còn ở Pháp chiếm
0,4% dân số từ 40 tuổi trở lên và chiếm 1,5% dân số từ 65 tuổi trở lên. Người ta còn
thấy rằng 70% khởi bệnh giữa tuổi 45 và 70. Tuổi khởi bệnh trung bình thường gặp
là 55 ± 11, nam nhiều hơn nữ. Ở nước ta chưa có điều tra dịch tễ về mặt bệnh này.
Các tác giả cũng cho thấy bệnh lý này ít gặp ở Trung Quốc và ở Châu Phi. Song
những người gốc Phi hay gốc Trung Quốc ở Mỹ thì cũng có tỷ lệ hiện mắc như dân
da trắng thổ địa [2,6].
Xuất phát điểm của bệnh Parkinson và các hội chứng Parkinson là sự thiếu
hụt enzym tyrosin hydroxylase (enzym chuyển hoá tyrosin thành L-dopa). L-dopa
chuyển hóa thành dopamin bởi enzym dopa-decarboxylase. Như vậy, dopamin đựơc
tổng hợp tại phần đặc liềm đen đi theo sợi trục bó liềm đen-thể vân và phóng thích
dopamin ở thể vân gây ức chế các nơron GABA-ergic. Trong bệnh Parkinson tổn
thương liềm đen dẫn đến sự thiếu hụt dopamin sinh hai hệ quả:
Thứ nhất là làm cho thụ thể D2 ở nhân vỏ hến (của thể vân) không còn bị ức
chế, nên sự ức chế của receptor GABA lên thể nhạt ngoài tăng lên, từ đó giảm ức
chế lên vùng dưới đồi, chính vùng dưới đồi kích thích mạnh thể nhạt trong và phần

lưới của liềm đen. Thể nhạt trong và phần lưới của liềm đen ức chế mạnh lên nhân


3

bụng bên, nhân bụng trước, nhân trung tâm giữa từ đó giảm kích thích lên võ não
vùng trán, trước vận động và vùng vận động phụ.
Thứ hai là thụ thể D1 không còn bị kích thích. Như vậy, ức chế của hệ
GABA lên thể nhạt trong và phần lưới của liềm đen bị giảm, tiếp sau là hai tổ chức
này gia tăng ức chế lên đồi thị.
Từ hai hệ quả trên làm tăng các xung động dẫn truyền đi của hệ GABA-ergic
từ thể vân và góp phần làm các động tác nghèo nàn và chậm chạp. Sự suy giảm
chức năng của cầu nhạt dẫn đến sự vô động hay giảm động là biểu hiện của sự thiếu
hụt dopa. Tăng trương lực cơ ngoại tháp có bản chất phản xạ do sự đáp ứng thêm
vào mang tính chất pha đối với những thông điệp sinh ra khi kéo dài các cơ [6].

Hình 1.1: Sơ đồ đường dẫn truyền trực tiếp và gián tiếp của hạch nền trên người
bình thường và hội chứng Parkinson


