TRẦN THỊ HƯỜNG NGHIÊN cứu TỔNG hợp 7 CLORO n (3 CLORO 4 FLUOROPHENYL) 6 NITROQUINAZOLIN 4 AMIN KHÓA LUẬN tốt NGHIỆP dược sĩ

BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
----------

TRẦN THỊ HƯỜNG

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP 7-CLORON-(3-CLORO-4-FLUOROPHENYL)-6NITROQUINAZOLIN-4-AMIN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

HÀ NỘI - 2019


BỘ Y TẾ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI
----------

TRẦN THỊ HƯỜNG
MÃ SINH VIÊN: 1401316

NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP 7-CLORON-(3-CLORO-4-FLUOROPHENYL)-6NITROQUINAZOLIN-4-AMIN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƯỢC SĨ

Người hướng dẫn:
1. PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện
2. NCS. Nguyễn Thị Ngọc
Nơi thực hiện:
Bộ môn Công nghiệp Dược
- Trường Đại học Dược Hà Nội

HÀ NỘI – 2019

LỜI CẢM ƠN
Đầu tiên, bằng tất cả lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm ơn
chân thành nhất đến PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện đã hướng dẫn, chỉ bảo tận tình,
đưa ra những góp ý rất quý báu và tạo mọi điều kiện để giúp tôi nghiên cứu hoàn
thành khóa luận này.
Tôi cũng xin chân thành cảm ơn NCS. Nguyễn Thị Ngọc đã đồng hành cùng tôi
từ những ngày đầu nghiên cứu và trong suốt thời gian tôi thực hiện khóa luận, luôn cổ
vũ, khích lệ tinh thần cũng như chỉ dẫn, giúp đỡ tôi mỗi khi tôi gặp khó khăn trong quá
trình nghiên cứu.
Tôi cũng vô cùng biết ơn và xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS. Nguyễn Văn
Hải, TS. Nguyễn Văn Giang, hai thầy đã luôn quan tâm sát sao, giải đáp mọi thắc
mắc tôi gặp phải trong khi nghiên cứu, cho tôi những lời khuyên quý báu và bài học bổ
ích cả trong công việc và trong cuộc sống.
Tôi cũng xin gửi lời tri ân đến các thầy, cô giáo thuộc Bộ môn Công nghiệp
Dược cũng như toàn thể các thầy, cô giáo trong Trường Đại học Dược Hà Nội đã chỉ
bảo và tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi học tập và hoàn thành khóa luận này.
Tôi xin cảm ơn các bạn, các em cùng thực hiện khóa luận và nghiên cứu khoa
học tại phòng thí nghiệm Tổng hợp hóa dược, Bộ môn Công nghiệp Dược đã luôn
động viên, chia sẻ và tạo niềm vui, động lực để cho tôi có thể hoàn thành khóa luận.
Cuối cùng, tôi xin dành lời cảm ơn sâu sắc nhất tới bố mẹ và tất cả những người
thân trong gia đình đã luôn yêu thương, ủng hộ, là chỗ dựa tinh thần vững chắc để tôi
có được ngày hôm nay!
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, ngày 18 tháng 5 năm 2019
Sinh viên
Trần Thị Hường


MỤC LỤC

Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC BẢNG
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
ĐẶT VẤN ĐỀ

1

CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN

2

1.1. Tổng quan về bệnh ung thư phổi không tế bào nhỏ:

2

1.2. Tổng quan về afatinib dimaleat:

2

1.2.1. Cấu trúc hóa học:

2

1.2.2. Tính chất lý hóa và một số tiêu chuẩn kiểm nghiệm của afatinib dimaleat 3
1.2.3. Dược động học

4

1.2.4. Cơ chế tác dụng, chỉ định, liều dùng

4

1.2.5. Tác dụng không mong muốn và thận trọng

5

1.2.6. Tương tác thuốc

5

1.3. Phương pháp tổng hợp afatinib dimaleat

6

1.3.1. Phương pháp của Frank Himmelsbach và cộng sự (2002)

6

1.3.2. Phương pháp của Juergen Schroeder và cộng sự (2007)

8

1.3.3. Phương pháp của Xuenong Xu và cộng sự (2014)

9

1.3.4. Phương pháp của Xuenong Xu và cộng sự (2015)

11

1.4. Phân tích và chọn hướng tổng hợp

12

CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU

13

2.1. Nguyên liệu và thiết bị

13

2.2. Nội dung nghiên cứu

15

2.3. Phương pháp nghiên cứu

15

2.3.1. Tổng hợp hóa học

15

2.3.2. Kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng hợp được

16

2.3.3. Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được
CHƯƠNG 3. THỰC NGHIỆM, KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
3.1. Kết quả thực nghiệm

16
17
17

3.1.1. Tổng hợp 7-cloroquinazolin-4-(3H)-on (AFAT-011)

17

3.1.2. Tổng hợp 7-cloro-6-nitroquinazolin-4-(3H)-on (AFAT-012)

19

3.1.3. Tổng hợp 4,7-dicloro-6-nitroquinazolin (AFAT-013)

21

3.1.4. Tổng hợp 7-cloro-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin-4-amin
(AFAT-014a)
3.2. Xác định cấu trúc các chất tổng hợp được bằng phương pháp phổ

23
25

3.2.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR)

25

3.2.2. Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS)

26

3.2.3. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)

26

3.3. Bàn luận

29

3.3.1. Bàn luận về các phản ứng tổng hợp hóa học

29

3.3.2. Bàn luận về kết quả phân tích phổ

35

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

40

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
δ
13

Độ chuyển dịch hóa học
C-NMR

Carbon 13 nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ
hạt nhân carbon 13)

