Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI  HỌC
KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VIỆN HÀN LÂM KH&CN VIỆT NAM
VIỆN HỐ HỌC

Nguyễn Thị Thu

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP IMATINIB MESYLATE 
DÙNG LÀM THUỐC ĐIỀU TRỊ UNG THƯ MÁU

LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC


Hà Nội ­ năm 2015

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI  HỌC
KHOA HỌC TỰ NHIÊN

VIỆN HÀN LÂM KH&CN VIỆT NAM
VIỆN HỐ HỌC

Nguyễn Thị Thu

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP IMATINIB MESYLATE 
DÙNG LÀM THUỐC ĐIỀU TRỊ UNG THƯ MÁU
Chun ngành: Hóa hữu cơ
Mã số: 60440114

LUẬN VĂN THẠC SĨ HĨA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN QUỐC VƯỢNG


Hà Nội ­ năm 2015

LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi. Các số 
liệu và kết quả nghiên cứu nêu trong luận văn này là trung thực, chưa từng 
được ai cơng bố trong bất kỳ cơng trình nào khác.

Tác giả


                           Nguyễn Thị Thu

LỜI CẢM ƠN
Đề  tài luận văn được thực hiện tại phịng Cơng nghệ  Hóa dược – Viện  
Hóa sinh biển,  kinh phí  thực hiện được cấp bởi Đề  tài  mã số  CNHD.ĐT.037­
12/14 thuộc “Chương trình nghiên cứu Khoa học cơng nghệ trọng điểm phát triển  
Cơng nghiệp Hóa được đến năm 2020” ­ Cục Hóa chất, Bộ Cơng Thương.
Để  hồn thành bản luận văn này, tơi đã nhận được sự  giúp đỡ  nhiệt tình  
của thầy cơ, các anh chị  và bạn bè. Với lịng biết  ơn sâu sắc tơi xin trân trọng  
gửi lời cảm ơn chân thành tới:
TS. Nguyễn Quốc Vượng ­ Trưởng phịng Cơng nghệ Hóa dược, người đã  
trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo và có nhiều góp ý q báu trong thời gian tơi thực  
hiện luận văn.
Các anh chị, bạn đồng nghiệp đang cơng tác tại Phịng Cơng nghệ  Hóa  

dược Phịng Tổng hợp hữu cơ, Trung tâm nghiên cứu và phát triển thuốc đã giúp  
đỡ, động viên tơi trong q trình thực hiện luận văn.
Cuối cùng tơi xin chân thành cảm ơn đến tồn thể gia đình, bạn bè, người  
thân đã cổ vũ, động viên tơi hồn thành luận văn này.
Tơi xin trân trọng cảm ơn!
                                                                Hà Nội, ngày     tháng    năm 2015


Tác giả 

   

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH
CÁC KÍ KIỆU VIẾT TẮT

    Nguyễn Thị Thu


DANH MỤC CÁC BẢNG

DANH MỤC CÁC HÌNH
 


CÁC KÍ KIỆU VIẾT TẮT
Viết tắt

Tên đầy đủ
Độ chuyển dịch hố học 

Aceton

Act

AcPy 

3­Acetylpyridine

ADP

Adenosine Diphosphate

ALL

Acute  Lymphoblastic  Leukemia  (Bệnh   Bạch   Cầu 
Ngun Bào Cấp Tính)

AML

Acute  Myeloid  Leukemia  (Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào 
Cấp Tính)

ATP

Adenosine Triphosphate

br 

Broad

CLL

Chronic  Lymphocytic  Leukemia   (Bệnh   Bạch   Cầu 
Bạch Huyết Bào Mạn tính)

CML

Chronic Myeloid Leukemia (Bệnh Bạch Cầu Tủy 
Bào Mạn tính)


D

Doublet

Dd

Doublet of doublet

Di

Diclometan

Diox.

Dioxan

DMEDA

N,N­ Dimethylene diamide

DMF­DMA

N,N­ Dimethylformamide dimethylacetal

DMSO­d6

Dimethyl Sunfoxit được deuteri hoá

Dt

Doublet of triplet

EA

Ethyl Acetate

EtOH

Etanol

GuaNO3

Guanidine nitrate

H

Hiệu suất phản ứng

IR

Infrared Spectroscopy (phổ hồng ngoại)

J (Hz): 

Hằng số tương tác

m  

Multiplet


MeOH

Methanol

MS

Mass Spectrometry(Phổ khối lượng )

PMM

Methylpiperazin

S

Singlet

SKLM

Sắc kí lớp mỏng

T

Triplet

TEA

Triethylamine

THF

Tetrahydrofuran

tpư

Thời gian phản ứng

1

Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy 

H­ NMR

(Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton)
13

C­ NMR

Carbon  Nuclear  Magnetic  Resonance  Spectroscopy 
(Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Cacbon­13)