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
4

1.1.2. Triệu chứng

Khởi đầu của bệnh thường thầm lặng với các triệu chứng không điển hình
như: vô cảm, mệt mỏi, ít linh hoạt nên thông thường dễ nhầm với trầm cảm.
Khoảng 80% số ca dấu hiệu làm cho bệnh nhân hoặc người xung quanh để ý là run.
Từ đó gợi ý tìm các dấu hiệu khác. Ðến giai đọan toàn phát có 3 dấu hiệu chính sau:
a. Run tĩnh trạng:
- Run lúc nghỉ ngơi, mất khi làm động tác hữu ý và khi ngủ
- Run chủ yếu ở ngọn chi, chi trên là chủ yếu tạo nên dấu hiệu bóp vụn hoặc như
đếm tiền
- Ít thấy run ở đầu nhưng đôi khi thấy run ở môi, cằm và lưỡi.
- Run với tần số 4-6 chu kỳ giây biên độ nhỏ.
- Run tăng lên khi xúc cảm, mệt mỏi hoặc tập trung cao độ hay gắng sức tay bên
đối diện.
b. Vô động hay giảm động:
- Ở mặt: rất ít chớp mắt, vẻ mặt ít linh họat, đờ đẫn, lạnh nhạt và mất nét. Ðầu ít
cử động chỉ có nhãn cầu khi có kích thích
- Tay: giảm hoặc không vung vẩy khi đi, hai tay dán sát vào thân.
c. Tăng trương lực cơ:
- Dấu hiệu bánh xe răng cưa.
- Giữ tư thế mới lâu (kiểu uốn sáp, uốn ống chì).
- Tăng trương lực tất cả các cơ nhưng ưu thế cơ gấp nên tạo tư thế hơi gấp (đầu
cúi ra trước, lưng cong, gối và khuỷu gấp). Trương lực cơ tăng hơn khi làm động
tác hữu ý như nắm chặt các ngón tay bên đối diện - nắm đấm.
Sự phối hợp 3 dấu hiệu trên dẫn đến một số rối loạn sau:
- Rối loạn đi: khởi động chậm, khó khăn, đi bước nhỏ thân cúi ra trước, khó vượt
qua bậc cửa và rất dễ ngã.
- Rối loạn lời nói và viết: khó nói, thường bị lắp các từ cuối. Chữ viết không đều,
nhỏ, viết chậm.
Ngoài các dấu hiệu trên ở bệnh Parkinson còn có thể gặp các dấu hiệu sau:

5

- Rối loạn thực vật:
• Ra nhiều mồ hôi, tăng tiết tuyến bã thường sớm và gây khó chịu cho bệnh
nhân.
• Tiết nhiều nước bọt.
• Hạ huyết áp tư thế đứng.
- Rối loạn khác:
• Rối loạn cảm giác chủ quan như kiến bò, chuột rút, bất an.
• Rối loạn tâm thần: ý tưởng chậm chạp, trầm cảm, quên sự kiện mới, ảo
tưởng thị giác.
Thể lâm sàng:
- Theo triệu chứng: Nếu ưu thế run gọi là thể run, thể này ít đáp ứng với điều trị
nhưng tiên lượng nhẹ hơn vì tiến triển chậm, còn thể vô động - tăng trương lực
nhạy cảm với điều trị tiên lượng lại nặng hơn thể run.
- Theo vị trí: một bên hay hai bên [6].
1.2. Tổng quan về L-dopa
1.2.1. Cấu trúc hóa học
Công thức cấu tạo:
HO

COOH
NH2

HO
1

- Tên khoa học: 3-(3,4 – dihydroxyphenyl)-L-alanin.
- Danh pháp IUPAC: acid (S)-2-amino-3-(3,4-dihydroxyphenyl)propanoic.
Một số tên khác:

• Acid L-(-)-2-amino-3-(3,4-dihydroxyphenyl)propionic
• 3-Hydroxy-L-tyrosin
• (-)-3-(3,4-Dihydroxyphenyl)-L-alanin
• L-ß-(3,4-dihydroxyphenyl)-alanin
• Levodopa
-

Công thức phân tử: C9H11NO4 .


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
6

-

Khối lượng mol phân tử: 197,19 g/mol.

-

Thành phần: C : 54,82%, H : 5,62%, N : 7,10%, O : 32,45% [15].

1.2.2. Tính chất lý hoá
a) Tính chất vật lý
• Dạng tinh thể màu trắng.

• Nhiệt độ nóng chảy: 276-2780C.
• Độ quay cực

= +13,00 (C= 5,27 % trong dung dịch HCl 1N).

