Tóm tắt Luận án tiến sĩ Dược học: Nghiên cứu cải tiến qui trình tổng hợp nguyên liệu mesna và ứng dụng bào chế thuốc tiêm

Bộ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
B ộ Y TÊ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

Đào Nguyệt Sương Huyền

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUI TRÌNH
TỎNG HỢP NGUYÊN LIỆU MESNA
VÀ ỨNG DỤNG BÀO CHẾ THUỐC TIÊM

Chuyên ngành: Công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc
Mã số: 62720402

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIÉN s ĩ DƯỢC HỌC

Hà Nội, năm 2018


Công trình được hoàn thành tại:
Trường Đại học Dược Hà Nội.
Viện Kiếm nghiệm thuốc Trung Ương

Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. Nguyễn Đình Luyện
PGS.TS. Nguyễn Văn Hân

Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:

Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường

Họp tại: Phòng Hội thảo 1 - Trường Đại học Dược Hà Nội
Vào hồi ... giờ ... phút ngày ... tháng ... năm 2018

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


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu,
chữ viết tắt
13C-NMR
^ -N M R
BP
6
dd
DĐVN
đvC
ESI-MS
HPLC
KLPT
ICH
IR
Rf
RSD
SKLM
t°nc
t°pư
ÍR
TLTK

Vmax
USP

Chú thích
Phổ cộng hưởng từ carbon 13 (Carbon-ỉ 3 Nuclear
Magnetic Resonance Spectroscopy)
Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (.Proton Nuclear
Magnetic Resonance Spectroscopy)
Dược điển Anh (The British Pharmacopoeia)
Độ dịch chuyển hóa học (ppm)
Dung dịch
Dược điển Việt Nam
Đơn vị carbon
Phổ khối lượng phun mù điện tử
(Electrospray Ionization Mass spectrometry)
Sắc ký lỏng hiệu năng cao
(High performance liquid chromatography)
Khối lượng phân tử
Hội nghị hòa hợp quốc tế
(International Conference on Harmonisation)
Phô hông ngoại
(Infrared Spectroscopy)
Hệ số lưu giữ (Retention factor)
Độ lệch chuẩn tương đối (Relative Standard deviation)
Sắc ký lớp mỏng
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ phản ứng
Thời gian lưu
Tài liệu tham khảo
Số sóng cực đại (em'1)

Dược điển Mỹ (The United States Pharmacopeia)



1
M Ở ĐẦU
1. Tính cấp thiết của luận án
Theo thống kê của tổ chức Y tế thế giới tỉ lệ các ca tử vong do ung thư
là 70%. Các oxazaphosphorin như ifosfamicỊ, cyclophosphamid có tác dụng
hiệu quả trên nhiều loại ung thư khác nhau. Tuy nhiên nhóm này có độc
tính cao trên tủy xương, thận và bàng quang. Mesna (natri 2suỉfanyỉethansuỉfonaf) được chỉ định bắt buộc trong quá trình trị liệu, do
tương tác với các chất chuyển hóa (bao gồm cả acrolein) của các thuốc
kháng ung thư, làm giảm độc đối vói đường tiết niệu. Ưu điểm lán nhất khi
sử dụng mesna vừa có hiệu lực cao chống lại độc tính trên bàng quang của
acrolein (hạn chế được tác dụng không mong muốn của CYP và IFM) vừa
không ảnh hưởng đến tác dụng của các thuốc ung thư dùng đồng thời.
Cấu tạo của mesna có hai nhóm chức thiol và sulíbnat, được nối bởi cầu
ethylen. Tuy cấu trúc đơn giản, nhưng dược chất này lại rất dễ bị oxy hóa,
đặc biệt là trong môi trường giàu khí oxy. Do vậy cần có biện pháp để tổng
hợp, tinh chế nguyên liệu đạt tiêu chuẩn và chống oxy hóa dược chất trong
bào chế.
Sản xuất nguyên liệu làm thuốc ở Việt Nam còn thiếu do rất nhiều
nguyên nhân, trong đó cần đề cập tói qui trình sản xuất chưa khả thi, việc
tinh chế tạp chất chưa đạt yêu cầu và giá thành nguyên liệu còn cao. Mesna
nằm trong danh mục thuốc thiết yếu của Việt Nam lần thứ VI vói dạng bào
chế viên nén 400 mg, 600 mg và dung dịch tiêm 100 mg/ml. Là một dược
chất được sử dụng nhiều trong điều trị nhưng chưa được nghiên cứu và sản
xuất trong nưóc. Do vậy, vấn đề nghiên cứu cải tiến các qui trình tổng hợp
đã được công bố trên thế giới và tìm kiếm các phương pháp mói tổng hợp
mesna hướng đến sản xuất nguyên liệu và bào chế thành phẩm trong nước

là việc làm cần thiết. Từ thực tế đó, luận án được tiến hành nhằm xây dựng
các phương pháp tổng hợp mói, cải tiến qui trình tổng hợp cũ để thu được
nguyên liệu ứng dụng trong bào chế thuốc tiêm. Các mục tiêu của luận án
như sau:
ỉ. Thiết kế được phương pháp mới tổng hợp mesna


2
2. Xây dựng được quỉ trình tổng hợp mesna qui mô 200 g/mẻ
3. Đánh giá được độc tính cấp, độ ổn định của nguyên ỉiệu mesna
4. Xây dựng được công thức bào che và đề xuất tiêu chuẩn cơ sờ dung
dịch tiêm mesna ỉ 00 mg/mỉ.
Những đóng góp mới của luận án.
- Đã thiết kế, xây dựng được 02 phương pháp mói tổng hợp mesna qua
trung gian muối Bunte và monoalkyltrithiocarbonat. Ket quả thực nghiệm
bưóc đầu đã xác định được một số tính chất lý hóa và cung cấp các dữ liệu
phổ (1R, MS, NMR) của 3 chất trung gian quan trọng 6, 7, 7a.
- Đã xây dựng được qui tình tổng hợp và tinh chế mesna qui mô 200
g/mẻ bằng phương pháp mói qua trung gian monoalkyl trithiocarbonat với
hiệu suất 52,1% tính từ natri 2-cloroethansulfonat. Trong đó đã công bố qui
trình tinh chế mesna đạt tiêu chuẩn BP 2015 qui mô 200 g/mẻ sử dụng
ethanol 96%, nhiệt độ 55 °c.
- Lần đầu tiên ở Việt Nam đã thử nghiệm về độ ổn định của nguyên liệu
mesna được tổng hợp theo phương pháp mới qua trung gian monoalkyl
trithiocarbonat. Khả năng oxy hóa của nguyên liệu mesna trong không khí,
là cơ sở cho quá trình bảo quản, sử dụng nguyên liệu trong bào chế.
- Lần đầu tiên ở Việt Nam đã công bố các dữ liệu về độc tính cấp của
mesna được tổng hợp theo phương pháp mói (qua trung gian monoalkyl
trithiocarbonat) phù hợp với dữ liệu về độc tính của mesna được công bố
trên thế giới. Mesna tổng hợp được, không phân loại độc theo đường uống

và độc tính trung bình theo đường tiêm tĩnh mạch. Ket quả này cho phép sử
dụng nguyên liệu mesna được tổng hợp theo phương pháp mói để nghiên
cứu về bào chế.
- Lần đầu tiên ở Việt Nam đã xây dựng và thẩm định phương pháp định
lượng mesna trong dung dịch tiêm bằng HPLC sử dụng cột c 18 (250 X 4,6
mm; 10 ỊLim), detector u V, bước sóng phát hiện 215 nm. Phương pháp định
lượng đơn giản, phù hợp với thiết bị hiện có.
- Lần đầu tiên ở Việt Nam đã xây dựng được công thức bào chế dd tiêm
mesna 100 mg/ml từ nguyên liệu mesna (được tổng hợp theo phương pháp