MỞ ĐẦU
Bệnh   ung   thư   máu   hay   còn   gọi   là   bệnh   ung   thư   bạch   cầu   xuất   hiện 
300,000 ca bệnh mới mỗi năm trên thế  giới (chiếm 2,8% trong số  tất cả  các  
bệnh ung thư)  và 220,000 người chết vì bệnh ung thư  máu hàng năm. Độ  tuổi  
thường gặp đối với bệnh ung thư máu dưới 15 tuổi là 21,7% và trên 15 tuổi là 78,1%  
và chủ yếu từ 35 ­ 69 tuổi, đa số các bệnh nhân bị bệnh bạch cầu cần được điều  
trị  với liệu pháp chữa bệnh bằng hóa chất (cịn gọi là hóa trị), một số khác điều 
trị bằng phóng xạ (xạ trị), ghép tủy xương hoặc sử dụng liệu pháp sinh học. 
Trước đây trong việc điều trị  ung thư, người ta thường áp dụng phương 
pháp "ném bom rải thảm" nhưng sau này với tiến bộ  khoa học liệu pháp nhằm  
trúng đích đã được đưa ra đem đến hiệu quả cao và đỡ gây hại cho người bệnh,  
liệu pháp này có tên là "liệu pháp nhắm trúng phân tử". Liệu pháp nhắm trúng  
đích tác động trực tiếp vào các phân tử đặc biệt trong cơ chế sinh ung và sự tăng 
trưởng của khối u do đó làm dừng sự tăng trưởng và phân đơi của tế bào ung thư.  
Liệu pháp này có thể  dùng các loại thuốc riêng lẻ  hoặc kếp hợp với nhau hoặc 
kèm thêm các liệu pháp xạ trị, quang trị… Hiện nay có hàng trăm sản phẩm loại 
này đang được thử  nghiệm lâm sàng trong đó có một số  đã được cấp phép lưu  
hành, cụ  thể  là biệt dược gleevec (glivec), hoạt chất chính là imatinib mesylate 
hay gọi tắt là imatinib. Imatinib là chất  ức chế protein­tyrosinekinase, nó ức chế 
đặc hiệu Ber­Abltyrosine kinase (phân tử  bất thường gây bệnh bạch cầu tuỷ 
mạn) bằng cách ngăn khơng cho Ber­Abl gắn kết với A.T.P. Nó tác động chính 
xác lên phân tử  gây bệnh, tỷ  lệ  đáp  ứng về  mặt huyết học và di truyền học tế 
bào rất cao có khả năng đưa người bệnh trở lại cuộc sống bình thường. 

Hiện nay, bệnh ung thư  máu đang có chiều hướng gia tăng nhanh  ở  nước ta.  
Việc ra đời của của imatinib như là thần dược đối với các bệnh nhân ung thư máu, 
tuy nhiên chi phí điều trị cho 1 bệnh nhân rất cao, khoảng 2000 đơ la mỗi tháng đang  
là trở ngại lớn về tài chính đối với người bệnh. Để đáp ứng nhu cầu cấp thiết ngày 

10


càng tăng của người bệnh, Chương trình hóa dược ­ Bộ Cơng thương đã phê duyệt  
thực hiện đề tài tổng hợp thuốc chống ung thư máu imatinib mesylate  do Viện Hóa 
sinh biển chủ trì. 
Với mong muốn đóng góp đạt được mục tiêu của chương trình Hóa dược, 
trong khn khổ của một luận văn Thạc sĩ chúng tơi đã lựa chọn thực hiện đề tài: 
“Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư 
máu”.
Các mục tiêu chính của luận văn là:
­

Nghiên cứu tổng hợp các hợp chất đầu, các hợp chất trung gian và tổng 
hợp imatinib base

­

Nghiên cứu phản ứng tạo muối imatinib mesylate từ imatinib base

­

Xác định cấu trúc các hợp chất đã tổng hợp bằng phương pháp phổ  hồng 
ngoại, phổ cộng hưởng hạt nhân, và phổ khối lượng.

­

Xác định hàm lượng của imatinib tổng hợp bằng phương pháp sắc ký lỏng  
hiệu năng cao HPLC.

11


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1.1. BỆNH UNG THƯ MÁU VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU TRỊ
1.1.1. Những hiểu biết về bệnh ung thư máu 
Ung thư máu hay cịn gọi là ung thư bạch cầu là một loại bệnh ác tính có  
tính dịng vơ tính ở tế bào gốc tạo huyết. Tế bào bệnh ung thư máu trong dịng vơ  
tính làm mất đi khả năng phân hóa và ngưng lại ở các giai đoạn khác nhau trong  
q trình phát triển tế  bào. Trong tủy và những cơ  quan tạo máu khác, tế  bào  
bệnh ung thư  máu tăng sinh và tích tụ  với một lượng lớn rồi xâm nhập vào  
những cơ  quan và bộ  phận khác gây  ức chế  sự  tạo máu bình thường [1].   Khi 
bệnh ung thư  máu phat triên, c
́
̉ ơ thể san sinh m
̉
ột sơ l
́ ượng lơn nh
́ ưng tê bao bach
̃
́ ̀ ̣  
câu d
̀ ị thường, đó là những tế bào non khơng thực hiện được chức năng của bạch  
cầu bình thường. Việc tăng nhanh chóng số  lượng lớn bạch cầu dị  thường làm 
giảm hồng cầu và tiểu cầu trong cơ thể làm cho người bệnh bị thiếu máu dẫn đến 