1

H-NMR

Proton nuclear magnetic resonance (Phổ cộng hưởng từ hạt
nhân proton)

AcOH

Acid acetic

ALK

Bạch huyết bào kinase tự ghép (Anaplastic Lymphoma
Kinase)

AUC

Diện tích dưới đường cong

Cmax

Nồng độ thuốc tối đa trong huyết tương

CTCAE

Tiêu chuẩn thông dụng để đánh giá các biến cố bất lợi
(Common Terminology Criteria for Adverse Events)

CTCT

Công thức cấu tạo

CTPT

Công thức phân tử

DIPEA

N,N-Diisopropylethylamin

DCM

Dicloromethan

DMF

N,N-Dimethylformamid

DMSO

Dimethyl sulfoxid

đvC

Đơn vị Carbon

EGFR

Thụ thể yếu tố tăng trưởng biể u bì (epidermal growth factor
receptor)

FDA

Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (Food and
Drug Administration)

h

Giờ

IPA

Isopropanol

IR

Phổ hồng ngoại ( Infrared)

KLPT

Khối lượng phân tử

m/z

Tỷ số giữa khối lượng và điện tích của các ion

MS

Phổ khối lượng (Mass spectrometry)

NSCLC

Ung thư phổi không tế bào nhỏ(non-small cell lung cancer)

PS

Chỉ số hoạt động cơ thể


Rf

Hệ số lưu giữ (Retention factor)

SKLM

Sắc ký lớp mỏng

STT

Số thứ tự

Tmax

Thời gian thuốc đạt nồng độ tối đa trong huyết tương

THF

Tetrahydrofuran

TEA

Triethylamin

TKI

Chất ức chế tyrosin-kinase (tyrosine-kinase inhibitor)

to

Nhiệt độ

t0nc

Nhiệt độ nóng chảy


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1. Danh mục các dung môi, hóa chất

13

Bảng 2.2. Danh mục các dụng cụ, thiết bị

14

Bảng 3.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng

17

Bảng 3.2. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol nguyên liệu đến hiệu suất phản ứng

18

Bảng 3.3. Ảnh hưởng của không khí đến hiệu suất phản ứng

19

Bảng 3.4. Ảnh hưởng của tác nhân đến hiệu suất phản ứng nitro hóa

20

Bảng 3.5. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất và chất lượng sản phẩm

20

Bảng 3.6. Ảnh hưởng của base trung hòa đến hiệu suất phản ứng nitro hóa

21

Bảng 3.7. Ảnh hưởng của nhiệt độ đến hiệu suất phản ứng

22

Bảng 3.8. Ảnh hưởng của dung môi tới hiệu suất của phản ứng

23

Bảng 3.9. Ảnh hưởng của tác nhân phản ứng tới hiệu suất phản ứng

23

Bảng 3.10. Ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng

24

Bảng 3.11. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol 2 chất tham gia phản ứng đến hiệu suất

25

Bảng 3.12. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại

25

Bảng 3.13. Kết quả phân tích phổ khối lượng

26

Bảng 3.14. Kết quả phân tích phổ 1H-NMR

27

Bảng 3.15. Kết quả phân tích phổ 13C-NMR

28


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 1.1. Công thức cấu tạo của afatinib dimaleat

2

Hình 1.2. Sơ đồ phân tích tổng hợp ngược phân tử afatinib

6

Hình 1.3. Sơ đồ tổng hợp afatinib của Frank Himmelsbach và cộng sự (2002)

7

Hình 1.4. Sơ đồ tổng hợp afatinib dimaleat của Juergen Schroeder và cộng sự (2007) 8
Hình 1.5. Sơ đồ tổng hợp afatinib của Xuenong Xu và cộng sự (2014)

10

Hình 1.6. Sơ đồ tổng hợp afatinib của Xuenong Xu và cộng sự (2015)

11

Hình 2.1. Sơ đồ tổng hợp một số chất trung gian theo Juergen

15

Hình 3.1. Cơ chế phản ứng ngưng tụ

29

Hình 3.2. Cơ chế phản ứng clo hóa

32

Hình 3.3. Các tạp chất có thể sinh ra khi phản ứng với POCl3

33

Hình 3.4. Phổ đồ có chứa tạp 1

33

Hình 3.5. Các chiều hướng N-alkyl hóa có thể xảy ra

34

Hình 3.6. Phổ IR của AFAT-014a

36

Hình 3.7. Phổ MS của AFAT-013

37

Hình 3.8. Phổ 1H-NMR của chất AFAT-014a

38

Hình 3.9. Phổ 13C-NMR của chất AFAT-014a

39


ĐẶT VẤN ĐỀ
Ngày nay, ung thư là gánh nặng cho ngành Y tế toàn cầu, trong đó ung thư phổi
là loại ung thư thường gặp nhất. Ung thư phổi là nguyên nhân hàng đầu gây tử vong do
ung thư ở nam giới và là nguyên nhân thứ 2 gây tử vong do ung thư ở nữ giới. Theo
thống kê cuối năm 2018, mỗi năm có gần 24.000 ca mắc mới ung thư phổi và tử vong
trên 20.000 trường hợp, đủ thấy sự nguy hiểm của căn bệnh này. Trong đó, ung thư
phổi không tế bào nhỏ chiếm 85% và 80% bệnh nhân trong số đó không thể chữa trị
do phát hiện muộn, dẫn đến tỷ lệ tử vong rất cao [1].
Afatinib (biệt dược: Gilotrip, Giotrif - hãng Boehringer Ingelheim
Pharmaceuticals Inc.) là thuốc chống ung thư tác dụng tại đích, ức chế không thuận
nghịch đối với họ thụ thể ErbB của tyrosin-kinase (TKI), được ứng dụng trong lâm
sàng lần đầu tại Mỹ và châu Âu vào năm 2013, sau đó tại Nhật năm 2014. Afatinib
dimaleat hiện được chỉ định như liệu pháp đầu tiên để điều trị bệnh ung thư phổi dạng
không tế bào nhỏ (NSCLC) có thể di căn đến các cơ quan khác trong cơ thể [9], [16],
[21].
Các thuốc ức chế TKI đã được sử dụng ở Việt Nam và đóng vai trò quan trọng
trong phác đồ điều trị ung thư. Đây là loại thuốc mới, có tác động rất lớn đến chất
lượng cuộc sống của bệnh nhân ung thư. Nguyên liệu afatinib để sản xuất thuốc thành
phẩm chúng ta vẫn chưa tổng hợp được, mặt khác các nghiên cứu về tổng hợp afatinib
được công bố còn rất hạn chế. Do vậy, để góp phần nghiên cứu quy trình tổng hợp