3
mói), sử dụng chất chống oxy hóa dinatriedetat (0,25 mg/ml), dd natri
hydroxyd IM điều chỉnh pH 7,2-7,6.
2 . Cấu trú c của luận án

Luận án gồm 167 trang, 71 bảng, 11 hình và 60 sơ đồ. Bố cục gồm
các phần: Đặt vấn đề (2 trang); Tổng quan (35 trang); Nguyên liệu, thiết
bị và phương pháp nghiên cứu (13 trang); Thực nghiệm và K ết quả (64
trang); Bàn luận (40 trang); K ết luận và đề xuất (2 trang); Danh mục
các công trình đã cồng bố liên quan đến luận án (1 trang). Luận án có
134 tài liệu tham khảo (10 trang) và 72 phụ lục.
Chương I. TÔNG QUAN
Tống quan về tính chất lý hóa của mesna
Cấu trúc hóa học
Hg^ \ ^ s°3Na
Công thức phân tử: C2H 5Na 0 3 S2, Khối lượng phân tử: 164,17 đvC.
Thành phần: c 14,63%; H 3,07%; Na 14,00%; o 29,24%; s 39,06%. Tên
khoa học: natri 2-sulfanylethansulfonat. Mesna là bột kết tinh trắng hoặc
vàng nhạt, dễ hút ẩm. Tan tự do trong nước, không tan trong cyclohexan.

Phương pháp định lượng theo BP 2015: chuẩn độ thể tích (chế phẩm
phải chứa từ 96,0 - 102,0% theo chế phẩm đã làm khan).
Mesna là hợp chất có chứa nhóm thiol nên rất dễ bị oxy hóa bởi các hợp
chất peroxid, halogen, các ion kim loại, oxid kim loại, oxy.... Nó cũng có
vai trò như một nucleophyl.
Đặc điểm dược lý
Mesna có tác dụng tiêu chất nhầy giống ÀT-acetyl-L-cystein vì vậy được
dùng làm thuốc long đờm. Nhóm thiol tự do của mesna kết hợp trực tiếp
với một liên kết đôi của acrolein hoặc với chất chuyển hóa 4hydroxyoxazaphosphorin
(như 4-hydroxycyclophosphamid và 4hydroxyifosfamid) để tạo thành hợp chất không độc hại và ngăn cản hình
thành acrolein. Ngoài ra, mesna còn tăng đào thải cystein, chất này phản
ứng hóa học với acrolein góp phần bảo vệ đường tiết niệu.


4
Chỉ định: Mesna được chỉ định để dự phòng tác dụng độc hại đối vói
đường tiết niệu do dùng hóa trị liệu ifosfamid hoặc cyclophosphamid. Neu
dùng ifosfamid hoặc cỵclophosphamid ở những liều trên 10 mg/kg luôn
phải dùng kèm mesna.
- Nghiên cứu trên động vật thực nghiệm cho thấy chưa có bằng chứng
về tác dụng gây đột biến, ung thư, quái thai của mesna.
Tống quan về các phương pháp tống hợp mesna

Sơ đồ 1.6. Các phương pháp chính tống hợp mesna đã công bố
Hiện nay có 03 phương pháp chính để tổng hợp mesna: qua trung gian
muối thiouroni, thioester và muối xanthat (sơ đồ 1.6). Ngoài ra trong quá
trình tổng hợp dimesna, mesna được tạo ra như một chất trung gian, sử
dụng tác nhân NaSH và H 2 S, vì vậy phương pháp này không đề cập đến
hiệu suất cũng như quá trình tinh chế mesna.
Đe tài cũng đã tổng quan về các phương pháp tổng hợp nhóm thiol,

trong đó nhấn mạnh đến một số phương pháp qua trung gian muối Bunte và


5
alkyl trithiocarbonat cũng như các phương pháp tổng hợp nhóm thiol đã
được công bố.
Tổng quan về bào chế mesna
Đã tổng quan một số nghiên cứu liên quan đến dạng bào chế của mesna,
một số biện pháp chống oxy hóa trong dung dịch của các dược chất có chứa
nhóm thiol. Đe tài cũng đã tổng quan về một số nghiên cứu liên quan đến
độ ổn định của dd tiêm mesna.
Chương 2. NGUYÊN LIỆU, TRANG TH IẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP
NGHIÊN CỨU
2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất và thuốc thử
Các nguyên liệu, hóa chất đều là loại đạt tiêu chuẩn DĐVN, BP, USP
hoặc tinh khiết phân tích. Các dung môi sử dụng cho phân tích đạt tiêu
chuẩn dùng cho HPLC. Chất chuẩn mesna hàm lượng 98%.
2.2. Dụng cụ, thiết bị thí nghiệm
Sử dụng các thiết bị tổng hợp và phân tích tại Trường Đại học Dược Hà
Nội, Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung Ương, Viện Công nghệ dược phẩm
quốc gia, Phòng thí nghiệm Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học tự
nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội và Viện Hóa học - Viện Hàn lâm khoa
học và Công nghệ Việt Nam.
2.3. Nội dung nghiên cứu
Tổng hợp hóa học: Khảo sát qui trình tổng hợp mesna ở qui mô phòng
thí nghiệm theo 04 con đường, qua các chất trung gian muối thiouroni 3
(con đường I), thioester 5 (con đường II), muối Bunte 6 (con đường III),
alkyl trithiocarbonat 7 fcon đường IV). Khảo sát các yếu tố ảnh hưởng và
lựa chọn các phản ứng tốt nhất. Lựa chọn dung môi để tinh chế mesna đạt
tiêu chuẩn BP 2015. Phân tích, đánh giá, lựa chọn phương pháp để xây

dựng qui trình tổng hợp mesna qui mô 200 g/mẻ. Đánh giá độc tính của
nguyên liệu mesna được tổng hợp theo phương pháp mới. Theo dõi độ ổn
định của nguyên liệu mesna.
Bào chế dung dịch tiêm mesna: Xây dựng và thẩm định phương pháp
định lượng mesna, đề xuất tiêu chuẩn chất lượng dung dịch tiêm mesna 100


mg/ml. Nghiên cứu xây dựng công thức và lựa chọn phương pháp bào chế
dd tiêm mesna 100 mg/ml. Nghiên cứu độ ổn định và dự đoán tuổi thọ của
dung dịch tiêm.
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.1.

Phương pháp tong hợp và xác định cấu trúc mesna

Tổng hợp hóa học được thực hiện tại Bộ môn Công nghiệp Dược,
Trường Đại học Dược Hà Nội bằng các phản ứng hữu cơ cơ bản: alkyl hóa,
acyl hóa, thủy phân, sắc ký cột trao đổi ion, một số phương pháp tạo muối...