• Độ tan: tan trong nước 144 mg/40ml, tan trong dung dịch acid và kiềm. Hơi
tan trong benzen, cacbon disulfit. Không tan trong ethanol, cloroform, ether
dầu hỏa, ether, acid acetic băng [1,15].
b) Tính chất hóa học
• L-dopa có cấu trúc của một α-amino acid, L-dopa có chứa nhóm –COOH và
–NH2 nên có các phản ứng đặc trưng cho các nhóm amin và carboxyl như
phản ứng acetyl hóa, phản ứng formyl hóa hay ester hóa; phản ứng với
Ninhydrin, phản ứng với Fluorescamin, Biuret, Edman, Sanger [3].
1.2.3. Tác dụng dược lý và chỉ định
1.2.3.1. Dược lý và cơ chế tác dụng
L-dopa là tiền chất chuyển hóa của dopamin. Có bằng chứng cho thấy các
triệu chứng của bệnh Parkinson có liên quan đến sự suy giảm dopamin trong thể
vân. Dùng dopamin không có tác dụng trong điều trị bệnh Parkinson vì dopamin
không qua được hàng rào máu não và chuyển thành dopamin trong não . Điều này
được coi là cơ chế để L-dopa giảm nhẹ các triệu chứng của bệnh Parkinson.
Nếu uống riêng L-dopa, thuốc bị khử nhóm cacboxyl bởi các enzym ở niêm
mạc ruột và các vị trí ngoại biên khác, do đó thuốc chưa bị biến đổi tới được tuần
hoàn não tương đối ít và có lẽ chỉ có dưới 1% thuốc vào được hệ thần kinh trung
ương. Ngoài ra, dopamin được giải phóng vào tuần hoàn do sự khử cacboxyl của Ldopa ở ngoại biên, gây tác dụng phụ, đặc biệt là buồn nôn.


7

Ức chế enzym decacboxylase ở ngoại biên làm tăng rõ rệt lượng L-dopa
uống vào chưa chuyển hóa để qua hàng rào máu não và giảm được tác dụng không

mong muốn ở đường tiêu hóa [2,7].
Dược động học
Tuy có một lượng đáng kể levodopa bị chuyển hóa trong dạ dày và ruột,
nhưng thuốc được hấp thu nhanh chóng qua đường tiêu hóa. Khi uống cùng với
thức ăn, thuốc được hấp thu ở đường tiêu hóa chậm hơn. Levodopa phân bố rộng rãi
trong phần lớn các mô. Thời gian bán thải của levodopa trong huyết tương khoảng 1
giờ. Khi uống phối hợp carbidopa và levodopa, thời gian bán thải của levodopa
trong huyết tương tăng lên khoảng 1,5 - 2 giờ. Ða phần lượng levodopa được hấp
thu bị khử carboxyl thành dopamin. Carbidopa chỉ ức chế sự khử carboxyl của
levodopa ở ngoại biên, vì giống dopamin, carbidopa không qua được hàng rào máu
- não. Khoảng 80 - 85% liều levodopa bài xuất qua nước tiểu trong vòng 24 giờ [2].
1.2.3.2. Chỉ định
- Tất cả các thể hội chứng Parkinson (ngoại trừ các trường hợp hội chứng ngoại
tháp do thuốc gây ra).
- Bệnh Parkinson tự phát.
- Hội chứng Parkinson sau viêm não.
- Hội chứng Parkinson do xơ cứng động mạch não.
- Hội chứng Parkinson sau tổn thương hệ thần kinh trung ương do nhiễm độc
cacbon mono oxyd hoặc bởi mangan [2,7].
1.2.3.3. Dạng thuốc và hàm lượng
- Viên nén 10mg, 20mg, 25mg, 250mg.
- Dạng giải phóng ổn định chứa 50mg-200mg.
- Viên nang phóng thích chậm 125mg, hộp 100 viên, viên nang 250mg, hộp 60
viên [2,7].
1.2.3.4. Liều lượng và cách dùng
Liều tối ưu của levodopa cần được xác định với từng người bệnh. Một khi đã
xác định được liều thì duy trì cần được giảm khi ng