afatinib, chúng tôi tiến hành nghiên cứu tổng hợp một trung gian của afatinib với đề
tài: “ Nghiên cứu tổng hợp 7-cloro-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin4-amin ”.
Với mục tiêu như sau:
Nghiên cứu các phản ứng để tổng hợp 7-cloro-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6nitroquinazolin-4-amin.

1


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về bệnh ung thư phổi không tế bào nhỏ:
Ung thư phổi là một trong 3 ung thư thường gặp nhất và là nguyên nhân gây tử
vong hàng đầu do ung thư ở phạm vi toàn cầu. Theo GLOBOCAN 2012 (dự án của Cơ
quan nghiên cứu ung thư quốc tế - IACR), tại Việt Nam, ung thư phổi đứng hàng thứ
nhì chỉ sau ung thư gan với tỷ lệ mắc chuẩn theo tuổi ở cả hai giới là 25,2. Ung thư
phổi được chia thành hai loại chính, tuỳ thuộc vào hình dạng tế bào dưới kính hiển vi
là ung thư phổi tế bào nhỏ (small cell lung cancer) - chiếm khoảng 10 - 15% và ung
thư phổi không tế bào nhỏ (non small cell lung cancer): chiếm khoảng 85%.
Ung thư phổi không tế bào nhỏ được gây ra bởi nhiều nguyên nhân và yếu tố
nguy cơ như: thuốc lá, tiếp xúc amian, bụi phóng xạ, nhiễm khuẩn, di truyền,…[1].
1.2. Tổng quan về afatinib dimaleat:
Afatinib dimaleat là dược chất được phát triển bởi tập đoàn BoehringerIngelheim (Đức) được Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phê
duyệt sử dụng lần đầu vào tháng 7 năm 2013, sau đó cơ quan quản lý Dược phẩm châu
Âu (EMA) - vào tháng 9 năm 2013, và Cục Dược phẩm và Thiết bị Y tế Nhật Bản
(PMDA) - vào tháng 1 năm 2014 để điều trị ung thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC).
Afatinib dimaleat thuộc nhóm thuốc chống ung thư tác dụng tại đích, ức chế không
thuận nghịch các thụ thể tyrosin-kinase họ ErbB (EGFR) thế hệ II.
1.2.1. Cấu trúc hóa học:
• Công thức hóa học:

Hình 1.1. Công thức cấu tạo của afatinib dimaleat

• Tên khoa học: (E)-N-[4-(3-cloro-4-fluoroanilino)-7-[(3S)-oxolan-3-yl]
oxyquinazolin-6-yl]-4-(dimethylamino)but-2-enamid, (2Z)-2-butendioat.
2


• Công thức phân tử : C32H33 ClFN5 O11 (C24 H25ClFN5O3. 2 C4H4O4).
• Khối lượng phân tử: 718,09 đvC.
• Thành phần khối lượng các nguyên tố: C 53,48%, H 4,60%, Cl 4,94%, F
2,65%, N 9,75%, O 24,58%.
1.2.2. Tính chất lý hóa và một số tiêu chuẩn kiểm nghiệm của afatinib dimaleat
1.2.2.1. Tính chất lý hóa
• Cảm quan: bột kết tinh màu trắng đến vàng nâu [8].
• Nhiệt độ nóng chảy: dạng base 100-1020C [10].
• Độ tan: dạng muối tan tốt trong nước. Với dung môi hữu cơ, tan tốt trong
DMSO (>50 mg/mL), sau đó đến methanol (10-25 mg/mL). Đối với hầu hết các
dung môi hữu cơ khác, độ hòa tan < 1 mg/mL.
Độ tan phụ thuộc vào pH, tan tốt trong môi trường đệm pH<6 ( >50 mg/mL) [8]
• Afatinib có hai nhóm là dimethylamine (pKa 8,2) và quinazolin (pKa 5,0).
1.2.2.2. Một số tiêu chuẩn kiểm nghiệm
• Định tính: Nhà sản xuất đã đưa ra một số tiêu chuẩn như: [16]
-

Đo phổ IR và so sánh với phổ chuẩn.

-

Đo phổ hấp thụ UV và so sánh với phổ chuẩn.

• Định lượng:[4] Sử dụng phương pháp sắc kí lỏng hiệu năng cao với các điều
kiện sau:

-

Hệ dung môi pha động: acetonitril: dd amoni format 0,01M ( pH ~ 4,1 điều
chỉnh bằng acid formic) (50:50).

-

Pha tĩnh: Cột 2 mm x 50 mm chứa silicagel RP Luna®-PFP100 kích thước hạt
3 µm. Nồng độ tuyến tính: 0,5 - 500 ng/mL.