- Tinh chế các chất trung gian và sản phẩm cuối: kết tinh phân đoạn, lọc,
cất, sắc ký cột, chiết rắn-lỏng.
-

Xác định điểm kết thúc phản ứng và sơ bộ kiểm tra độ tinh khiết bằng

đo nhiệt độ nóng chảy và SKLM trên bản mỏng Silicagel F254 Merck vói hệ
dung môi thích hợp Hệ A: «-BuOH : AcOH : H 2O = 9,0 : 2,0 : 2,5; Hệ B: nBuOH : AcOH : H20 = 5,0 : 2,5 : 2,5; Hệ C: «-BuOH : AcOH : H20 = 6,0 :
2,0 : 2,0; Hệ D: «-BuOH : AcOH : H20 = 9,0 : 6,0 : 6,0
Khẳng định cấu trúc sản phẩm mesna và các chất trung gian tổng hợp
được dựa trên các dữ liệu phổ IR, MS, NMR.

7
2.4.2. Phương pháp đánh giá chất lượng nguyên liệu mesna
Chất lượng nguyên liệu được đánh giá theo tiêu chuẩn BP 2015, thực
hiện tại Trường Đại học Dược Hà Nội và Viện Kiểm nghiệm Thuốc Trung
ương.
2.4.3. Phương pháp thử độc tính cấp của nguyên liệu mesna
Phương pháp thử độc tính cấp của nguyên liệu mesna là mô hình liều cố
định theo hướng dẫn của OECD đối với các hóa dược kết hợp vói hưóng
dẫn của Bộ Y tế. Căn cứ vào các TLTK đã công bố về độc tính cấp của
mesna, lựa chọn liều khởi đầu là một trong những liều cố định 5, 50, 300,
2000, 5000 mg/kg theo hưóng dẫn của OECD. Tùy theo kết quả đáp ứng
của liều khởi đầu mà tiến hành thử tiếp mức liều cao hơn hoặc thấp hơn
trên 5 chuột nhắt trắng, trưởng thành, giống cái cho mỗi nhóm. Căn cứ vào
kết quả thu được để phân loại mẫu thử theo mức độ độc GHCS.
2.4.4. Phương pháp bào chế
Bao bì thuốc: lọ thủy tinh, nút cao su và nắp nhôm được xử lý theo
phương pháp thường qui.
Dung dịch tiêm được bào chế theo thứ tự: sục khí nitơ vào nước cất pha
tiêm 10 phút, hòa tan tá dược trong khoảng 70% thể tích nưóc cất, hòa tan
dược chất, điều chỉnh pH đến giá trị thích hợp bằng dung dịch natri
hydroxyd IN, bổ sung thể tích vừa đủ, khuấy, lọc qua màng lọc 0,2 jj.m,
đóng lọ thủy tinh trung tính, thể tích 4ml, sục khí nitrogen trong 2 phút,
đóng nút cao su, siết nắp nhôm, hấp tiệt khuẩn ở 121 °c trong 15 phút.
2.4.5. Phương pháp đánh giá chất lượng dung dịch tiềm mesna
lOOmg/ml
Mesna được định lượng bằng phương pháp HPLC với các điều kiện như
sau: Cột Lichrospher C18 (250 X 4,6 mm; 10 Ị i i m ) hoặc cột tương đương;
Nhiệt độ cột: 30 °C; Detector u v : 215 nm; Tốc độ dòng: 1,0 ml/phút; Thể

tích tiêm: 20

ỊL il.

Thẩm định phương pháp định lượng: Phương pháp định

lượng mesna được thẩm định các tiêu chuẩn: độ đặc hiệu, tính thích hợp, độ
tuyến tính, độ đúng, độ lặp lại, độ chính xác trung gian theo qui định của
ICH và USP 38.


Căn cứ tiêu chuẩn chất lượng của nguyên liệu mesna được qui định
trong BP2015, USP38, đề tài đề xuất phương pháp xác định giói hạn tạp
chất trong dung dịch tiêm mesna được tiến hành bằng phương pháp HPLC.
Cột: C18 (250 X 4,6 mm; 10 Jim); Detector: 235 nm; Tốc độ dòng: 1,0
ml/phút. Thể tích tiêm: 20 ỊL4.1. Các chỉ tiêu chất lượng khác theo qui định
trong Dược điển Việt Nam IV.
2.4.6. Phương pháp đánh giá độ on định
Mau nguyên liệu, dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml được thử nghiệm
lão hóa: ở điều kiện nhiệt độ 40 ± 2 °c, độ ẩm tương đối 75 ± 5%, thời gian
theo dõi 6 tháng. Thử nghiệm dài hạn ở điều kiện nhiệt độ 30 ± 2 °c, độ ẩm
tương đối 75 ± 5% tại Bộ môn Công nghiệp Dược và Viện Công nghệ
Dược phẩm Quốc gia - Trường Đại học Dược Hà Nội. Tuối thọ của thuốc
được tính toán với sự trợ giúp của phần mem MINITAB 17.0.1
2.4.7. Phương pháp x ử lý so liệu, kết quả nghiên cứu
Các thí nghiệm được lặp lại 03 lần và lấy kết quả trung bình. Đánh giá
phương pháp phân tích và các kết quả phân tích sử dụng phương pháp
thống kê với công cụ hỗ trợ là phần mềm Microsoft office excel 2010.
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN c ứ u
3.1. Tống hợp và tinh chế mesna ở qui mô phòng thí nghiệm

3.1.1. Tổng họp natri 2-cloroethansul/onat (2)
1
M = 98,95

2
M = 166,55

Tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat (2) được thực hiện theo phương
pháp của R. Bai trên cơ sở phản ứng Strecker với hiệu suất 74,5% tính theo
natri sulíìt, t°„c: 293,0 - 295,0 °c, Rf= 0,31 (Hệ A); R f = 0,42 (hệ C). IR
(KBr), Vmax (cm4): 1195 và 1043 (-SCV), 806 và 604 (C-Cl). ESI-MS
(MeOH), m/z: 142,9 [M-Na]- (CTPT: C2H4ClNa03S, M = 166,55 đvC). 1HNMR (500 MHz, D20), (5 (ppm): 3,35 (2H, t,J = 7,0 Hz, H -l); 3,86 (2H, t,
J = 7,0 Hz, H-2). 1SC~NMR (125 MHz, c), ổ (ppm): 37,96 (C-2); 52,88 (C1). Các thông số tốt nhất cho phản ứng tổng hợp chất 2 từ 24,37 g natri


9
Sulfit (hiệu suất cao nhất 80,6 ± 0,33%) là: Tỉ lệ mol 1,2-dicloroethan : natri
Sulfit = 3 : 1 ; t°pư: hồi lưu; Tỉ lệ thể tích dung môi nước : ethanol 96% = 7 :
5; Tổng thể tích dung môi: 450 ml.
3.1.2. Tổng hợp mesna qua ừung gian muối thiouroni
HjN'’’ 'N H i
S 0 3Na '

1 Trao dối ion
ddNHs 25% H s

---- —►

_______

e

NKj

SO3 H2N=C
4

(Purolile CIOƠR)

------------- *" Ss^

Vrrr 2.NaOH,pH6,6
2

SOjNa

Man« Ọ)