ười bệnh càng cao tuổi . Liều

Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
8

khởi đầu là 125mg, 2 lần/ngày, tăng dần cách 3 đến 7 ngày 1 lần tuỳ theo đáp ứng,
có thể tới 8g/ngày chia làm nhiều lần [2,7].
1.2.3.5. Biệt dược
Madopa (Roche), Nacom (Bristol-Myers Squibb), Stalevo (Novartis), Doparl
(Kyowa Hakko), Parkopa (Schwarz), … [7]
1.2.4. Các phương pháp sản xuất L-dopa
1.2.4.1. Các phương pháp sinh tổng hợp L-dopa
L-dopa đã được sinh tổng hợp từ L-tyrosin và dẫn xuất bằng cách sử dụng
enzym tyrosinase có trong các loài nấm Aspergillus. L-dopa thu được bằng phương
pháp này thường lẫn L-tyrosin và sản phẩm được tinh chế bằng sắc ký cột. Tuy
nhiên quy trình sinh tổng hợp L-dopa theo phương pháp này thường bị ảnh hưởng
bởi nhiều yếu tố như chủng vi sinh vật lựa chọn, nhiệt độ, nồng độ và hiệu suất của
quá trình lên men thấp. Hơn thế nữa, thời gian sinh nuôi cấy vi sinh vật kéo dài , sản
phẩm lẫn tạp khó tinh chế [14,17,20,22,25].
1.2.4.2. Các phương pháp tổng hợp hóa dược
a) Phương pháp của H. Bretscheneider (1973)
Đầu tiên acyl hóa L-tyrosin (2) bằng anhydrid acetic trong dung dịch NaOH
2N. Sau khi phản ứng kết thúc, acid hóa hỗn hợp phản ứng về pH= 2 thu được kết
tủa là acid (S)-2-acetamido-3-(4-acetoxyphenyl)propanoic (3). Acid (S)-2acetamido-3-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)propanoic (4) được tổng hợp từ nguyên
liệu 3 với xúc tác là acid Lewis AlCl3 trong môi trường nitrobezen ở 1000C. Tiến

hành thủy phân hợp chất 4 trong môi trường acid HCl 2N thu được chất acid 2amino-3-(3-acetyl-4-hydroxyphenyl)propanoic (5). Hợp chất 5 cũng được tổng hợp
trực tiếp từ L-tyrosin (2) với hỗn hợp xúc tác AlCl3/CH3COCl trong môi trường
nitrobenzen ở 1000C. L-dopa (1) được tổng hợp nhờ phản ứng oxy hóa hợp chất 5
với H2O2 trong môi trường NaOH 1N [27].
Quy trình phản ứng như sau:


9

(CH3CO)2O
HO

H3CCOO

CH2 CH COOH

CH2 CH COOH

NH2

2

3

AlCl3/CH3COCl

NHCOCH3

AlCl3 / 1000

1000
HCl 2N
HO

HO

CH2 CH COOH

O CCH3

NH2

5

CH2 CH COOH

O CCH3

4

NHCOCH3

H2O2 / NaOH

HO

CH2 CH COOH
NH2
HO

1

Nhận xét:
Ưu điểm: Quy trình này bắt đầu từ L-tyrosin nên sản phẩm thu được là dạng
đồng phần L có hoạt tính sinh học. Nguyên phụ liệu của quy trình đều thông dụng
dễ tìm, dễ thu mua số lượng lớn nên thuận tiện khi triển khai ở quy mô công nghiệp.
Đặc biệt phương pháp đã có cải tiến rõ rệt trong giai đoạn sử dụng tác nhân
AlCl3/CH3COCl để rút ngắn quy trình.
Nhược điểm: Quy trình phản ứng có sử dụng một số tác nhân và một số dung
môi có độc tính cao, gây ô nhiễm môi trường như các loại acid đặc, kiềm đặc, acetyl
clorid. Vì vậy cần đặc biệt chú ý đến vấn đề an toàn lao động.
b) Phương pháp của B. Luigi và G. Onofrio (1970)
Acyl hóa methyl 2-amino-3-(4-hydroxyphenyl)propanoat (6) bằng anhydrid
acetic trong pyridin khan thu được sản phẩm methyl 2-acetamido-3-(4acetoxyphenyl)propanoat (7). Thực hiện phản ứng chuyển vị Fries với tác nhân
AlCl3, nguyên liệu là hợp chất 6 trong nitrobenzen thu được acid 2-acetamido-3-(3acetyl-4-hydroxyphenyl)propanoic (4). Thực hiện phản ứng oxy hóa 4 với H2O2
trong

môi

trường

NaOH

1N

thu

được

acid

2-acetamido-3-(3,4-


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
10

dihydroxyphenyl)propanoic (8). Thủy phân 8 trong dung dịch acid HBr 48% thu
được tinh thể L-dopa (1). Lọc, rửa sạch bằng nước lạnh và sấy chân không thu được
sản phẩm 1 [23].
COOCH3
NH2

HO

COOCH3

(CH3CO)2O
pyridin

6

NHCOCH3

H3CCO
O

7

O
AlCl3
nitrobenzen

H3CC

COOH
NHCOCH3

HO

2. NaOH

HO

COOH
NHCOCH3

HO
8

4

1.HBr 48%

H2O2 /NaOH

HO

COOH
NH2

HO
1

Nhận xét:
Ưu điểm: Phương pháp này đi từ nguồn nguyên phụ liệu, tác nhân thông
dụng, dễ tìm đặc biệt là nguyên liệu L-tyrosin do có thể chiết tách từ sừng, lông,
móng động vật. Cũng do nguyên liệu là dạng đồng phân L, quy trình tổng hợp
không gây racemic hoá nên sản phẩm L-dopa thu được là dạng đồng phân L có hoạt
tính sinh học.
Nhược điểm: Quy trình có sử dụng một số tác nhân và dung môi có khả năng
ăn mòn hoặc độc tính cao như acid đặc, kiềm đặc, pyridin, nitrobenzen nên cần chú
ý đến vấn đề an toàn lao động.
c) Phương pháp của Donald F.Reinhold và cộng sự (1986)
Acid 2-amino-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)propanoic (10) được tổng hợp
từ nguyên liệu 5-(4-hydroxy-3-methoxybenzyl)imidazolidin-2,4-dion (9) bằng phản
ứng trong dung dịch NaOH 1N. Sau đó, acyl hoá 10 với anhydrid acetic trong dung
dịch NaOH 5N thu được hỗn hợp đồng phân racemic của acid 2-acetamido-3-(4acetoxy-3-methoxyphenyl)propanoic (11). Hỗn hợp đồng phân racemic đư ợc tách
ra và hợp chất 12 được thu lấy để tổng hợp L-dopa. Thuỷ phân 12 trong môi trường


11

acid HCl 12N thu được L -dopa (1). Đồng phân R 13 được tái sử dụng bằng cách

cho phản ứng với Ac 2O để tạo 14. Thuỷ phân 14 trong môi trường acid để tái tạo
nguyên liệu 11 cho quá trình tổng hợp L-dopa [24].
Nhận xét:
Phương pháp trải qua nhiều giai đoạn, quy trình tổng hợp phức tạp và còn có
nhiều hạn chế cần khắc phục như hiệu suất còn thấp, sản phẩm thu được là một hỗn
hợp racemic, do vậy cần tiến hành tách để thu lấy đồng phân L có hoạt tính sinh
học.
Sơ đồ các giai đoạn tổng hợp như sau:
CH2 CH NH
CO
OC
N
H

HO
OCH3

CH2 CH COOH

NaOH

OCH3

9

10
CH2 CH COOH

NH
O

NH

COCH3

O
(R,S)

