^ _ b A i n g h iê n c ứ u 'c ầ i Nghiên cứu tổng hợp Altretamin phản ứng đóng vòng N,N-dimethylcyanamid STUDY ON SYNTHESIS OF ALT RETAMINE USING CYCLIZATION REACTION OF N,N-DIMETHYLCYANAMID Đ in h T h i T h a n h H ả i*, Đ o n M in h S a n g *, T rầ n V iệ t H ù n g * * * Bộ môn Hoá hữu cơ, Trường Đại học DượcHà Nội **Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương - Bộ Ytế SUMMARY A ltr e ta m in e ( h e x a m e th y lm e la m in ) is a p o te n t a n t it u m o u r c o m p o u n d u s e d in th e tr e a tm e n t o f lu n g , b re a s t, o v a r ia n c a n c e r T h e e a rlie s t k n o w n s y n th e s is o f a ltr e ta m in e , b y D o n a ld W K a is e r e t al., is r e p o rte d in 1951 In la s t w o r k w e r e p o rte d th e re s u lts in im p r o v in g th e D o n a l VJ K a is e r's p r o c e d u re a n d o b ta in e d a ltr e ta m in e in th e y ie ld o f % a n d u s in g th e a p p lic a tio n o f m ic r o w a v e te c h n o lo g y in s y n th e s is o f a lt r e t a m in H e re in , w e d e s c rib e d a m e th o d fo r m a k in g a ltr e ta m in e u s in g c y c liz a tio n re a c tio n o f N ,N -d im e th y ic y a n a m id e in t h e p re s e n c e o ftr is ( d im e th y la m id o ) a lu m in iu m T h e s tru c tu re o f s y n th e s iz e d a ltr e ta m in e h a s b e e n c o n fir m e d b y IR, ’ H -N M R , ’^C -N M R a n d m a s s s p e c tro s c o p y T h e q u a lity o f s y n th e s iz e d a ltr e ta m in e w a s c o n tr o lle d a n d m e e ts th e re q u ie r m e n t o f USP 30 Key word; A ltre ta m in e , c y c liz a tio n r e a c tio n , d im e th y lc y a n a m id e , sy n th e s is Đặt vấn đề Altretamin (hexamethylmelamin) thuốc chống ung thư sử dụng Y học để điểu trị ung thư phổi, ung thư buồng trứng, ung thư vú, loại ung thư phổ biến Loại thuốc sử dụng điểu trị ung thư với biệt dược Hexastat (Pháp), Hexinawas (Tây Ban Nha), Altretamin (Mỹ), Hexalen (US Bioscience - Mỹ) v.v [1] Quy trình tổng hợp altretamine công bố Donald w Kaiser cộng năm 1951 [5] Trong báo cáo trước đây, công Thông tin t ^ c So 2/2011 bố kết nghiên cứu cải tiến quy trình tổng hợp altretamin Donald w Kaiser phù hợp với điểu kiện thực tiễn Việt Nam nghiên cứu ứng dụng kỹ thuật vi sóng xúc tác zeolit tổng hợp Altretamin từ nguyên liệu đẩu cỵanuric clorid dimethỵlamin [2],[3] Trong công trình công bố kết nghiên cứu xây dựng quy trình tổng hợp altretamin phản ứng đóng vòng nguyên liệu ban đẩu /V,/V-dimethylcyanamicl xúc tác tris(dimethylamido)aluminium Thực nghiệm kết Dung môi, hóa chất dụng cụ Nguyên liệu, hóa chất: A/,Ạ/-dimethylcyanamid, tris(dimethylamido)aluminium, cồn tuyệt đối, ethyl acetat, natri clorid khan, altretamin chuẩn Thiết bị: Sử dụng thiết bị tổng hợp hữu thông thường, sắc kýlớp mỏng (SKLM) tiến hành mỏng silicagel Kieselgel 60 F254 (Merck), nhiệt độ nóng chảy đo máy Electrothermal Digital Các thiết bị ghi phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân {'H-NMR v a ’2C-NMR) Phương pháp nghiên cứu Áp dụng phương pháp thực nghiệm hóa học hữu để tổng hợp sản phẩm dự kiến Theo dõi tiến trình phản ứng tổng hợp SKLM Xác định cấu trúc altretamin tổng hợp dựa kết phân tích phổ hồng ngoại (IR) phổ khối lượng (MS), phổ cộng hưởng từ hạt nhân CH-NMR '^CNMR) Kiểm nghiệm kiểm nghiệm altretamin tổng