Tổng hợp 2-S-thiouroni ethansulfonat (3) từ 2 sử dụng tác nhân thioure,
với xúc tác KI, hiệu suất 69,7%, t°nc: 267,5 - 269,0 °c, R/ = 0,19 (hệ C). IR
(KBr), Vmax (cm"1): 3300 và 3088 (N-H); 2727 và 2226 (N+-H); 1653 (-C =
N+), 1199 và 1041 (SO3-). ESI-MS (CH3OH), m/z: 185,0 [M+H]+; 182,9
[M-H]* (CTPT C3ĨỈ 8N 2O3 S2 , M = 184,24 đvC). XH-NMR (500 MHz, D20),
5 (ppm): 3,29 (2H, t, J = 7,0 Hz, H-2); 3,48 (2H, t, J = 7,0 Hz5 H-l). Các
thông số sau khảo sát phản ứng tổng hợp chất 3 từ 24,48 g chất 2 cho hiệu
suất tốt nhất (75,1 ± 0,17%) là: Tỉ lệ mol chất 2 : thioure = 1 : 1,25; t°pư: 90
°c. Thể tích dung môi nước tham gia phản ứng là 60 ml.
Tổng hợp guanidini 2-mercaptoethansulfonat (4) từ chất 3 sử dụng tác
nhân NH3 với hiệu suất 88,9%, t°nc: 82,3-83,5 °c, R/ = 0,27 (hệ C). IR
(KBr), vmax (em'1): 3398, 324ố, 3197 (N-H); 2991, 2943 (C-H no), 2571 (SH); 2198 (N -H), 1668 (C = N+); 1197 và 1043 (-SO3 -). ESI-MS (MeOH),

m/z: 140,816 [M-NH2C(NH2)2] (CTPT: C3H 1 1 N3 O3 S2, M = 201,27 đvC).
13C-NMR (125 MHz5 CD3 OD), 5 (ppm): 20,08 (C-2); 56,60(C-1); 159,95
(C-guanidini). Các thông số sau khảo sát phản ứng tổng hợp chất 4 từ 18,42
g chất 3 (hiệu suất phản ứng cao nhất 93,0 ± 0,78%) là: t°pư: 50 °C; Tỷ lệ
mol natri 2-iS,-thiouroni ethansulfonat: NH 3 = 1 : 4 .
Tổng hợp mesna từ 4 sử dụng tác nhân natri nitrat hiệu suất 15,9%; t°nc:
265,0 - 267,5 °c. R/= 0,49 («-BuOH : AcOH : H20 = 6,0 : 2,0 : 2,0).


10
Tổng hợp mesna từ chất 4, sử dụng cation purolite C100E chuyển về
acid 2-mercaptoethansulfonic, điều chỉnh về pH 6,6 bằng dd NaOH IM,
tinh chế thu được mesna, hiệu suất 76,0%, t°nc: 263,0 - 265,5 °C5R /= 0,49
(w-BuOH: AcOH: H20 = 6,0 : 2,0 : 2,0). IR (KBr), vmax (em'1): 2929 và
2852 (C-H no), 2553 (S-H), 1168 và 1058 (S 0 3-> ESI-MS (MeOH), m/z:
140,835 [M-Na]' (CTPT C2H5N a03S2, M = 164,17 đvC). 1H-NMR (500
MHz, CD3OD) 5 (ppm): 2,83-2,86 (2H, m, H-2); 3,03-3,06 (2H, m, H-l).
13C-NMR (125 MHz, CD3OD),Ô (ppm): 20,12 (C-2); 56,61(C-1).
Hiệu suất tổng hợp mesna qua trung gian muối thiouroni tính từ chất 2
là 53,0 ± 0,37%. Hàm lượng mesna 86,54 ± 0,28%.
3.1.3. Tong hợp mesna qua trung gian thioester

Tổng hợp natri 2-(benzoylthio)ethansulfonat (5) từ acid thiobenzoic và
NaHC03, hiệu suất 67,0%, t°„c: 314,0 - 316,0 °c (phân hủy), Rf = 0,74 (hệ
B). IR (KBr), iứtnax (em'1): 3057 và 3007 (C-H thơm), 2954 (C-H no), 1664
(C = o thioester), 1178 và 1068 (SO3 -). ESI-MS (CH3 OH), m/z: 291,0
[M+Na]+ (CTPT CpHpNaCuSí, M = 268,29 đvC). ^H-NMR (500 MHz,
D 2 O), 5 (ppm): 3,41-3,44 (2H, m, H-l); 3,23-3,26 (2H, m, H-2); 7,55 (2H,
dd, Ji = 7,5 Hz, J2 = 8,5 Hz, H-3’, H-5’); 7,71-7,74 (1H, m5 H-4’); 7,98
(2H, dd, Jj= 1,5 Hz, J2 = 8,5 Hz, H -2\ H-6’). 13C-NMR (125 MHz, D20),

5 (ppm): 23,52 (C-2); 50,33 (C-l); 127,08 (C-3’, C-5’); 128,95 (C-2’, C6’); 134,28 (C-4’); 136,27 (C -l’); 195,03 (C = O). Hiệu suất cao nhất đạt
70,9 ± 0,45% từ 2,9 g chất 2 với các thông số: t°pư: 85 °C; Tỉ lệ acid
thiobenzoic: chất 2 là 1,1 : 1,0; Lượng nưóc tham gia phản ứng 60 ml.
Tổng hợp mesna từ thioester 5, sử dụng tác nhân NH 3 hiệu suất 70,3%,
t°„c = 263,0-267,5 °c, R/= 0,61 (hệ B). IR (KBr), ũmaxCcrn1): 2970 và 2937
(C-H no), 2571 (S-H), 1161 và 1047 (SO3 -). ESI-MS (MeOH, negative),
m/z: 140,9 [M-Na]' (CTPT C2H5Na03S2>M =164,17 đvC). XH-NMR (500


11
MHz, D 2O), 6 (ppm): 2,87-2,90 (2H, m, H-2); 3,18-3,21 (2H, m, H-l). 13CNMR (125 MHz, D20), 5 (ppm): 54,37 (0-1); 18,43 (C-2). Các thông số tối
ưu cho phản ứng tổng hợp mesna từ 2,8 g thioester 5 íhiệu suất cao nhất
75,9 %): t°pư: 50 °C; Tỉ lệ mol NH3: thioester là 4 : 1; Thể tích nước là 19
ml. Hiệu suất tổng hợp mesna qua trung gian thioester tính từ chất 2 là
53,9± 2,25%, hàm lượng mesna 88,3 ± 1,46%.
3.1.4. Tong hợp mesna qua trung gian muối Bunte
Tổng hợp natri £-(2-sulfonatoethyl)sulfurothioat (muối Bunte 6) từ 2, sử
dụng natri thiosulfat pentahydrat, hiệu suất 78,8%, t°nc: 230,5-233,0 °c
(phân hủy), R/ = 0,28 (hệ B). IR (KBr), -Umax (cm'1): 2987 và 2926 (C-H
no); 1188, 1134 và 1039 (SO3 -). ESI-MS (MeOH), m/z: 221,1 [M-2Na+H]‘
(CTPT C2H 4Na 2 S3Oổ5 M = 266,22 đvC). ‘H-NMR (500 MHz, D20), 5
(ppm): 2§ (ppm): 2,81-2,89 (2H, m, H-2); 3,03-3,08 (2H, m, H-l). 13CNM R (125 MHz, D20), 8 (ppm): s (ppm): 30,02 (C-2); 52,49 (C-l). Các
thông số tối ưu cho phản ứng tổng hợp muối Bunte 6 từ 1,0 g chất 2 (hiệu
suất cao nhất 82,1 ± 0,36%): Tỉ lệ mol chất 2 : Na2 S2 0 3 .5 ĩỈ 2 0 = 1 : 1,1; Tỉ
lệ nước : ethanol = 6 : 7 ; t°pư: hồi lưu; Dung môi tinh chế: methanol : nưóc
(50 : 1).
Cl