O

N
OCH3
14

1

COCH3
OCH3

O
H
CH2 C

H3CCO

H+

(S)

12

H+

O

H3CCO

OCH3
11

NaOH

HO

CH2 CH COOH
H3CCO

(CH3CO)2O

NH2

CH2 CH COOH
(CH3CO)2O
+

H
CH3

(R,S)

NH
H3CCO
O

COCH3
OCH3
13

(R)

d) Phương pháp của Vicenzo Cannata và cộng sự (1989)
Thực hiện phản ứng giữa 2-(3,4-dimethoxyphenyl)acetaldehyd (15) với dung
dịch gồm methylen clorid, NH4OH, NH4Cl, NaCN ở 450C - 500C trong 2h. Chiết và
thu lấy pha nước, khuấy tiếp 12h thu được sản phẩm 2-amino-3-(3,4dimethoxyphenyl)propionitril (16). Hòa tan 16 trong dung dịch acid HCl 32%. Hỗn
hợp phản ứng được đun nóng ở 450C trong khoảng 1 giờ và sau đó được làm lạnh
đến 50C, thu được hợp chất 2-amino-3-(3,4-dimethoxyphenyl)propionamid (17).


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
12

Thủy phân 17 trong dung dịch acid HBr 48% ở 1180C trong 5 giờ thu được sản
phẩm acid 2-amino-3-(3,4-dihydroxyphenyl)propanoic (1) [13].
H3CO

H3CO

H3CO

H3CO

CH2 CHO

CH2 CH CN
NH2

15

16

HO

H3CO
O
H3CO

CH2 CH CNH2

HO

NH2
17

CH2 CH COOH

1

NH2

Nhận xét:
Phương pháp của C. Vicenzo và cộng sự có nhiều hạn chế do sử dụng nhiều
hóa chất và dung môi. Quá trình tổng hợp tiến hành phức tạp và hiệu suất không
cao, thời gian tổng hợp kéo dài nên khó áp dụng vào quy mô công nghiệp.
e) Phương pháp của William S. Knowles và cộng sự (1975)
Nguyên liệu ban đầu là vanillin (18) được phản ứng với acetylglycin (19) thu
được sản phẩm acid 2-acetamido-3-(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)acrylic (20).
Thêm xúc tác để phản ứng hydro hóa nguyên liệu 20 xảy ra thu được hợp chất Nacety1-3-(4 -hydroxy-3-methoxypheny1)-alanin, với 80% hợp chất có cấu hình L và
20% hợp chất có cấu hình D. Methanol được tách ra và acid HCl đặc được thêm vào
để kết tinh hợp chất 21. Hồi lưu hỗn hợp gồm nguyên liệu 21 và dung dịch trong 3
giờ. Sau khi hoàn thành phản ứng dung dịch phản ứng được làm lạnh đến 25-300C,
thêm nước và trung hòa tới pH = 3 bằng NaOH 2N. L-dopa (1) kết tinh và thu hồi
bằng cách lọc và rửa với nước lạnh [18,19].
Quy trình tổng hợp L-dopa được tiến hành như sơ đồ sau:


13

COOH

COOH
R CHO

+

R HC C

CH2

18

R H2C CH

Pd/C

NHCOCH3

NHCOCH3

COOH

H2

NHCOCH3
D,L

20

19

R = HO
HO

H3CO
HO

COOH
*
R H2C CH

CH2 CH COOH
1

NHCOCH3

NH2
21

L

Nhận xét:
Phương pháp trải qua ít giai đoạn nhưng xúc tác dùng trong phản ứng hydro
hóa đắt tiền và khó kiếm.
f) Phương pháp của M. Lewandowski
Phương pháp tổng hợp sử dụng nguyên liệu là L-tyrosin (2). Quá trình tổng
hợp trải qua 3 giai đoạn chính. Quá trình tổng hợp như sau: Phản ứng nitro hóa Ltyrosin (2) với tác nhân HNO3/H2SO4 thu được hợp chất L-3-nitro tyrosin (22). Tiếp
theo là phản ứng hydro hóa hợp chất 22 với tác nhân kim loại trong dung dịch acid
thu được hợp chất L-3-amino tyrosin (23). Tiến hành phản ứng tạo hợp chất diazo
từ nguyên liệu 23 với tác nhân NaNO2/HCl rồi thủy phân trong môi trường nước thu
được sản phẩm L-dopa (1) [29].
HO