-

Các thông số trong quá trình triển khai sắc kí:
+ Nhiệt độ cột : 40C.
+ Tốc độ dòng: 0,3 mL/phút.
+ Thể tích tiêm: 5 µL.

-

Yêu cầu: Hàm lượng afatinib dimaleat phải đạt từ 85,0% đến 115,0%.

 Ngoài ra, nhà sản xuất còn đưa ra các tiêu chuẩn định lượng nồng độ các tạp (
bao gồm các tạp chất liên quan đến thuốc, ion kim loại, tồn dư dung môi, nước)
và chuẩn độ acid maleic.
3


1.2.3. Dược động học
Hấp thu và phân bố
Sau khi uống, thời gian đạt nồng độ đỉnh trong huyết tương (Tmax) là 2-5 giờ.

Sinh khả dụng tương đối của viên nén 20 mg đạt 92% so với dung dịch uống còn sinh
khả dụng tuyệt đối thì chưa xác định được. Khi dùng liều lặp lại, nồng độ afatinib
trong huyết tương đạt trạng thái ổn định trong vòng 8 ngày [22].
Thuốc liên kết 95% với protein huyết tương (chủ yếu là hemoglobin). Thể tích
phân bố thử trên người là 2770 lít sau khi uống, qua được hàng rào máu não và tích
lũy khi dùng liều lặp lại [8], [22].
Chuyển hóa và thải trừ
Thuốc bị chuyển hóa chủ yếu bằng con đường phi enzym thông qua phản ứng
cộng Michael với glutathion. Một lượng nhỏ chuyển hóa nhờ xúc tác enzym CYP450.
Dạng liên kết cộng hóa trị afatinib-protein là các chất chính lưu thông trong máu.
Thải trừ afatinib chủ yếu qua phân (85%), có 4% được tái hấp thu từ đường tiết
niệu (sau khi dùng dung dịch uống đơn liều), dạng nguyên thể chiếm 88% lượng tái
hấp thu. Nửa đời thải trừ: 37 giờ, chỉ số CL/F sau khi uống là 900 mL/phút [22].
1.2.4. Cơ chế tác dụng, chỉ định, liều dùng
Cơ chế tác dụng
Afatinib thuộc nhóm thuốc chống ung thư tác dụng tại đích, có tác dụng ức chế
không thuận nghịch tyrosin-kinase họ thụ thể yếu tố tăng trưởng biể u bì (EGFR hay
còn gọi là ErbB), bao gồm: ErbB1 (EGFR), ErbB2 (HER2), ErbB4 (HER4) , một số
EGFR đột biến như: EGFR mất exon 19 (del19), EGFR thay thế exon 21 (L858R).
EGFR, HER2 và HER4 là các thụ thể tyrosin-kinase có vai trò quan trọng trong sinh
sản tế bào và tạo mạch của nhiều loại ung thư. Ngoài ra, afatinib còn có tác dụng ức
chế EGFR T790M - dạng đột biến đã kháng với các chất ức chế EGFR thế hệ 1 [6].
Chỉ định
Afatinib được chỉ định đầu tay cho đơn trị liệu bệnh nhân ung thư phổi không tế
bào nhỏ (NSCLC) với các trường hợp sau: [8]
- NSCLC tiến triển tại chỗ hoặc di căn có đột biến thu ̣ thể yế u tố tăng trưởng biể u bì
EGFR (mất exon 19 hoặc đột biến thay thế exon 21, theo test của FDA).
- NSCLC tiến triển tại chỗ/di căn có phát triển mô vảy trong/sau hóa trị liệu platin.
- NSCLC di căn đột biến EGFR dạng L861Q, G719X và S768I (theo test của FDA).
4

Liều lượng, cách dùng
Liều dùng thông thường đối với người lớn mắc bệnh ung thư phổi không phải tế
bào nhỏ là 40 mg, 1 lần/ngày cho điều trị bước một hoặc cho bệnh nhân chưa được
điều trị trước đó bằng EGFR tyrosin-kinase [8], [22].
Nuốt trọn viên thuốc với nước. Không uống cùng thức ăn (ít nhất 1 giờ trước
hoặc 2 giờ sau bữa ăn). Không ăn ít nhất 3 giờ trước hoặc ít nhất 1 giờ sau khi uống.
Liều dùng cho trẻ em chưa được nghiên cứu và quyết định [8].
1.2.5. Tác dụng không mong muốn và thận trọng
Tác dụng không mong muốn
Các tác dụng phụ rất phổ biến được báo cáo với afatinib là: viêm quanh móng,
giảm ngon miê ̣ng, chảy máu cam, tiêu chảy, viêm miê ̣ng, buồ n nôn, nôn, phát ban,
viêm da da ̣ng trứng cá, ngứa, khô da [11], [17].
Thận trọng
Cần thận trọng trong các trường hợp: Bệnh nhân có tiền sử viêm giác mạc, viêm
loét giác mạc, khô mắt nặng. Bê ̣nh nhân suy thận nặng có Clcr ≤ 30mL/phút, lo ̣c máu,
suy gan nặng, không dung nạp galactose, thiếu Lapp-lactase, kém hấp thu glucosegalactose: không khuyế n cáo/không nên dùng. Tăng nguy cơ xuất hiện biến cố ngoại ý
qua trung gian EGFR ở bệnh nhân nữ, nhẹ cân và có sẵn suy thận. Không cho con bú
khi đang điều trị. Thuốc có thể được hấp thu qua da và phổi, và có thể gây hại cho trẻ
em trong bụng mẹ, nên những phụ nữ mang thai hoặc sắp có thai không nên cầm nắm
hoặc hít phải bụi từ thuốc [8], [15].
1.2.6. Tương tác thuốc
Không ức chế hoặc cảm ứng các isoenzym CYP 1A2, 2B6, 2C8, 2C9, 2C19 hoặc
3A4. Các thuố c ức chế ma ̣nh glycoprotein P (P-gp) như ritonavir, cyclosporine A,
ketoconazol, itraconazol, erythromycin, verapamil, quinidin, nelfinavir, amiodaron nên
tố t nhấ t được dùng cách 6 hoă ̣c 12 giờ. Các thuố c cảm ứng ma ̣nh P-gp như rifampicin,
carbamazepin, phenytoin, phenobarbital, thảo dươ ̣c St. John’s (Hypericum perforatum)
có thể làm giảm nồ ng đô ̣ afatinib. Uống cùng bữa ăn giàu chất béo làm giảm đáng kể
nồng độ theo thời gian của afatinib. Các nghiên cứu in vitro chỉ ra rằng afatinib là chất