____g

N iijS ^

^ -" ^ S O jN a

NaOjS

natri 2-doroethansulfonat

^ ^ S O jN a

natri 5^2-mlfomtoe*hyl)*ulfuToibioat

(2)

Mtsn» (9)

»

,N
aO
H
pH ~ 6,6

HjO/H*

HS'-^ 'S 0 3H
2-merwptoethan5nlfo£iic (8)

Tổng hợp mesna từ 6, sử dụng HCl thủy phân, dung dịch NaOH điều
chỉnh pH 6,6, tinh chế bằng ethanol 96%, hiệu suất 32,4%, t°nc: 264,1 267,0 °c, R /= 0,61 (hệ B). IR (KBr), ũmax (cm4): 2972 và 2924 (C-H no);

2571 (S-H); 1130 và 1049 (SCV). ESI-MS (MeOH), m/z: 141,2 [M-Na](CTPT C2H5N a03S2, M = 164,17 đvC). ‘H-NM R (500 MHz, D20), 5
(ppm): 2,84-2,87 (2H, m, H-2); 3,15-3,18 (2H, m, H-l). 15C-INlMDR (125
MHz, DMSO-d6) 5 (ppm): 19,79 (C-2); 55,21 (C-l). Các thông số sau khảo


12
sát phản ứng tổng hợp mesna từ 1,0 g chất 6 (hiệu suất cao nhất 35,7%):
25ml dung môil,4-dioxan : nưóc (1,5 : 1), acid HC1 đặc thủy phân ở 70 °c.
Hiệu suất tổng hợp mesna từ 2: 29,3± 0,88%, hàm lượng 88,1 ±0,47%.
3.1.5. Tồng hợp mesna qua ừung gian alkyl trithiocarbonat
C1'—^SOjNa

NijCS,

nsttri 2-elaroe*awulfonat

ỉa S.S>C^SX N ^ SQaJfa
M oooalkyi tritìdocartKmât

ỡ)

<*)

HjO/H*SOjNa
Mesma

0)

SO3H

pH6,6

Rcid 2-mercaptí>etìiaimi]frrtiic

(*)

Tổng hợp natri 2-(dithiocarboxylatothio)ethansulfonat (7) từ 2, sử dụng
dd natri trithiocarbonat 40%, hiệu suất 69,9% (tính theo 2), t°nc: 210,0 216.0 ° c (phân hủy), R/= 0,45 (hệ B). IR (KBr), vmax (em'1): 2972 và 2927
(C-H no); 1130 (C = S); 1197 và 1053 (SO3 -). ESI-MS (MeOH), m/z:
238,99 [M-Na]' (CTPT C3H4Na03S4, M = 262,30 đvC). ‘H-NM R (500
MHz, DMSO-đe), 5 (ppm): 3,16-3,20 (2H, m, H -l); 2,68-2,71 (2H, m, H2). 13C-NMR (125 MHz, DMSO-<&) s (ppm): 35,64 (C-2); 50,66 (C-l);
239,29 (C-3). Các thông số thu được sau khảo sát phản ứng tổng hợp 7 từ
2,0g chất 2 (hiệu suất cao nhất 70,6 ± 0,35%); tỉ lệ natri trithiocarbonat :
chất 2 là 1,4 : 1; Thể tích nước dùng với 2,00 g chất 2 là 8 ml.
Tổng hợp dinatri 2,2’-thiocarbonylbis(sulfanendiyl)diethansulfonat (7a)
từ natri 2-cloroethansulfonat (2) và dd natri trithiocarbonat (tỉ lệ 16 : 1),
hiệu suất 85,7% (tính theo natri trithiocarbonat). t°nc: 265,0-272,0 °c (phân
hủy), R /= 0,34 (hệ B). IR (KBr), Vmax (em'1): 2974 và 2935 (C-H no); 1026
(C = S); 1195 và 1055 (SO3 -) ESI-MS (MeOH), m/z: 393,10 [M+Na]+
(CTPT C5H8Na206S5, M = 370,42 đvC). ‘H-NM R (500 MHz, DMSO-ÍÍẠ
ô (ppm): 2,68-2,71 (4H, m, H -l, H -l’); 2,62-2,66 (4H, m, H-2, H-2’). 13CNMR (125 MHz, DMSO-40 ô (ppm): 26,60 (C-2); 51,62 (C-l).
Tổng hợp mesna từ 7 sử dụng dd acid sulfuric 35% ở pH 1,4 tạo acid 2mercaptoethansulfonic (8). Mesna được hình thành bằng dd NaOH 1,0 M ở
pH 6,6. Hiệu suất 71,1% (tính theo monoalkyl trithiocarbonat), t°nc: 264,5267.0 °c. R /= 0,61 (hệ B). IR (KBr), ĩ)max (em'1): 2970 và 2937 (C-H no),


13
2569 (S-H), 1174 và 1047 (SO3 -), ESI-MS (MeOH), m/z\ 140,782 [M-Na]-;
(CTPT C2H5N a03S2, M = 164,17 đvC), ‘H-NMR (500 MHz, CD3OD), Ỗ
(ppm): 2,83-2,86 (2H, m, H-2); 3,03-3,06 (2H, m, H-l). 15C-NMDR (125
MHz, CD3OD), Ỗ (ppm): 20,11 (C-2); 56,60 (C-l).

Chúng tôi đã tiến hành tạo nhóm thiol từ dialkyl trithiocarbonat bằng
cách thủy phân trong dd H2SO4 với các nồng độ khác nhau (25, 35, 45, 55
%) ở các pH khác nhau, amoniac phân, khử hóa bằng NaBELi và
ethanolamin đều không thu được mesna. Từ đó có thể kết luận mesna được
tổng hợp từ monoalkyl trithiocarbonat 7.
Trong quá trình tổng hợp monoalkyl trithiocarbonat 7 luôn thấy xuất
hiện vết tạp dimesna. Vì vậy, chúng tôi đã đề xuất qui trình tổng hợp mesna
một giai đoạn íone-pot) từ 2 qua trung gian monoalkyl trithiocarbonat, hiệu
suất 47,6% (tính theo 2), t°„c: 264,0-267,5 °c. R /= 0,61 (hệ B). IR (KBr),
Vmax (em '1): 2970 và 29378 (C-H), 2571 (S-H), 1161 và 1047 (SO3-). ESI-

MS (MeOH), m/z: 141,34 [M-Na]-; (C2H5N a03S2, M = 164.17 đvC). 1HNMR (500 MHz, CD3OD), 5 (ppm): 2,74-2,77 (2H, m, H-2); 3,06-3,09
(2H, m, H-l). 13C-NMR (125 MHz, DMSO-dổ) s (ppm): 18,36 (C-2);
54,34(C-1). Các thông số tốt nhất cho qui trình one-pot: tỉ lệ mol chất 2:
natri trithiocarbonat là 1:1,5; t°pư: 55 °C; Acid thủy phân: dd H 2 SO4 35%;
pH thủy phân: 1,4. Hiệu suất tính từ 2 là 50,3 ± 0,26%, hàm lượng mesna
đạt 91,0 ±0,40%.
3.1.6. So sánh các phương pháp tổng hợp mesna từ natri 2-

cloroethansulfonat
Từ các kết quả ở qui mô phòng thí nghiệm đã so sánh 4 phương pháp và
tìm được 2 phương pháp thích hợp để nâng cấp qui mô tổng hợp mesna 100
g/mẻ qua trung gian muối thiouroni và monoalkyl trithiocarbonat.
3.1.7. Tinh chế mesna đạt tiêu chuẩn về hàm lượng theo B P 2015
Sau khảo sát, đã lựa chọn được ethanol 96% là dung môi tinh chế với
qui trình như sau: trong bình cầu 50 ml, phân tán 1,00 g mesna vào 15 ml
ethanol 96% ở 55 °c đã sục khí nitơ. Lọc nóng, sục khí nitơ, để kết tinh
lạnh qua đêm, lọc lấy tinh thể (đối với mesna được tổng hợp theo con