chết. Đây là căn bệnh ung thư  duy nhất khơng tạo ra u (ung bướu), bệnh nhân  
thường chỉ sống thêm khoảng từ 6 tháng đến 4 năm kể từ khi xuất hiện các triệu  
chứng mệt mỏi và sút cân. Đến nay đã có một số biện pháp điều trị bệnh ung thư 
máu nhưng hiệu quả  khơng cao và rất tốn kém như  tiếp máu, hóa trị  liệu,xạ  trị,  
quang trị hoặc thay tủy v. v.  Việc điều trị ung thư máu hay chữa trị bệnh ung thư 
máu dựa vào các giai đoạn của bệnh. [29, 30, 31]

12


Ngun nhân chính dẫn đến bệnh ung thư máu: Ngun nhân bệnh ung 
thư  máu  ở  người vẫn chưa rõ, có thể  có liên quan tới các nhân tố  sau: nhân tố 
virus,   bức   xạ   điện  ly,   nhân   tố   hóa   học   (benzene,   chất  alkylating   trong   thuốc 
chống   ung   bướu,   bimolane   chuyển   hóa   từ   ethylenedeiamine   tetracetylimide, 
chloramphenicol,   phenylbutazone…),   nhân   tố   di   truyền   (hội   chứng   Down,   hội 
chứng Bloom, chứng thiếu globulin loại C bẩm sinh,…), những bệnh máu khác 
cuối cùng có thể phát triển thành bệnh ung thư máu. Sắc thể có thể liên quan tới 
bệnh nhưng khơng phải ngun nhân gây ra bệnh. [1, 30]
1.1.2. Phân loại bệnh ung thư máu và phương pháp điều trị
Dựa vào mức độ hồn chỉnh của tế bào bệnh ung thư máu và bệnh trình tự 
nhiên, bệnh ung thư  máu có thể  chia làm hai loại lớn, cấp tính và mãn tính. Tế 
bào bệnh ung thư máu cấp tính ngưng phân hóa ở giai đoạn khá sớm, phần lớn là 
tế  bào ngun thủy và tế  bào non thời kỳ đầu, bệnh tình phát triển nhanh, bệnh 
trình tự nhiên chỉ vài tháng. Tế bào bệnh ung thư máu mãn tính ngưng phân hóa ở 
giai đoạn khá muộn, phần lớn là tế  bào non khá hồn thiện và tế  bào trưởng 
thành và bệnh ung thư máu ở tế bào nhung mao hiếm thấy, bệnh ung thư máu ở 
tiền tế bào lympho… Bệnh tình phát triển chậm, bệnh trình tự  nhiên là vài năm. 
Bốn dạng bệnh bạch cầu thơng thường là:  Bệnh Bạch Cầu Ngun Bào Cấp 
Tính (Acute Lymphoblastic Leukaemia – ALL); Bệnh Bạch Cầu Bạch Huyết Bào 
Mạn tính (Chronic Lymphocytic Leukaemia – CLL); Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào 

Cấp Tính (Acute Myeloid Leukaemia – AML) và Bệnh Bạch Cầu Tủy Bào Mạn 
tính (Chronic Myeloid Leukaemia­ CML)
a.  Bệnh bạch cầu ngun bào cấp tính (Acute lymphoblastic Leukaemia ­ ALL.  
Cịn  gọi là acute lymphocytic hay acute lymphatic leukaemia)
Bệnh bạch cầu ALL thường xảy ra với trẻ  em, nhưng cũng xảy ra với  
người lớn, là bạch huyết bào cịn non – tức là bạch cầu thuộc hệ bạch huyết, do  
đó, gọi là ngun bào bạch huyết bào (lymphoblasts).

13


Trị  liệu: Bệnh bạch cầu dạng này thường có thể  trị  liệu hữu hiệu bằng  
liệu pháp hóa học. Đối với trẻ em, ALL có thể tương đối dễ trị, có đến 75% trẻ 
em bị bệnh bạch cầu dạng này, khi được trị liệu, bệnh thun giảm hồn tồn và  
sau đó dứt hẳn, ALL cần phải được trị  liệu đặc biệt, gọi là cách điều trị  não bộ 
hay   hệ   thần   kinh   trung   ương   dự   phòng   (brain   hay   central   nervous   system  
prophylaxis).Nhiều hóa chất dùng để trị  ALL bị màng não cản lại, nhưng tế bào 
bệnh bạch cầu thì đi qua được để tránh trường hợp này sử dụng trị liệu não và trị 
liệu màng não khơng cho tế bào bệnh bạch cầu  ẩn núp tại những nơi này trong  
lúc điều trị bằng hóa chất, rồi tiếp tục phát triển sau khi ngưng điều trị. Cách trị 
liệu này là chích thuốc vào cột sống, ở lưng, hay có khi điều trị bằng cách rọi tia  
bức xạ  vào não hay cột sống, nhưng cách này ít được sử  dụng hơn, bệnh nhân  
sau khi trị  liệu lần đầu, bệnh tái phát, thì có thể  trị  bằng phương pháp ghép tế 
bào mầm.
b. Bệnh bạch cầu bạch huyết bào mạn tính (Chronic lymphocytic leukaemia – CLL. 
Cịn gọi la chronic lymphatic hay chronic lymphoid leukaemia)
Đây là dạng bệnh bạch cầu mạn tính hay tiến triển chậm, tương tự như 
ALL, bệnh này  ảnh hưởng đến bạch huyết bào, thường gặp  ở  người lớn tuổi  
hiếm gặp ở trẻ em, tuy nhiên bệnh vẫn có thể mắc phải ở mọi lứa tuổi. Vì bệnh 
tiến triển chậm, bạch huyết bào và các tế bào khác khơng bị tràn ngập nhanh như 