nền và là chất ức chế BCRP ( protein kháng ung thư vú) vận chuyển. Afatinib có thể
làm tăng sinh khả dụng của các chất nền BCRP dùng đường uống (bao gồm
rosuvastatin và sulfasalazine), nên thận trọng khi dùng chung [22].
5


1.3. Phương pháp tổng hợp afatinib dimaleat
Afatinib có cấu tạo khung quinazolin và các nhóm thế: nhóm amin thơm chứa
Clo, Flo ở vị trí số 4, nhóm ether bất đối ở vị trí số 6, nhóm amid chứa anken trans ở vị
trí số 7. Các phương pháp tổng hợp xoay quanh việc xây dựng nhân quinazolin và các
phương pháp tạo nhóm thế trên khung này.

Ether bất đối

Amin thơm

Khung quinazolin

Anken trans

Hình 1.2. Sơ đồ phân tích tổng hợp ngược phân tử afatinib
1.3.1. Phương pháp của Frank Himmelsbach và cộng sự (2002)
Frank và cộng sự lần đầu tiên tổng hợp được afatinib theo Hình 1.5.

6


Hình 1.3. Sơ đồ tổng hợp afatinib của Frank Himmelsbach và cộng sự (2002)
Mô tả quy trình:
Quá trình tổng hợp afatinib gồm 7 giai đoạn từ acid 2-amino-4-fluoro-5nitrobenzoic (AFAT-001): Ngưng tụ AFAT-001 với formamid ở 170°C tạo dẫn chất

7-fluoro-6-nitroquinazolin-4(3H)-on (AFAT-002). Clor hóa AFAT-002 bằng hỗn hợp
tác nhân SOCl2, POCl3 ở nhiệt độ hồi lưu trong DMF tạo 4-cloro-7-fluoro-6nitroquinazolin (AFAT-003), hiệu suất 97,0%. Đun hồi lưu AFAT-003 và 3-cloro-4fluoroanilin (AFAT-004) trong i-PrOH thu được N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-7-fluoro6-nitroquinazolin (AFAT-005), hiệu suất 87,8%. Ngưng tụ AFAT-005 với (S)-(+)-3hydroxytetrahydrofuran (AFAT-006) trong DMF ở 0°C, xúc tác kali tert-butoxid thu
được (S)-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitro-7-((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)quinazolin4-amin (AFAT-007), hiệu suất 77%. Khử hóa nhóm nitro của AFAT-007 bằng Fe và
acid acetic trong hỗn hợp ethanol/nước ở nhiệt độ hồi lưu tạo dẫn chất (S)-N-(3-cloro4-fluorophenyl)-7-((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)quinazolin-4,6-diamin AFAT-008, hiệu
suất 73%. Ngưng tụ AFAT-008 và 4-bromocrotonyl clorid (điều chế từ acid 4bromocrotonic (AFAT-009) và oxalyl clorid trong DMF) trong THF với xúc tác base
DIPEA tạo amid, sau đó dimethyl hóa bằng N-(2-methoxyethyl)-N-methylamin thu
được afatinib [7], [9].
Nhận xét: Các phản ứng khá đơn giản, đều diễn ra với hiệu suất tương đối cao,
tuy nhiên tác giả lại sử dụng một số tác nhân, dung môi đắt tiền và khó kiếm như acid
2-amino-4-fluoro-5-nitrobenzoic, acid (E)-4-bromocrotonic, N-(2-methoxyethyl)-Nmethylamin gây khó khăn áp dụng trong sản xuất. Việc dùng tác nhân Fe/CH3COOH
để khử hóa nhóm –NO2 đạt hiệu quả không cao vì tác nhân này khử hóa yếu nên có thể
thay bằng các tác nhân khử hóa mạnh hơn để nâng cao hiệu suất như: hydrazin (N2H4),
H2/Ni Raney, LiAlH4,…Phản ứng tạo cầu nối ether diễn ra ở nhiệt độ thấp, điều kiện
khắc nghiệt gây tiêu tốn năng lượng [7], [10].
7


1.3.2. Phương pháp của Juergen Schroeder và cộng sự (2007)
Juergen và cộng sự đã tổng hợp afatinib dimaleat theo Hình 1.6.