CH2 CH COOH
2

HO

NH2

CH2 CH COOH
NH2

H2N

23

HO

CH2 CH COOH
NH2

O2N

HO

22

CH2 CH COOH
NH2
HO

1


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho

kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi
14

Nhận xét:
Phương pháp cũng đi từ nguyên liệu ban đầu là L-tyrosin. Quá trình tổng hợp
trải qua ít giai đoạn nhưng hiệu suất các giai đoạn chưa cao. Đồng thời phản ứng
hydro hóa tiến hành phức tạp nên quy trình còn nhiều hạn chế.
1.2.4.3. Các phương pháp chiết xuất
Don V. Wysong và cộng sự đã tiến hành chiết xuất L-dopa từ hai nguồn
nguyên liệu: đậu mèo rừng đất, móc mèo đất.
L-dopa thu được từ bột xay thô mịn của đậu mèo rừng đất (Vicia faba) bằng
cách chiết xuất với acid sulfuric loãng. Protein trong đó phải được kết tủa bằng
dung dịch chì acetat. Sau khi lọc bỏ protein kết tủa, phần dịch lọc được kiềm hoá
nhẹ để kết tủa muối chì của L-dopa. L-dopa sau đó thu được bằng cách phân hủy
muối chì với hydro sulfid.
Với nguyên liệu là móc mèo đất , các tác giả đã thực hiện chiết xuất với dung
dịch acid acetic 1% ở nhiệt độ phòng trong khoảng thời gian 20 giờ, khuấy trong 4
giờ đầu. Dịch được gạn và chất đậu nhão được lọc chân không qua lưới lọc, xử lý
bằng acid trong một phễu Buchner. Dịch được gạn chắt được kết hợp với phần lọc
được và cô đặc trong chân không và môi trường khí nitơ. Sau khi xử lý với cacbon
hoạt tính, chất cô đặc sau đó được lọc qua lưới lọc, xử lý bằng acid. Sau khi cô đặc
phần lọc, chất rắn bắt đầu kết tinh. Dịch lọc được làm lạnh ở 50C trong vài giờ, lọc
thu được L-dopa. Acid formic, acid cloroacetic và acid propionic được thay thế thay
acid

acetic

có

kết

quả

tương

đương

[26].


15

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu và thiết bị
Đề tài sử dụng một số nguyên liệu, hóa chất, dung môi và thiết bị của phòng
thí nghiệm Tổng hợp Hóa dược, Bộ môn Công nghiệp Dược.
2.1.1. Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu
Bảng 2.1: Nguyên liệu và hóa chất nghiên cứu
STT

Tên nguyên liệu và hóa chất

Nguồn gốc

1.

L-Tyrosin

Việt Nam

2.

Acid acetic

Trung Quốc

3.

Acid acetic băng

Trung Quốc

4.

Acid hydrocloric

Trung Quốc

5.

Acid hydrobromic

Trung Quốc

6.

Acid sulfuric

Trung Quốc

7.

Aceton

Trung Quốc

8.

Anhydrid acetic

Trung Quốc

9.

n-Butanol

Merck - Đức

10.

Ethanol

Trung Quốc

11.

Ether dầu hỏa

Trung Quốc

12.

Ethylacetat

Trung Quốc

13.

Giấy chỉ thị vạn năng

Việt Nam

14.