trường hợp bệnh cấp tính, như vậy, bệnh nhân bị CLL có thể khơng cảm thấy có  
triệu chứng gì lạ, mãi cho đến khi bệnh đó khá phát triển rồi mới phát hiện ra, có  
những trường hợp khơng phải trị liệu.
Trị  liệu: Nếu bệnh tiềm  ẩn thì khơng phải trị  liệu và bệnh nhân có thể 
sinh hoạt bình thường nhiều năm, khi bệnh hồnh hành, thì có thể  trị  bằng liệu 
pháp hóa trị  hay xạ trị. Nói chung, khơng thể trị  dứt hẳn CLL, nhưng bệnh nhân 
thường vẫn sống khỏe mạnh trong nhiều năm. 

14


c. Bệnh bạch cầu tủy bào cấp tính (Acute myeloid leukaemia – AML. Cịn gọi là  
acute myelocytic, acute granulocytic hay acute myelogenous leukaemiab ệnh)
Bệnh bạch cầu tủy bào cấp tính ảnh hưởng đến các tế  bào thuộc gia đình 
tủy bào. Gia đình tủy bào gồm có bốn loại tế  bào máu:bạch cầu hạt, bạch cầu  
đơn nhân to, hồng cầu, tiểu cầu. Bệnh bạch cầu dạng này có thể xảy ra với trẻ 
em và thanh thiếu niên nhưng thơng thường thì người lớn dễ bị bệnh này hơn.
Trị liệu: Khi trị  liệu, bệnh AML của một số người thun giảm hồn tồn  
(tức là khơng bị  bệnh dài hạn). Tuy nhiên, những cách trị  liệu mới có thể  nâng  
cao xác suất sống cịn của bệnh nhân.
d. Bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính (CML) (Chronic myeloid leukaemia ­ CML. 
Cịn  gọi là  chronic myelogenous, chronic granulocytic hay chronic myelocytic leukaemia)
Bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính (CML) là một loại ung thư  phổ  biến 
của các tế  bào máu. Thuật ngữ  "mãn tính" trong bệnh bạch cầu mãn tính tủy  
xương chỉ ra rằng bệnh ung thư này có xu hướng tiến triển chậm hơn so với các 
hình thức cấp tính của bệnh bạch cầu. Thuật ngữ "tủy xương" trong bệnh bạch  
cầu mãn tính tủy xương dùng để chỉ các loại tế bào bị ảnh hưởng bởi bệnh ung 
thư này.
Bệnh bạch cầu tủy xương mãn tính cũng có thể  được gọi là bệnh bạch  
cầu myeloid cấp mãn tính và bệnh bạch cầu mãn tính granulocytic. Bệnh bạch  

cầu tủy xương mãn tính thường ảnh hưởng đến người cao niên và hiếm khi xảy 
ra ở trẻ em, mặc dù nó có thể xảy ra ở mọi lứa tuổi.
Trị liệu: Mục tiêu của điều trị bệnh bạch cầu mãn tính tủy xương là loại  
trừ các tế bào máu có chứa các gen BCR ­ ABL bất thường gây ra những dư thừa 
của các tế bào máu bị bệnh. Đối với hầu hết mọi người, nó khơng thể loại bỏ tất  
cả các tế bào nhiễm bệnh, nhưng điều trị  có thể giúp đạt được một thun giảm 
lâu dài của bệnh.

15


1.2. Imatinib mesylate
CTCT, CTPT, tên IUPAC

 Imatinib mesylate
Hình 1.1:  Cơng thức cấu tạo của imatinib mesylate
Cơng thức phân tử của imatinib mesylate: C29H31N7O.CH4SO3
Trọng lượng phân tử: 589,71
Tên   IUPAC:   4­[(methylpiperazin­1­yl)methyl]­N­[4­methyl­3­[(4­pyridin­3­yl) 
pyrimidin­2­yl)amino]phenyl]benzamide mesylate.
Imatinib   mesylate   được   tạo   thành   từ   dạng   imatinib   base   trung   hịa   với  
methane sulfonic acid để tăng khả năng tan trong nước.