Hình 1.4. Sơ đồ tổng hợp afatinib dimaleat của Juergen Schroeder và cộng sự (2007)
Mô tả quy trình:
Quá trình tổng hợp afatinib dimaleat gồm 9 giai đoạn từ acid 2-amino-4clorobenzoic (AFAT-010): Ngưng tụ AFAT-010 và formamidin acetat trong 2methoxyethanol ở nhiệt độ hồi lưu thu được dẫn chất 7-cloroquinazolin-4-(3H)-on
(AFAT-011). Nitro hóa AFAT-011 bằng hỗn hợp sulfo-nitric ở 90°C thu được 7cloro-6-nitroquinazolin-4-(3H)-on (AFAT-012). Clor hóa AFAT-012 bằng tác nhân
POCl3 ở 90°C thu được 4,7-dicloro-6-nitroquinazolin (AFAT-013).Ngưng tụ AFAT013 với 3-cloro-4-fluoroanilin (AFAT-004) trong 1,4-dioxan ở 90°C, sau đó sulfo hóa
bằng natri benzensulfinat thu được N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-7-phenylsulfonyl-6nitroquinazolin-4-amin (AFAT-014), hiệu suất 80%. Ether hóa AFAT-014 bằng phản
ứng với AFAT-006, xúc tác kali tert-butoxid trong THF, t-butanol và DMF, thu được
8

AFAT-007, hiệu suất 90%. Khử hóa nhóm nitro của AFAT-007 bằng khí hydro, xúc
tác Ni Raney trong DMF thu được amin AFAT-008, hiệu suất 97%. Tạo diethyl{[4(3-cloro-4-fluoro-phenylamino)-7-((S)-tetrahydrofuran-3-yloxy)-quinazolin-6ylcarbamoyl]-methyl}-phosphat (AFAT-016) từ amin AFAT-008 bằng phản ứng với
acid 2-(diethoxyphosphoryl)acetic (AFAT-015), xúc tác 1,1’-carbonyldiimidazol
(CDI) trong dung môi THF và tert-butyl methyl ether (MTBE), hiệu suất 69,8%. Xử lý
AFAT-016 với LiCl trong THF, KOH/nước, sau đó alken hóa bằng tác nhân 2,2diethoxy-N,N-dimethylethan-1-amin (AFAT-017) trong HCl 30% thu được afatinib
hydrat, hiệu suất 78%. Tạo muối afatinib dimaleat bằng phản ứng của afatinib với acid
maleic (AFAT-018) trong ethanol ở 70°C, hiệu suất 91,5% [10], [14], [32].
Nhận xét: Phương pháp này tương tự như phương pháp của Frank nhưng đưa ra
một số tác nhân và cải tiến mới. Ở phản ứng tạo cầu nối ether, tác giả sử dụng muối
natri benzensulfinat, sau đó gắn ether vào cho hiệu suất cao mà vẫn đảm bảo được cấu
hình mong muốn, làm chi phí giảm xuống do giảm lượng ether cần dùng (ether đắt
tiền). Ở phản ứng khử, sử dụng tác nhân khử hóa mạnh nên tăng hiệu suất của phản
ứng. Tuy nhiên, phương pháp này vẫn còn hạn chế như: ở giai đoạn tạo vòng
quinazolin sử dụng tác nhân formamidin acetat khá đắt tiền gây tốn kém, ở giai đoạn
tạo amid tác giả lại sử dụng 2 giai đoạn qua dẫn chất phosphonat và xây dựng anken
với hiệu suất không quá cao, điều kiện phản ứng khắc nghiệt vừa gây tốn kém vừa làm
giảm hiệu suất chung của toàn bộ quá trình, vì thế có thể thay đổi tác nhân ở giai đoạn
này tương tự như của Frank để rút ngắn quá trình nhằm nâng cao hiệu suất.
1.3.3. Phương pháp của Xuenong Xu và cộng sự (2014)
Xuenong Xu và cộng sự đã tổng hợp afatinib theo Hình 1.7.

9


Hình 1.5. Sơ đồ tổng hợp afatinib của Xuenong Xu và cộng sự (2014)
Mô tả quy trình:
Quá trình tổng hợp afatinib gồm 7 giai đoạn từ methyl 3-amino-4hydroxybenzoat (AFAT-019): Nitro hóa AFAT-019 bằng acid nitric 70%, có mặt của
nhôm dihydrophosphat trong acetonitril ở nhiệt độ phòng, thu được methyl 5-amino-4hydroxy-2-nitrobenzoat (AFAT-020), hiệu suất 87,3%. Khử hóa nhóm nitro của
AFAT-020 bằng hydrazin 80% trong ethanol có mặt của sắt (III) clorid ở 45-500C, thu
được amin methyl 2,5-diamino-4-hydroxybenzoat (AFAT-021), hiệu suất 93,3%.

Ngưng tụ AFAT-021 với formamid trong DMF ở 165°C, thu được 6-amino-7hydroxyquinazolin-4-(3H)-on (AFAT-022), hiệu suất 90,4%. Hồi lưu AFAT-022 với
phosphoryl clorid trong dicloromethan (DCM) thu được dẫn chất 6-amino-4cloroquinazolin-7-ol (AFAT-023), hiệu suất 82,1%. Ngưng tụ AFAT-023 với AFAT006 có mặt của xúc tác diisopropyl azodicarboxylat (DIAD), triphenylphosphin, trong
THF,

tạo

dẫn

chất

(S)-4-cloro-7-((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)quinazolin-6-amin

(AFAT-024), hiệu suất 86,8%. Acyl hóa AFAT-024 bằng tác nhân trans-4dimethylaminocrotonyl clorid (AFAT-025), xúc tác base triethylamin trong DCM;
thu

được

(S,E)-N-(4-cloro-7-((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)quinazolin-6-yl)-4-

(dimethylamino)but-2-enamid (AFAT-026), hiệu suất 89,4%. Ngưng tụ AFAT-026
với AFAT-004 có mặt của base triethylamin trong isopropanol, thu được afatnib, hiệu
suất 79,0% [25], [27], [30].
Nhận xét: Phương pháp này thực hiện các phản ứng với hiệu suất cao, điều kiện
phản ứng không quá phức tạp tuy nhiên nhược điểm của phương pháp này là: đi từ
10


nguyên liệu khá đắt tiền, tạo nhóm –NO2 ngược với định hướng thông thường, giai
đoạn tạo ether được thực hiện trước giai đoạn tạo amid và amin nên tiêu tốn một lượng
lớn nguyên liệu bất đối tetrahydrofuran đắt tiền nên giá thành cao hơn so với 2 phương

pháp đầu.
1.3.4. Phương pháp của Xuenong Xu và cộng sự (2015)
Năm 2015, nhóm tác giả Trung quốc đã nghiên cứu và công bố phương pháp mới
tổng hợp afatinib theo Hình 1.8.