14
đường I kết tinh lại 1 lần nữa trong ethanol 96%). sấy chân không ở nhiệt
độ 40 °c trong 5 giờ. Hiệu suất tinh chế đối vói mesna được tổng hợp theo
COĨ1 đường I là 77,0%, con đương IV là 88,0%.
3.2. Xây dựng qui trình tống họp và tinh chế mesna qui mô 200 g/mẻ
Tổng hợp 3 mẻ nguyên liệu natri 2-cloroethansulfonat từ 251,0g natri
Sulfit và 631 ml 1,2-dicloroethan (tốc độ khuấy 200 vòng/phút) đã thu được
hiệu suất 81,8%, tăng nhẹ so vói qui mô 24,37 g natri Sulfit (80,6%).

strithiocarbonat từ natri 2-cIoroethansulfonat qui mô 200g/mẻ


15
Tổng hợp mesna theo con đường I qui mô lOOg/mẻ: Thực hiện 3 mẻ
phản ứng, mỗi mẻ 261 g chất 2, hiệu suất tổng hợp giảm nhẹ so với qui mô
24,48 g chất 2 (52,3 so vói 53,0%), hiệu suất tinh chế đạt 77,2%, hiệu suất
toàn qui trình tính từ 2 là 40,3%. Sản phẩm đã được kiểm nghiệm tại Viện
Kiểm nghiệm thuốc Trung Ương, được xác nhận đạt tất cả các chỉ tiêu chất
lượng theo qui định của BP 2015.
Tổng hợp mesna theo con đường IV qui mô lOOg/mẻ: Thực hiện 3 mẻ
phản ứng, mỗi mẻ 268 g chất 2, hiệu suất tổng hợp tăng nhẹ so vói qui mô
20.0 g chất 2 (52,4% so với 50,3%), hiệu suất tinh chế đạt 86,6%, hiệu suất
toàn qui trình tính từ 2 là 45,4% cao hơn so với con đương I (p-value
=0,000). Sản phẩm đã được kiểm nghiệm tại Viện Kiểm nghiệm thuốc
Trung Ương và được xác nhận đạt tất cả các chỉ tiêu chất lượng theo qui
định của BP 2015.
Từ kết quả nghiên cửu qui trình tổng hợp mesna qui mô 100 g/mẻ qua
trung gian monoalkyl trithiocarbonat vói hiệu suất ổn định, chúng tôi tiến
hành nâng cấp qui trình ở qui mô 200 g/mẻ nhằm đánh giá sự ổn định của

qui trình tổng hợp mesna ở qui mô lớn hơn.
Thực hiện 3 mẻ vói 550,00 g chất 2, hiệu suất toàn qui trình tính từ 2 là
45.0 ± 0,16%. Sản phẩm đã được kiểm nghiệm tại Viện Kiểm nghiệm thuốc
Trung Ương và được xác nhận đạt tất cả các chỉ tiêu chất lượng theo qui
định của BP 2016.
3.4. Đánh giá độ ốn định của nguyên liệu mesna
Theo dõi độ ổn định của nguyên liệu mesna ở điều kiện lão hóa cấp tốc
trong 6 tháng và điều kiện dài hạn trong ít nhất 12 tháng. Ket quả cho thấy
nguyên liệu mesna ổn định sau thời gian theo dổi về các chỉ tiêu: hình thức,
pH, hàm lượng và tỉ lệ tạp chất liên quan.
3.5. Đánh giá độc tính cấp của mesna
Ket quả thử độc tính cho thấy mesna được tổng hợp theo con đường IV
gần như không độc (không phân loại độc) theo đường uống, độc tính trung
bình (phân loại 4) theo đường tiêm tĩnh mạch.
3.6. Xây dựng phương pháp định lượng mesna bằng HPLC
Quy trình định lượng được thẩm định và đạt các chỉ tiêu về độ đặc hiệu
(sắc ký đồ dung dịch thử xuất hiện pic sắc ký tương ứng với thời gian lưu


16
của pic chính trên sắc ký đồ của dung dịch chuẩn mesna ở thời gian 5,1
phút, sắc ký đồ dung dịch placebo không xuất hiện pic sắc ký tại thời gian
lưu của pic chính mesna và tạp C). Tính tuyến tính: diện tích pic và nồng độ
mesna trong khoảng 0,l-l,0mg/ml có sự tương quan tuyến tính, thể hiện ở
phương trình đường chuẩn: y=1871,7x + 7,8046 với R2=0,9996. Độ chính
xác: độ lặp lại cho RSD = 0,11% < 2% ÍN=6); độ chính xác trung gian
được thực hiện ở 2 ngày khác nhau cho RSD - 0,16% < 2%. Độ đúng được
thực hiện trên 3 mẫu bằng phương pháp thêm chuẩn tương ứng với các tỉ lệ
80%, 100%, 120% của công thức, tỉ lệ tìm lại dược chất 99,77-101,6%, độ
lệch chuẩn tương đối đều nhỏ hơn 2%. Đánh giá tính tương thích của hệ

thống sắc ký cho tR và diện tích pic của pic mesna đều bé hơn 2% (N=6),
pic mesna và pic tạp chất c có độ phân giải 3,06.
3.7. Nghiên cứu bào chế dung dịch tiêm mesna lOOmg/ml
Bảng 3.60. Công thức dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml
TT
Thành phần
Lưựng/Iọ 4 ml Lượng/mẻ 1000 ml
1
Mesna
400
100 R
2
Dinatri edetat
1 mg
250 mg
3
dd Natri hydroxid 1,0N
pH 7,2-7,6
pH 7,2-7,6
4
Nưóc cất pha tiêm vừa đủ
4 mì
1000 ml
Sục nưóc cất p la tiêm và trước khi
5 Khí nitơ
đc>ng nắp
Đe xuất tiêu chuẩn chất lượng và phương pháp thử của dd tiêm mesna:
(1) Tính chất: dd trong suốt không màu đựng trong lọ thủy tinh không
màu. (2) Độ trong: dd phải trong suốt và không có tiểu phân kiểm tra bằng
mắt thường. (3) Giới hạn tiểu phân không nhìn thấy bằng mắt thường: phải

đạt DĐVN IV. (4) Định tính: Chế phẩm phải thể hiện phép thử định tính
của Mesna. (5) Thể tích: từ 4,0 - 4,6 ml thể tích ghi trên nhãn. (6) pH: 6,58,0. í7) Nội độc tố vi khuẩn: không quá 0,20 IU/mg Mesna. (8) Độ vô
khuẩn: Chế phẩm phải vô khuẩn. Thử theo DĐVN IV. (9) Tạp chất liên
quan: Tạp D: Không quá 3,0%; Tạp chất C: Không quá 0,2%; Tạp chất A,
B, E: Không quá 0,3%; Tạp chất không định danh: Không quá 0,1%; Tổng
tạp đơn không định danh: Không quá 0,3%. (10) Định lượng: chế phẩm