              Imatinib base                                     Imatinib mesylate
Hình 1.2: Sự tạo muối của imatinib base thành imatinib mesylate
Cấu tạo phân tử  imatinib base bao gồm hệ vịng dị  tố pyridinepyrimidine, 
nhân methylphenylamine, nhóm methylbenzamide và nhóm methylpiperazine liên 
kết với nhau bởi các liên kết amine và amide .
1.2.1. Lịch sử hình thành và q trình phát triển
Lịch sử hình thành

Imatinib   được   ra   đời   vào   cuối   những   năm   1990   bởi   3   nhà   khoa   học:  
Nicholas Lydon­ Nghiên cứu viên về  Hóa sinh của hãng Novartis, Brian Druker 
nghiên cứu về  ung thư  học của trường Đại học Sức khỏe và Khoa học Oregon  
(Mỹ) và Charles Sawyers của Trung tâm ung thư  Kettering. Imatinib được phát  
triển theo q trình thiết kế  thuốc dựa vào những hiểu biết về  sinh học và kỹ 
thuật sinh học phân tử, sự  phân tích  ảnh hưởng của cấu trúc phân tử  đến tác  
dụng của nó thơng qua các mơ hình từ  đó phán đốn xây dựng cấu trúc mới với  

16


chức năng xác định. Sau khi phát hiện ra sự hình thành nhiễm sắc thể bất thường  
philadelphia và hỗn hợp protein bcr­abl là nguồn gốc gây bệnh ung thư máu, các 
nhà khoa học đã điều tra sàng lọc thư  viện hóa học để  tìm ra thuốc  ức chế 
protein đó và xác định được cấu tử 2­phenylaminopyrimidine. Cấu tử dẫn đường  
này đã được kiểm tra và biến tính với sự đưa vào nhóm methyl và benzamide để 
tăng cường tính liên kết và kết quả đã thu được imatinib base. 
Hình 1.3: Q trình của sự sàng lọc các dẫn suất của phenylaminopyrimidin  
dẫn tới imatinib base
Q trình phát triển 
Năm 1993, hoạt chất Imatinib mesylate được đưa thử nghiệm.
Năm 1996, Imatinib mesylate được cấp bằng sáng chế, hết hạn vào 2015.
Năm 2001, Imatinib mesylate được FDA chấp thuận sử dụng tại Hoa Kỳ và được 
đưa ra thị  trường dưới tên: Gleevec  ở  Hoa Kỳ, Glivec ngồi Hoa Kỳ, Imatinib  
Mesylate.
Năm 2013, được FDA chấp thuận sử dụng điều trị  ung thư  bạch cầu cấp Acute  
Lymphoblastic Leukemia (ALL) trong nhi khoa.
1.2.2. Cơ chế tác dụng
Hầu hết các tế bào máu phát triển từ những tế bào tủy xương được gọi là  
tế  bào gốc (stem cell), những tế  bào gốc trưởng thành, hồn thiện trở  thành tế 

bào gốc myeloid hoặc lymphoid rồi phân tách chuyển hóa thành những loại tế 
bào máu khác nhau, mỗi loại có một chức năng đặc biệt. Tế  bào gốc myeloid  
phân tách thành: Các tế  bào bạch cầu (white blood cells) trợ giúp chống truyền  
nhiễm; Các hồng cầu(red blood cells) chun trở  oxy đến các mơ trải khắp cơ 
thể; Các tiểu cầu (platelets) trợ giúp sự đơng máu để kiềm chế sự chảy máu; các 
tế bào này sinh ra khi cơ thể cần đến chúng sau đó chúng sẽ chết đi và các tế bào  
mới thay thế chúng. Sau khi rời tủy xương, tế bào hồng cầu sống được khoảng 4  

17


tháng, bạch cầu chỉ  sống  được một vài tiếng, tiểu cầu sống  được vài ngày. 
Trong người bệnh ung thư  bạch cầu, tủy xương tạo ra những bạch huyết cầu  
bất thường, những bạch huyết cầu bất thường này khơng chết đi khi chúng nên  
chết mà chúng chiếm chỗ, lấn át các hồng huyết cầu và tiểu cầu gây khó khăn 
cho việc thực hiện nhiệm vụ của các tế bào máu bình thường. Đối với bệnh ung 
thư bạch cầu mãn tính (chronic leukemia), ở giai đoạn đầu người bệnh khơng có 
bất cứ triệu chứng nào về bệnh mà thường được phát hiện qua khám bệnh định 
kỳ. Khi số lượng tế bào ung thư  bạch cầu gia tăng đến độ  nhất định bệnh nhân 
sẽ  xuất hiện các triệu chứng bệnh và bệnh nhân thường chỉ  sống thêm được 4 
đến 5 năm nữa. Đối với bệnh ung thư  bạch cầu cấp tính (Acute leukemia), số 
lượng ung thư  bạch cầu gia tăng nhanh và tình trạng bệnh xấu đi nhanh chóng, 
bệnh nhân có thể chết sau vài tháng phát bệnh. Trong ung thư bạch cầu mạn, do  
sự hợp nhất các gene bcr và abl (là các gene bình thường trên các nhiễm sắc thể 
22 và 9 tương ứng) hình thành lên nhiễm sắc thể bất thường philadelphia bcr­abl 
có hoạt tính mới khó kiểm sốt. (Hình 1.4)