Hình 1.6. Sơ đồ tổng hợp afatinib của Xuenong Xu và cộng sự (2015)
Mô tả quy trình:
Quá trình tổng hợp afatinib gồm 8 giai đoạn từ 4-cyanophenol (AFAT-027):
Nitro hóa 4-cyanophenol (AFAT-027) bằng acid nitric và acid acetic ở 500C thu được
4-hydroxy-3-nitrobenzonitril (AFAT-028), hiệu suất 94,5%. Ngưng tụ AFAT-028 với
AFAT-006 có mặt của xúc tác diisopropyl azodicarboxylat (DIAD),triphenylphosphin,
trong THF, tạo dẫn chất (S)-3-nitro-4-((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)benzonitril (AFAT029), hiệu suất 83,8%. Khử hóa nhóm nitro của AFAT-029 bằng hydrazin 80% trong
ethanol có mặt của sắt (III) clorid ở 50-600C, thu được (S)-3-amino-4-(tetrahydrofuran
- 3-yl) oxy) benzonitril (AFAT-030), hiệu suất 90,7%. Acyl hóa AFAT-030 bằng tác
nhân trans-4-dimethylaminocrotonyl clorid (AFAT-025), xúc tác base triethylamin
trong DCM, thu được (S,E)-N-(5-cyano-2-((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)phenyl)-411


(dimethylamino) but-2-enamid (AFAT-031), hiệu suất 91,4%. Nitro hóa AFAT-031
bằng hỗn hợp acid sulfuric và kali nitrat ở 50C thu được (S,E)-N-(5-cyano-4-nitro-2((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)phenyl)-4-(dimethylamino)but-2-enamid

(AFAT-032),

hiệu suất 83,3%. Khử hóa nhóm nitro của AFAT-032 bằng khí hydro, xúc tác Pd-C
trong ethanol dưới áp suất thu được (S,E)-N-(4-amino-5-cyano-2-((tetrahydrofuran-3yl)oxy)phenyl)-4-(dimethylamino) but-2-enamid (AFAT-033), hiệu suất 94,0%.
Ngưng tụ AFAT-033 với dimethylacetamid (DMA) trong dung môi DCM, acid acetic
và toluen ở 110°C thu được (E)-N-(5-cyano-4-(((E)-(dimethylamino)methylen)amino)2-(((S)-tetrahydrofuran-3-yl)oxy)phenyl-4-(dimethylamino)but-2-enamid

(AFAT-

034), hiệu suất 92,4%. Xử lý AFAT-034 với 3-cloro-4-fluoroanilin (AFAT-004) trong
acid acetic ở 120 °C, sau đó với dung dịch amoniac 5% đến pH 8-9 thu được afatinib,
hiệu suất 77,0% [26], [29], [31].
Nhận xét: Phương pháp này tương tự như phương pháp 3 mặc dù các phản ứng
hiệu suất cao nhưng do thực hiện việc tạo cầu nối ether trước nên giá thành vẫn cao
hơn phương pháp khác.
1.4. Phân tích và chọn hướng tổng hợp
➢ Trong các phương pháp đã đề cập ở trên, chúng tôi nhận thấy rằng phương pháp
tổng hợp afatinib của Juergen là đơn giản, hiệu suất cao, nguyên liệu dễ kiếm,
rẻ phù hợp với điều kiện phòng thí nghiệm. Ngoài ra, phương pháp này còn có
khả năng áp dụng vào thực tế ở Việt Nam. Vì vậy, chúng tôi lựa chọn con
đường này để tiến hành nghiên cứu tổng hợp trung gian của afatinib dimaleat là
7-cloro-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin-4-amin ở quy mô phòng
thí nghiệm.
➢ Trong phạm vi đề tài này, chúng tôi tiến hành tổng hợp chất 7-cloro-N-(3-cloro4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin-4-amin.theo phương pháp tổng hợp của
Juergen, đồng thời cải tiến một số phản ứng để đạt hiệu suất cao hơn và phù
hợp với quy mô phòng thí nghiệm hơn

12


CHƯƠNG 2. NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên liệu và thiết bị
Để thực hiện khóa luận này, chúng tôi đã sử dụng một số dụng cụ, thiết bị, dung
môi và hóa chất của Phòng thí nghiệm Tổng hợp Hóa dược, Bộ môn Công nghiệp
Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội (xem Bảng 2.1 và Bảng 2.2)
Bảng 2.1. Danh mục các dung môi, hóa chất
STT