Hydroperoxyd

Merck - Đức

15.

Natri cacbonat

Trung Quốc

16.

Natri hydroxyd

Trung Quốc

17.

Ninhydrin

Trung Quốc

18.

Nitrobenzen

Merck - Đức

19.

Nhôm clorid khan

Merck - Đức


Ket-noi.com
Ket-noi.com kho
kho tai
tai lieu
lieu mien
mien phi
phi

16

2.1.2. Thiết bị, máy móc và dụng cụ nghiên cứu
Bảng 2.2: Thiết bị, máy móc nghiên cứu
STT

Tên thiết bị, máy móc

Nguồn gốc

1.

Cân kỹ thuật Sartorius BP2001S

Đức

2.

Cân phân tích Mettler Toledo AB204S

Thụy Sỹ

3.

Máy cất quay Buchi B491

Thụy Sỹ

4.

Máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ- Melt

Mỹ

5.

Máy đo pH

Đức

Máy đo phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton 1H-NMR
6.

Brucker AV- 500MHz (Viện Hóa học - Viện Khoa học

Mỹ

và Công nghệ Việt Nam)
7.

Máy đo phổ hồng ngoại Perkin Elmer (Viện Hoá học Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam)

Mỹ

Máy đo phổ khối lượng Agilent 6310 Ion Trap (Viện
8.

Hóa học các hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn lâm Khoa

Đức

học và Công nghệ Việt Nam)
9.

Máy đo phổ khối lượng LC-MSD-Trap-SL (Viện Hoá
học -Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam)

Đức

Máy đo phổ khối lượng phân giải cao FT-ICR-MS10.

Varian 910MS (Viện hoá học-Viện Hàn lâm Khoa học và Đức
Công nghệ Việt Nam)

11.

Máy khuấy từ gia nhiệt IKA

Đức

12.

Phân cực kế

Đức

13.

Tủ sấy Memmert

Đức


17

Bảng 2.3: Dụng cụ nghiên cứu
Tên dụng cụ

STT

Nguồn gốc

1.

Bản mỏng Silicagel GF254 70- 230 mesh

Đức

2.

Bình cầu 2 cổ và 3 cổ 100ml

Đức

3.

Bình cầu đáy tròn loại 50ml, 100ml, 250ml

Đức

4.

Bình phun sắc ký

Trung Quốc

5.

Cốc có mỏ 100ml, 250ml, 500ml

Trung Quốc

6.

Nhiệt kế thủy ngân

Trung Quốc

7.

Phễu lọc Buchner

Trung Quốc

8.

Pipet chính xác 1ml, 5ml, 10ml

Trung Quốc

2.2. Nội dung nghiên cứu
- Tổng hợp hoá dược: Tổng hợp L-dopa từ nguyên liệu L-tyrosin có nguồn gốc
trong nước (Phòng Tổng hợp Hoá dược- Bộ Môn Công nghiệp DượcTrường Đại học Dược Hà Nội). Qua tham khảo các tài liệu, chúng tôi lựa
con đường tổng hợp của các tác giả Luigi. B, Onofrio. G (1970) [23],
Bretscheneider H. et al. (1973) [27], William. T. B (1957) [12]. Riêng phản
ứng thủy phân 8 về 1: chúng tôi đã tiến hành thay thế tác nhân HBr 48%
bằng tác nhân CH3COOH băng/HCl đặc với tỷ lệ thể tích = 2/1.
Quy trình phản ứng như sau:
COOH
NH2

HO

NHCOCH3

H3CCO

AlCl3
nitrobenzen

7

NHCOCH3

HO
8

pyridin

H3CC

COOH
NHCOCH3

HO
4

COOH

(CH3CO)2O

6

O
COOCH3

HO

NH2

HO

2

O

COOCH3

CH3OH/H2SO4

1.CH3COOH/HCl HO

COOH

2. NaOH

NH2

HO
1

H2O2 /NaOH