18

Hình 1.4: Sự hốn vị bất thường hình thành nhiễm sắc thể philadelphia

Hình 1.5: Chức năng của  protein kinase [ADP , adenosine diphosphate; ATP  
adenosine triphosphate]
Trong cơ thể, các men tyrosine kinase giữ vai trị quan trọng là chuyển các  
nhóm phốt phát từ  adenosine triphosphate (ATP) vào protein trong tế  bào. Các 
nhóm phốt phát này gắn vào các amino acid trên protein. Q trình phốt phát hóa  
của protein bởi các men tyrosine kinase là cơ  chế  rất quan trọng về  sự  truyền  
thơng tín hiệu trong tế bào liên quan đến các hoạt động của tế  bào như  sự  phân  
chia,   sự   sống   và   phát   triển   của   tế   bào.   Imatinib   là   dẫn   xuất   của   2­
phenylaminopyrimidine có chức năng ức chế đặc biệt một số men tyrosin kinase,  
nó chiếm cứ  vị  trí hoạt động của tyrosin kinase (TK) dẫn đến làm giảm hoạt 
động của tế  bào. Imatinib đặc hiệu  đối với sự  chiếm hữu TK trong abl (the  
albelson proto­oncogene) là gen gây đột biến ung thư (Hình 1.5, hình 1.6).

19


Hình 1.6: Imatinib chiếm cứ vị trí hoạt động tyrosine kinase của tế bào
Vì vậy imatinib điều trị  đặc biệt hiệu quả  với bệnh ung thư    bạch cầu  
(bệnh ung thư máu).
1.2.3.Các phương pháp tổng hợp imatinib mesylate
Sự hình thành của imatinib mesylate

Hình 1.7: Sơ đồ tổng hợp ngược của imatinib mesylate
Imatinib mesylate được tạo thành từ  imatinib base bởi sự  trung hịa với 
methanesulfonic acid như trong Hình 1.7, để tổng hợp imatinib mesylate trước hết 
phải tổng hợp imatinib base. Phân tử  Imatinib basecó thể  chia ra làm 4 phần:  
phần1   là   phần   gốc   gồm   hệ   vòng   dị   tố   pyridinepyrimidine,   phần   2   là   nhân 
methylaminphenyl,   phần   3   là   nhóm   methylbenzamide   và   phần   4   là   nhóm  

methylpyperazine liên kết với nhau qua các liên kết amine và amide.  Các phản ứng 
bao gồm phản ứng ngưng tụ đóng vịng tạo hệ vịng dị tố pyridine pyrimidine (phần 

20


1), phản ứng kết hợp amine với arylhalide để tạo liên kết phần 1 và phần 2 hay  
với alkylhalide tạo liên kết amin C­N liên kết phần 3 và phần 4, phản  ứng axyl 
hóa   amine   tạo   liên   kết   amide   CONH­   liên   kết   phần   2   và   phần   3   (nhóm  
benzamide). Các hướng tổng hợp có thể  bắt đầu từ  tổng hợp phần 1 và phần 2  
bao gồm hệ vịng dị tố pyridinepirimidine (Phần 1) và nhóm phenyldiamine bằng 
phản ứng ngưng tụ, sau đó lần lượt kết hợp với phần 3 và phần 4: Hoặc cũng có 
thể bắt đầu từ phản ứng kết hợp để tổng hợp phần 3 và phần 4 trước sau đó kết 
hợp với các phần 2 , 1 cịn lại; Hoặc cũng có thể bằng phản ứng kết hợp phần 2  
và phần 3 trước sau đó tiến hành phản ứng ngưng tụ đóng vịng với tác nhân phù  
hợp để tạo hệ vịng dị tố pyridinepyrimidine sau đó kết hợp với phần 4 thu được  
imatinib base.
Phương pháp của Zimmermann:  Imatinib được tổng hợp đầu tiên bởi 
Zimmermann vào năm 1993 (Hình 1.8). [25,26]
Phương pháp này đi từ  2 ngun liệu đầu là 2­amino­4­nitrotoluene  4 để 
tổng hợp hợp chất 3­Nitro­2­methylphenylguanidine   5  và nguyên liệu đầu thứ 
hai là 3­acetylpyridine 6 để  tổng hợp enaminone 7. Tác nhân cyanamide độc hại 
đã được sử dụng trong phản  ứng ngưng tụ với 2­amino­4­nitrotoluene  4 cho hợp 
chất   3­Nitro­2­methylphenylguanidine  8.  S ự   t ổ ng   h ợp   c ủ a   enaminone   7  đã 
đ ượ c th ự c hi ệ n qua 3 b ướ c bao g ồm c ả  s ử  d ụng natri kim lo ại  ở nhi ệt  độ 
th ấ p   trong   ph ản   ứng   ng ưng   t ụ   c ủa   3–acetylpyridine   6,   m ộ t   h ợp   ch ấ t   có 
nhóm   methylene   ho ạt   đ ộ ng,   v ớ i   ethylformiate.   Ti ếp   theo   là   ph ả n   ứ ng  
ng ư ng   t ụ   đóng   vịng   c ủ a   3­nitro­2­methylphenylguanidine  5  với 
pyridinenamineone 7 trong NaOH với sự  hồi lưu của isopropyl alcohol thu được 
hợp   chất   trung   gian   chìa   khóa   N­(2­methyl­5­nitrophenyl)­4­(pyridin­3­

yl)pyrimidin­2­amine 8 (gồm phần 1 và phần 2).
Hình 1.8: Phương pháp tổng hợp imatinib base của Zimmermann