Dung môi, hóa chất

Nguồn gốc

1

Aceton

Trung Quốc

2

Acid 2-amino-4-clorobenzoic

Đức

3

Acid clorohydric 37%

Trung Quốc

4

Acid nitric 68%

Trung Quốc

5

Acid nitric bốc khói

Việt Nam

6

Acid sulfuric đặc 98%

Trung Quốc

7

Alcol tert-butylic

Trung Quốc

8

Amoniac đặc 25%

Trung Quốc

9

3-cloro-4-fluoroanilin, 98%

Đức

10

Cloroform

Trung Quốc

11

DCM

Trung Quốc

12

Diethyl ether

Trung Quốc

13

Dioxan

Trung Quốc

14

DMF

Trung Quốc

15

DMSO

Trung Quốc

16

Ethanol

Trung Quốc

17

Formamid

Trung Quốc

18

IPA

Trung Quốc

19

Kali tert-butoxid, 98%

Trung Quốc

20

Methanol

Trung Quốc

21

Natri benzensulfinat

Trung Quốc

22

Natri carbonat

Trung Quốc

23

Natri hydrocarbonat

Trung Quốc
13


24

Natri hydroxyd

Trung Quốc

25

Natri sulfat

Trung Quốc

26

Nước cất

Việt Nam

27

Phosphorus oxyclorid

Trung Quốc

28

Phospho pentaclorid

Trung Quốc

29

Thionyl clorid

Trung Quốc

30

TEA

Trung Quốc

31

THF

Trung Quốc

32

Toluen

Trung Quốc
Bảng 2.2. Danh mục các dụng cụ, thiết bị

STT

Tên dụng cụ, thiết bị

Xuất xứ

1

Bản mỏng silica gel 60 F254

Đức

2

Bình cầu loại 1,2,3 cổ dung tích 50 mL, 100mL

Đức

3

Bình nhỏ giọt dung tích 100 mL

Đức

4

Bình gạn dung tích 250 mL, 500 mL

Trung Quốc

5

Bình sắc ký

Trung Quốc

6

Bếp đun bình cầu

Trung Quốc

7

Bộ lọc hút chân không Buchner

Trung Quốc

8

Cân kỹ thuật Sartorius BP 2001S

Thụy Sỹ

9

Cốc có mỏ dung tích 50 mL, 100 mL, 250 mL

Đức

10

Đèn hồng ngoại

Đức

11

Đèn tử ngoại

Đức

12

Giấy chỉ thị màu vạn năng

Trung Quốc

13

Giấy lọc

Việt Nam

14

Máy cất quay chân không Buchi R210

Thụy Sỹ

15

Máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ-Melt

Mỹ

16

Máy đo pH

Trung Quốc

17

Máy khuấy từ gia nhiệt IKA

Đức

18

Nhiệt kế thủy ngân

Trung Quốc

19

Pipet chia vạch 1 mL, 2 mL, 5 mL, 10 mL

Đức

20

Sinh hàn hồi lưu

Đức
14


21

Tủ sấy Memmert

Đức

22

Tủ sấy chân không WiseVen

Đức

2.2. Nội dung nghiên cứu
1. Tổng hợp hóa học
Chúng tôi tiến hành các phản ứng hóa học để tổng hợp chất trung gian 7-cloro-N(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin-4-amin theo Juergen Schroeder, có cải tiến
để phù hợp với điều kiện thực tế và tối ưu hóa phản ứng (hình 2.1):

Hình 2.1. Sơ đồ tổng hợp một số chất trung gian theo Juergen
2. Kiểm tra độ tinh khiết và khẳng định cấu trúc của các hợp chất trung gian tổng hợp
được.
2.3. Phương pháp nghiên cứu
2.3.1. Tổng hợp hóa học
• Sử dụng các phản ứng cơ bản trong hóa học hữu cơ để tổng hợp các chất dự
kiến: ngưng tụ, nitro hóa, clo hóa, amin hóa.
• Theo dõi tiến triển của phản ứng bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng (SKLM)
thực hiện trên bản mỏng silicagel 60 F254 với các hệ dung môi khai triển khác
nhau:

DCM:methanol

(9:1)-

hệ

A,

DCM:ethanol

(20:1)-

hệ

B,

DCM:methanol:AcOH (10:0,4:0,1)-hệ C, quan sát sắc ký đồ dưới bước sóng
254 nm của đèn tử ngoại.
• Sử dụng phương pháp lọc, kết tinh lại để tinh chế sản phẩm.

15


2.3.2. Kiểm tra độ tinh khiết của các chất tổng hợp được
• Phương pháp SKLM với các điều kiện như đã trình bày ở mục 2.3.1. Dựa vào
đặc điểm hình ảnh trên sắc ký đồ để sơ bộ đánh giá độ tinh khiết của sản phẩm.
• Phương pháp đo nhiệt độ nóng chảy trên máy đo nhiệt độ nóng chảy EZ-Melt.
Dựa vào khoảng giá trị nhiệt độ nóng chảy để sơ bộ đánh giá độ tinh khiết của
sản phẩm.
2.3.3. Xác định cấu trúc của các chất tổng hợp được
Cấu trúc của các hợp chất trung gian và sản phẩm cuối được xác định bằng
các phương pháp phổ: phổ khối lượng (MS), phổ hồng ngoại (IR), phổ cộng hưởng
từ hạt nhân proton (1H-NMR) và carbon-13 (13C-NMR).
Phổ khối lượng (MS):
Được ghi tại phòng thí nghiệm Vật liệu hóa học, Khoa Hóa học, Trường Đại học

Khoa học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, trên máy LTQ Orbitrap XLTM (Mỹ).
Phổ hồng ngoại (IR):
Được ghi tại Phòng thí nghiệm Hóa dược, Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa
học tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội, trên máy Shimadzu với kỹ thuật viên nén kali
bromid trong vùng 4000-400 cm-1 và được ghi trên máy Perkin Elmer tại Viện hoá học
- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam. Các mẫu rắn được phân tán trong
KBr đã sấy khô với tỷ lệ 1:200 rồi ép dưới dạng film mỏng dưới áp lực cao có hút
chân không để loại bỏ hơi ẩm.
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (1H-NMR) và carbon-13 (13C-NMR):
Được ghi tại 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 trên máy Bruker 500 MHz Ascend, chất chuẩn nội là
tetramethylsilan (TMS).

16