17
phải chứa mesna (C2ĨỈ 5Na 0 3 S2 ) từ 90,0% đến 110,0% so với hàm lượng
ghi trên nhãn.
Bào chế dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml từ nguyên liệu được tổng hợp
theo con đường I và con đường IV, kiểm nghiệm tại Viện kiểm nghiệm
thuốc Trung ưang được xác nhận đều đạt các chỉ tiêu theo tiêu chuẩn cơ sở
đã đề xuất. Theo dõi độ ổn định của nguyên liệu mesna ở điều kiện lão hóa
cấp tốc và điều kiện dài hạn. Ket quả cho thấy dung dịch tiêm mesna ổn
định sau thời gian theo dõi về các chỉ tiêu: hình thức, pH, hàm lượng mesna
và tỉ lệ tạp chất liên quan.
Chương 4. BÀN LUẬN
4.1. Phương pháp tổng hợp mesna
4.1.1. Phản ứng tong hợp natri 2-cloroethansulfonat
Đe tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2-đicloroethan, quá trình
phản ứng kéo dài 22 giờ và yêu cầu sự có mặt của xúc tác. Ưu điểm khi sử
dụng nguyên liệu 1,2-dicloroethan là quá trình thực hiện đơn giản, không
yêu cầu phải nhỏ từ từ dd Na2 SƠ3 như đối với 1,2-dibromoethan (nguyên
liệu thường được sử dụng trong tổng hợp mesna) mà vẫn thu được chất 2
tinh khiết với hiệu suất tương đối cao (81%). Trong quá trình thực nghiệm,
không phát hiện vết sản phẩm phụ disulíonat trên SKLM, cho thấy phản
ứng thế hầu như chỉ xảy ra trên một nguyên tử clo. Phương pháp tinh chế
được cải tiến nhờ kết tinh trong ethanol 96%, sản phẩm 2 tinh khiết hơn.

4.1.2. Phản ứng tổng hợp mesna qua trung gian muối thiouroni
Phản ứng tổng hợp muối 2-JS'-thiouroni ethansulíonat dễ thực hiện, thời
gian ngắn 9 giờ, hiệu suất đạt 75,1% từ nguyên liệu 2, cao hơn so với một
số tài liệu đã công bố: 68% từ nguyên liệu natri 2-bromoethansulfonat, 52%
từ kali 2-cloroethansulfonat. Việc sử dụng xúc tác KBr hoặc KI làm tăng
khả năng phản ứng của tác nhân alkyl clorid 2 nhờ sự trao đổi giữa clo và
brom (hoặc iod) có trong xúc tác.
Một trong những khó khăn gặp phải là chất 4 rất dễ chảy lỏng do hút
ẩm, đồng thời bị oxy hoá khi tiếp xúc với oxy không khí. Do vậy, sau khi
lọc thu được tinh thể 4, cần đưa ngay vào bình hút ấm sạch hoặc tủ sấy


18
chân không được bão hòa khí nitơ. Sản phẩm 4 cũng có thể được sử dụng
để thực hiện ngay phản ứng tiếp theo (tổng hợp mesna).
Đe giảm tác động của nhiệt độ cất quay tới quá trình oxy hóa thiol,
chúng tôi đã tiến hành cất loại phần lớn nước ở pH acid (3/4 thể tích). Đồng
thời trong quá trình điều chỉnh pH về 6,6 cũng như quá trình cất quay,
chúng tôi đảm bảo môi trường trơ bằng cách sục khí nitơ loại đi phần lón
oxy trong không khí.
4.1.3. Phản ứng tổng hợp mesna qua trung gian thioester
Phản ứng tổng hợp thioester xảy ra theo cơ chế Sjự2 sử dụng NaHCCb có
tính base để hoạt hóa nhóm thiol, tăng tính ái nhân của nguyên tử lưu huỳnh
trong phân tử acid thiobenzoic. Cải tiến về cách thức nạp niệu giúp tăng
hiệu suất phản ứng lên 70,1% so với A. Reiner (64,5%). Một điểm mới nữa
theo phương pháp này là nguyên liệu sử dụng 1,2-dicloroethan thay thế 1,2dibromoethan có thể tiết kiệm được chi phí đầu vào.
Đối với phản ứng tổng hợp mesna, tác nhân amoniac có tính kiềm yếu
so với các tác nhân kiềm khác, có ưu điểm là tốc độ thủy phân lón hơn acid,
phản ứng thường ít khi thuận nghịch, ít gây ăn mòn thiết bị. Hiệu suất cao
nhất đề tài đạt được là 75,9%, trong khi tài liệu thu được 84,5% do rất

nhiều nguyên nhân mà một trong số đó là ổn định nồng độ amoni.
4.1.4. Phản ứng tong họp mesna qua trung gian muối Bunte
Tổng hợp mesna qua trung gian muối Bunte đến nay chưa có tác giả nào
mô tả. Vói kết quả thu được, đây là một trong những đóng góp mới của
luận án. Trong đề tài đã tổng hợp chất ố từ natri 2-cloroethansulfonat và
natri thiosulfat theo cơ chế Sjv2, thường cho hiệu suất tốt trong dung môi
phân cực phi proton (chẳng hạn dimethylíbrmamid hoặc dimethylsulíbxid).
Tuy nhiên, trong tổng hợp này, chúng tôi đã sử dụng dung môi là hỗn hợp
nước - ethanol mà vẫn cho hiệu suất phản ứng cao (82,1%). Quá trình phản
ứng cần kiểm soát tốt tỉ lệ mol các chất tham gia phản ứng, nhiệt độ.
Phản ứng thủy phân tổng hợp mesna: Bản chất của quá trình thủy phân
phụ thuộc vào tỉ lệ acid và nước. Khi nồng độ acid thấp, liên kết S-S trong
phân tử muối Bunte khó bị cắt đứt, phản ứng không xảy ra. Khi nồng độ


19
acid quá cao (dd H2 SO4 >70 %) làm giảm lượng nưóc phản ứng dẫn tới quá
trình thủy phân diễn ra không hoàn toàn. Điều này cũng được bàn luận
trong nghiên cứu động học về acid phân muối Bunte của tác giả L.Kice
(1962). Do vậy hiệu suất tổng hợp mesna theo phương pháp này thấp.
4.1.5. Phản ứng tống hợp mesna qua trung gian alkyl trithiocarbonat
Các tài liệu nghiên cứu về thủy phân alkyl trithiocarbonat đã chỉ ra có
thể thủy phân cả dẫn chất monoalkyl và dialkyl trithiocarbonat để tạo ra
thiol (-SH). Điều này làm cơ sở cho chúng tôi tổng hợp dẫn chất monoalkyl
trithiocarbonat 7 và dialkyl trithiocarbonat 7a. Hai chất này chưa được công
bố trong các TLTK. Đe kiểm soát việc hình thành chất 7 hay 7a, điều chỉnh
tỉ lệ mol natri trithiocarbonat so vói chất 2.
Tổng hợp mesna từ 7 là quá trình thủy phân monoalkyl trithiocarbonat
trong môi trường H+ tạo ra aciđ 8, sau đó là quá trình điều chỉnh pH tạo
natri 2~mercaptoethansulfonat. Theo một số TLTK, phản ứng có thể xảy ra

theo cơ chế thủy phân. Tuy nhiên khi thực hiện phản ứng tổng hợp trung
gian vói định hưóng tạo ra dạng dialkỵl trithiocarbonat nhưng không thu
được mesna. Cơ chế được đề xuất bởi c. c. Greco và D. J. Martin như sau:

---^

s

n

N a\ s ^ C ^ s / \ ^

S

0

<3

h3o+

3N a

8

ơ)

(7c)

- ....«S-H»

cs2

HGSL

so 3h

(8)

S(y đồ 4.16. Co' chế thủy phân monoalkyl trithiocarbonat thành mesna
Đe tài cũng tiến hành nghiên cứu sử dụng các tác nhân H2SO4 NH 3 ,
NaBEU, ethanolamin để thủy phân hoặc khử hóa 7a nhưng đều không thu
được mesna. Như vậy, các kết quả thực nghiệm đã khẳng định trong điều
kiện pH 1,4 ở 55 °c mesna được tạo thành từ dẫn chất monoalkyl 7 mà
không phải từ dialkyl 7a.
Việc loại bót natri trithiocarbonat (bằng cách chiết nhanh với
isopropanol hoặc ethanol) trước khi tiến hành thủy phân có nhiều ưu điểm:
(0 Hạn chế sinh ra khí H 2 S và CS2 có mùi khó chịu do Na2CS3 bị phân hủy.


20
Lúc này, phản ứng chỉ tạo ra lượng CS2 trong quá trình thủy phân chất 7 tạo
mesna; (ii) giảm lượng acid H2 SO4 35% sử dụng; (Ui) giảm lượng nước trong
hỗn hợp sau phản ứng, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình cất quay sau đó;
(iv) có thể tái sử dụng natri trithiocarbonat khi tiến hành với qui mô lón.
Tóm lại, so vói các phương pháp đã công bố, phương pháp mới qua
trung gian monoalkyl trithiocarbonat có những ưu điểm như: (?) qui trình
đơn giản vói 3 bước, (ii) điều kiện phản ứng dễ kiểm soát: nhiệt độ thấp
(40-60 °C), (Ui) thời gian ngắn khoảng 4 ngày với qui mô phòng thí
nghiệm, (iv) hiệu suất toàn quá trình đạt 44,3%, cao hơn so với phương
pháp tổng hợp mesna qua trung gian guanidini 2-mercaptoethansulfonat

(40,8%). Thêm vào đó nguyên liệu để tổng hợp theo phương pháp này sẵn
có, có thể đáp ứng ở qui mô lớn hơn.
4.2. Tỉnh chế nguyên liệu mesna đạt tiêu chuấn Dược đỉến Anh 2015
Sử dụng khí trơ trong suốt quá trình tinh chế là một yêu cầu bắt buộc để
ngăn cản mesna tiếp xúc oxy không khí. Khí trơ được sục vào dung môi
trưóc khi sử dụng, trong quá trình để kết tinh, lọc, sấy. Ngoài ra, khống chế
nhiệt độ dưới 55 °c cũng phải được đảm bảo trong quá trình chuyển từ acid
8 về mesna cũng như khi cất quay và sấy. Thực tế cho thấy, mesna ít bị oxy
hóa hơn trong môi trường acid và dễ bị oxỵ hóa trong môi trường kiềm, vì
vậy pH 6,6 được lựa chọn để thực hiện phản ứng chuyển từ acid về mesna.
Trong quá trình tổng hợp và tinh chế nên sử dụng dụng cụ, thiết bị bằng
thủy tinh, tránh sự có mặt của của các ion kim loại.
Ket quả nghiên cứu cũng cho thấy rằng việc sử dụng ethanol 96% ở
nhiệt độ 55 ° c để loại tạp là một phương pháp hiệu quả vói con đường I và
IV. Tiếp tục sử dụng ethanol 96% tinh chế mesna thô được tổng hợp theo
con đường II và con đường III, hàm lượng mesna thu được lần lượt là
97,6% và 98,1% với hiệu suất tương ứng là 82,1% và 84,0%. Đây là một
điểm cải tiến quan trọng trong qui trình tình chế mà chúng tôi đã thực hiện được.
4.4. Nâng cấp qui mô tống họp mesna
Trong những nghiên cứu trước đây đã công bố việc tổng hợp mesna sử
dụng chủ yếu nguyên liệu 1,2-dibromoethan, trong luận án này chúng tôi


21
lựa chọn 1,2-đicloroethan vì: Hiệu suất tương đương, chi phí tổng hợp ít
hơn và ít tạo ra dẫn chất disulíònat hơn.

v ề lựa chọn con đương tổng hợp mesna để nâng cấp qui mô: Đế lựa
chọn con đường IV nâng cấp qui mô tổng hợp mesna chúng tôi căn cứ vào
các tiêu chí sau: Hiệu suất tốt, qui trình ổn định, các phản ứng lặp lại với

hiệu suất biến động không nhiều đạt 50,3%. Hàm lượng mesna sau tổng
hợp đạt 91% cao hơn so với các con đường khác con đường I (86,5%), con
đường II (88,3%), con đường III (88,1%) (hình 4.5).
Khi nâng cấp lên qui mô tổng hợp mesna 100 g/mẻ, con đường IV có
nhiều ưu thế hơn con đường I: 0) hiệu suất con đường VI tăng nhẹ so với
qui mô phòng thí nghiệm (từ 44,3% lên 45,4%) trong khi đó con đường I lại
giảm nhẹ (từ 40,8% còn 40,3%) ; 0 0 thời gian ngắn khoảng 03 ngày tính từ
chất 2, trong khi đó con đưòng I cần thời gian là 5 ngày; (iiĩ) sử dụng dung môi
tinh chế, con đường IV chỉ cần kết tinh 01 lần ethanol 96%, trong khi đó con
đường I cần tói 02 kết tinh trong ethanol 96% để đạt hàm lượng trên 98,0%.
Ngoài ra các nguyên liệu sử dụng đều sẵn có, rẻ tiền, thân thiện môi trường.
4.5. Độc tính và độ ốn định của nguyên liệu mesna
Ket quả thử độc tính đối với nguyên liệu mesna được tổng hợp theo
phương pháp mới qua trung gian monoalkyl trithiocarbonat hoàn toàn phù
hợp vói dữ liệu được nghiên cứu trước đây cũng như thông tin của các cơ
quan quản lý. Vì vậy, nguyên liệu được tổng hợp theo phương pháp mới
(con đường IV) đảm bảo tính an toàn, có thể được sử dụng trong bào chế.
Mesna là một chất rất dễ bị oxy hóa, trong môi trường không khí có thể
xác định ngay được mức độ phân hủy theo ngày. Đặc biệt mesna là dạng
bột xốp nên việc sục khí nitơ trước khi đưa vào lọ bảo quản không thể đảm
bảo thay thế oxy hoàn toàn bằng nitơ. Vì vậy, giải pháp công nghệ trong
trường hợp này là trong quá trình tinh chế, lọc, sấy nguyên liệu, cần phải
đảm bảo trơ. Việc cân bằng tủ sấy khi đưa nguyên liệu ra cũng bằng khí
nitơ. Sau khi sấy xong sản phẩm cần được đưa ngay vào lọ bão hòa khí nitơ
để bảo quản. Nguyên liệu ổn định trong thời gian theo dõi.