Như  vậy theo phương pháp này hệ  vịng pyridinepyperazine được tổng 

21


hợp trước, hợp chất nitrophenylpyrimidine 8 trung gian này được khử  về  amine 
sử dụng xúc tác Pd/C trong THF cho aminophenylpyrimidine  9. Phản ứng amit hóa 
nhóm amine   tiếp  theo của  hợp  chất  9  với  4­(4­methylpiperazinomethyl)­benzoyl 
chloride 10 (đã bao gồm phần 3 và phần 4) cho sản phẩm imatinib ba sơ  2 và cuối 
cùng   là   sự   mesylate   hóa   imatinib   ba   sơ   với   tỉ   lệ   mol   1/1   thu   được   imatinib  
mesylate, trong cơng bố này, Zimmermann khơng đưa ra số liệu về hiệu suất các 
bước phản ứng.
Phương pháp của Loiseleur (Hình 1.9):
Ơng và cộng sự đã cải tiến phương pháp khơng sử dụng cyanamide mà sử 
dụng hệ  vịng pyridinepyrimidine có sẵn và sử  dụng các xúc tác đắt tiền  ở  các 
bước tổng hợp như xúc tác Pt/C trong phản ứng amine hóa khử giữa aldehyde  11 
với   methylpiperazine.   Trong   bước   kết   hợp   tạo   liên   kết   C­N   trong   phản   ứng  
Buchwald­ Hartwig đã sử dụng những xúc tác đắt tiền như Pd2(dba)3CHCl3 và tác 
nhân cơ phốt pho rac­ BINAP như là một ligand. [17, 18]

Hình 1.9: Phương pháp tổng hợp imatinib base  của Loiseleur
Với những điều kiện phản ứng như trên phương pháp của Loiseleur khơng 
thể áp dụng triển khai với lượng cân lớn được.
Các phương pháp cải tiến:
* Năm 2006, nhóm nghiên cứu Poland [24] sau khi nêu ra các hạn chế của 
các phương pháp trước, nhóm đã cải tiến phương pháp trong một số bước phản 
ứng   như   (hình   1.10):   Ở   bước   tổng   hợp   eneaminon   6  đã   sử   dụng 

dimethylformamide dimethylacetal (thay vì phải qua 3 bước với sử dụng natri kim  
loại nguy hiểm) và  ở  bước khử  hợp chất trung gian nitro  8  về  amine  9  đã sử 
dụng tác nhân khử  hydrazine hydrate với sự  có mặt của Ni Raney, bước gắn 
nhóm benzamide đã thay việc sử dụng dung mơi pyridine độc hại bằng các dung  
mơi thơng dụng ít độc hại hơn. Với việc sử dụng những tác nhân thơng dụng và 

22


q trình xử  lý sản phẩm đơn giản đạt hiệu suất tồn phần cao (đạt tới khoảng  
45% tính từ ngun liệu đầu 3­acetylpyridine) phương pháp cải tiến này hứa hẹn  
sự ứng dụng cho triển khai lượng lớn.
Hình 1.10:  Phương pháp cải tiến của nhóm nghiên cứu Poland
*   Ngồi   ra   các   nghiên   cứu   cũng   đã   đi   theo   hướng   tổng   hợp   hệ   vịng 
pyridine pyrimidine sau [17,18]. Xuất phát từ chất đầu là hợp chất gồm phần 3 và  
phần 4, sau phản  ứng kết hợp với nhóm amine của hợp chất 3­nitro­4­methyl 
aniline 14 nhóm nitro của sản phẩm 15 được khử  về  amine và nhóm amine này 
kết hợp với cyanamide cho sản phẩm  17 là phân tử có nhóm guanidine để ngưng 
tụ đóng vịng với pyridineamineone 7 cho sản phẩm imatinib basơ với hệ dị vịng 
pyridinepyrimidine.
Hình 1.11: Phương pháp tổng hợp vịng pyrimidine sau
Năm 2006, Huang Anli và cộng sự  cơng bố  patent sử  dụng urea kết hợp  
với hợp chất pyridineamineone 7 để tạo vịng pyridine pyrimidine. [11] 

Hình 1.12: Phương pháp của Huang Anli và cộng sự 
Ph ươ ng pháp c ủ a Huang Anli và c ộ ng s ự  tuy khơng s ử  d ụ ng tác nhân 
cyanamide nh ư ng ph ải thêm bướ c và hi ệ u su ấ t tồn phầ n th ấ p vì th ế  cũng  
khó đ ể  áp d ụ ng cho s ả n su ấ t l ượ ng l ớn.  
Năm 2008, Liu Xing và các cộng sự [15] cơng bố  cải tiến bước tổng hợp  
nhóm benzamide bằng  phản  ứng trực tiếp giữa acid với amine sử d ụng tác nhân 

kết  hợp   N­(3­dimethylaminopropyl)­N­ethyl­carbodiimide   (EDC)   cho   hiệu   suất  
phản ứng 76% cũng đáng chú ý.
Hình 1.13: Phương pháp cải tiến bước tổng hợp nhóm benzamide của  
Liu Xing và cộng sự

23


Phương pháp của Wang C. L. và Cộng sự: [16]
Năm 2008, Wang C. L. và cộng sự  đã tổng kết lại các phương pháp tổng  
hợp của Zimmermann, Loiseleur, Compella và Srakacs và đưa ra qui trình tổng 
hợp imatinib khơng sử  dụng tác nhân độc hại cyanamide trong bước tổng hợp  
vịng pyrimidine. Hợp chất enaminone 7 đã được tổng hợp bằng phản  ứng trực 
tiếp   giữa   3­acetylpyridine   với   tác   nhân   formyl   hóa   N,N­dimethylformamide 
dimethyl acetal cho hiệu suất cao 92,6% [17, 27]. Sản phẩm enaminone   7  được 
ngưng   tụ   đóng   vòng   với   guanidine   nitrate   để   cung   cấp   hệ   vòng   dị   tố 
pyridinepyrimidine  20.  Phản   ứng   kết   hợp   tiếp   theo   giữa   nhóm   amine   của 
pyrimidine 20 với phenylbromide tạo liên kết N­C đã được thực hiện dưới điều 
kiện phản  ứng Ullmann [4, 5, 9, 14, 23] sử  dụng xúc tác CuI với ligand   N,N’­
dimethylethylenediamine cho hợp chất trung gian N–(2­methyl­5­nitrophenyl)­4­
(pyridin­3­yl)pyrimidine­2­amine 8 với hiệu suất 82%. Trong phản ứng khử nhóm 
nitro, các điều kiện khử  tốn kém, sử  dụng H2/ Pd/C hay H2/Pt/C đã được thay 
bằng tác nhân khử hydrazine/FeCl3 với hiệu suất 83,8%. Phản ứng acyl hóa nhóm 
amine tiếp theo cung cấp nhóm benzamide xảy ra dễ  dàng với hiệu suất 93% . 
Cuối cùng là phản ứng kết hợp của alkylchloride 12 với piperazine cho hiệu suất  
91,4%. Như vậy hiệu xuất tồn phần của quy trình vào khoảng 40%  tính theo 3­
acetylpyridine.
Hình 1.14: Phương pháp tổng hợp imatinib của Wang và cộng sự

24

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
2.1. Phương pháp nghiên cứu
Qua phân tích các phương pháp tổng hợp imatinib mesylate trên thế  giới 
chúng tơi thấy: Phương pháp của Wang và cộng sự  đáp  ứng được các u cầu  
mơi trường và hiệu suất tồn phần của qui trình (khoảng 40% tính theo 3­acetyl  
pyridine). Hơn nữa, các sản phẩm phụ của các bước đều có thể kiểm sốt được.  
Vì vậy phương pháp của Wang và cộng sự  được chúng tơi sử  dụng nghiên cứu 
tổng hợp imatinib mesylate. Các bước tổng hợp liên quan đến các phản ứng cộng  
loại lưỡng phân tử  tạo vịng pyridinepyrimidine, phản  ứng Ullmann tạo liên kết 
C­N, phản  ứng khử  nhóm nitro thơm thành amine, phản  ứng acyl hóa amine và  
phản ứng amine hóa alkylhalide. 
2.1.1. Các phương pháp tổng hợp hữu cơ
2.1.1.1. Phương pháp tổng hợp vịng dị tố pyrimidine 
Con đường chung nhất và được áp dụng rộng rãi nhất để tổng hợp vịng dị 
tố pyrimidine là dựa vào sự kết hợp của các tác nhân chứa khung N­C­N với tác 
nhân chứa các đơn vị  C­C­C. Phương pháp tổng hợp dị  tố  này được gọi là 2 ái  
nhân cộng với 2 ái electron (double nucleophile plus double electrophile), trong đó, 
cả 2 ngun tử nitơ của tác nhân N­C­N hành xử như nucleophile cịn tác nhân C­
C­C   hành   xử   như   electrophile.   Thông   thường   các   tác   nhân   urea,   thiourea   và  
guanidine được sử dụng như tác nhân N­C­N cịn những dẫn xuất ketone hay axit 
α, β­khơng no được sử dụng như tác nhân C­C­C ( Hình 4.4).
2.1.1.1. Phản ứng Ullmann
Phản  ứng Ullmann cổ  điển là phản  ứng thế  nucleophile vịng thơm qua 
trung gian Cu, là phản ứng kết hợp arylhalide với Cu hình thành biaryl. Phản ứng 
Ullmann cổ  điển đã được phát triển cho việc hình thành các liên kết aryl amine 

25