hợp theo tiêu chuẩn Dược điển Mỹ USP30 (2007) [7], Kết Kết tổng hợp hoá học H^c N H-jd c ‘N [AI{NMe2)il2 - N HsC-fg'' ''M I CH;i MW:70,5 N.Mmethỵlcỵonomid MW:467 kết tinh lại thu Trong trình nghiên cứu, sử dụng qui trình tổng hợp chung mô tả đây, tiến hành khảo sát yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng nhưtỷlệ mol chất tham gia phản ứng, thời gian phản ứng, dung môi phản ứng Kết nghiên cứu thực nghiệm sơ chúng tôi, công bố tài liệu mà tham khảo cho thấy nhiệt độ tiến hành phản ứng thích hợp nhiệt độ phòng [6 ] Kết khảo sớt cụ thể sau: Khảo sát ảnh hưởng thời gian tiến hành phản ứng: Trong công bố Peter Dornan cộng không để cập đến thời gian tiến hành phản ứng Tuy nhiên, công bố khác Antonio Herrera cộng sự, thời gian phản ứng đóng vòng trime hóa để tạo nên dẫn xuất 1,3,5-triazin với xúc tác Tf20 (Trifluoromethanesulfonic anhỵdride) 12h [4].Từđó, tiến hành khảo sát mốc thời gian tiến hành phản ứng từ 12-28h Các thông số khác cố định sau: Tỷ lệ dimethylcyanamid/ tris(dimethyl-amido)aluminium = :0 , ;dung môi n-hexan; tiến hành phản ứng nhiệt độ phòng Với mốc thời gian, tiến hành thí nghiệm khác lấy kết trung bình Kết ghi bảng Bầng Hiệu suát phản ứng tổng hợp theo thời giơn tiến hành phản ứng CH MW :2W Thời gian (h) 12 16 20 24 28 Hiệu suất (%) 38 58 66 80 80,1 Altretomin Sơ đồ phản ứng: Trong còng trình tiến hành nghiên cứu tổng hợp altretamin phản ứng đóng vòng /V,A/-dimethỵlcyanamicl với xúc tác tris(dimethylamido)aluminium dựa phương pháp tổng hợp altretamin tác giả Peter Doman cộng [6 ] Qui trình tổng hợp bao gồm bước sau: - Bước 1: Khuấy trộn hỗn hợp N,Ndimethỵlcyanamid tris(dimethyl-annido) aluminium n-hexan, nhiệt độ phòng Hỗn hợp đục dần xuất tủa trắng - Bước 2: Sau kết thúc phản ứng, cất quay loại dung môi - Xử lý hỗn hợp phản ứng: hòa tan hỗn hợp dung môi EtOAc : H p Chiết lớp dung môi hữu cơ, rửa hai lẩn với dung dịch NaCI bão hòa, gạn lấy lớp AcOEt làm khan Na^so^ khan Lọc Cất quay loại dung môi AcOEt Tinh chế phương pháp Nhận xét: kết khảo sát ảnh hưởng thời gian đến hiệu suất phản ứng cho thấy thời gian thích hợp cho phản ứng tổng hợp altretamin 24h Khi tăng thời gian phản ứng tổng hợp hiệu suất phản ứng tổng hợp thay đổi không đáng kể Khảo sát ảnh hưởng dung môi phản ứng: Từ kết trên, cố định thời gian tiến hành phản ứng 24h thông số khác khảo sát hiệu suất phản ứng tổng hợp thay đổi dung môi phản ứng khác Theo số tài liệu mà tham khảo phản ứng đóng vòng để tổng hợp số dẫn chất 1,3/5-triazin, dung môi thường sử dụng dicloromethan, tetrahydrofuran (THF), hexan, cyclohexan [4] Chúng tiến hành thí nghiệm dung môi: dicloromethan, tricloromethan, tetraclorocarbon, n-hexan, cyclohexan Với dung môi, tiến hành thí nghiệm khác lấy kết trung bình Kết thể BÀI NGHIÊN CỨU > % bảng Báng Hiệu suốt phàn ứng theo dung môi tiẽỉì hành phân ứng Dung môi phản ứng Dicloromethan Tricloromethan Tetraclorocarbon n-Hexan Cyclũhexan Hiệu suất 45,6% 46,8% 38,0% 80,8% 75,0% Nhận xét: kết khảo sát ảnh hưởng dung mỏi phản ứng đến hiệu suất phản ứng đóng vòng tổng hợp altretamin cho thấy dung môi thích hợp cho phản ứng đóng vòng tổng hợp altretamin n-hexan - Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol hợp phân tham gia phán ứng: Từ kết trên, tiến hành phản ứng tổng hợp theo quy trình với thông số trì sau: dung môi phản ứng n-hexan; thời gian tiến hành phản ứng tổng hợp 24h; tiến hành phản ứng nhiệt độ phòng Chúng tiến hành khảo sát tỷ lệ mol tris(dimethỵlamido)aluminium/ dimethỵlcyanamid để khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol hợp phẩn tham gia phản ứng tới hiệu suất phản ứng tổng hợp Với tỷ lệ, tiến hành thí nghiệm khác lấy kết trung bình Kết thể bảng Bàng i Hiệu suốt theo tỷ lệ mol hợp phán thũm giũ phán ứng STT Tỷ lệ dimethylcyanamid /tris(ditnethylamido)aluminium 1:0.01 80,0 172,5-173,0 1:0.0125 82,0 172,8- 173,4 1:0.015 81,6 172,6-173,3 1:0.0175 82,0 172,0-173,0 1:0.02 82,0 172,8-173,5 Hiêu suất ■(%) Nhiệt độ nóng chẩy (“C) Nhận xét: từ kết khảo sát ảnh hưởng tỉ lệ xúc tác Tris(dimethylamido)aluminium đến hiệu suất phản ứng tổng hợp, nhận thấy với tỉ lệ dimethylcyanamid/tris(dimethylamido)aluminium = 1:0,0125 cho hiệu suất phản ứng tổng hợp cao (82%) Khi tăng tỷ lệ lên, hiệu suất thay đổi không đáng kể Như tỉ lệ dimethylcyanamid/ tris(dimethylamido)-aluminium thích hợp : 0,0125 Thực nghiệm tổng hợp Altretamin Sau khảo sát thông số thích hợp, xây dựng quy trình tổng hợp altretamin sau: Cân khoảng 70,5g (Imol) dimethylcỵanamid 5,83g tris(dimethylamido)-aluminium (0,0125mol %) hòa tan 200ml n-hexan Khuấy nhiệt độ phòng Hỗn hợp đục dần xuất tủa trắng Sau 24h, kết thúc phản ứng xử lý hỗn hợp cách cất quay loại dung môi Xửlýhỗn hợp phản ứng: Cắn thô thu hòa tan 800ml hỗn hợp dung môi EtOAc: HjO Dùng phễu chiết, chiết lớp dung môi hữu sau rửa lớp EtOAc hai lần, lần với 120ml dung dịch NaCI bão hòa Rồi gạn lớp EtOAc làm khan Na^so^ khan Lọc qua phễu lọcthủytinh cất quay loại dung môi EtOAc thu cắn thô Tinh chế phương pháp kết tinh lại thu sản phẩm có tinh thể hình kim màu trắng Hiệu suất 80%; nhiệt độ nóng chảy 174-175°c Kết xác định cấu trúc altretamin tổng hợp Để khẳng định cấu trúc altretamin tổng hợp tiến hành phân tích phổ IR, MS, 'H-NMR, '^C-NMR altretamin tổng hợp so sánh với kết phân tích phổ IR, MS, 'H-NMR, '^CNMR altretamin chuẩn Từ kết phân tích phổ uv, IR, MS, 'H-NMR, - NMR altretamin tổng hợp altretamin chuẩn cho phép kết luận altretamin tổng hợp tinh khiết có cấu trúc dự kiến Kết kiểm nghiệm altretamin theo tiêu chuẩn DượcđienMỹUSPSO Sau thử độ tinh khiết xác định cấu trúc altretamin tổng hợp tiến hành kiểm nghiệm altretamin tổng hợp theo tiêu chuẩn Dược điển Mỹ USP30 (2007) [7], phòng Hoá lý - Khoa Vật lý đo lường - Viện Kiểm nghiệm thuốc trung ương - Bộ Y Tế c/)ấf chuẩn; Altretamin hãng Aldrich (USA) Kết kiểm nghiệm: Càn theo kết phiếu kiểm nghiệm SỐ41G 181, ngày 24/01/2011 Viện Kiểm nghiệm thuốc trung ương - Bộ Y Tế cho thấy altretamin tổng hợp đạt yêu cầu tiêu định tính định lượng theo Dược điển Mỹ USP 30 (2007) Kết luận Đã tiến hành khảo sát thông sốcủa phản ứng tổng hợp altretamin xác định thông số thích hợp cho phản ứng tổng hợp altretamin phản ứng đóng vòng /V,Ạ/-dimethylcỵanamid với xúc tác tris(dimethylamido)-aluminium: Dung môi phản ứng thích hợp n-hexan, thời gian tiến hành Bàng Két phân tích phổIR, MS, 'H-NMR, ’Ĩ-N M R Altretamin chuẩn Altretamin tổng hợp IR (KBrL V max™ ' s max e m ' 2865 (Carom-N-CH^); 2781 (C-H/CHj-N); 1540 (C= N); 1390 (CH3); 1212 (C-N) 2860 (Carom-N-CHJ; 2776 (C -H /C H -N ), 1539 (C = N); 1388 ( - C H j) ;1 ( C -N ) El M S ( m /z ,% ) ( M ; 95 [M + -.C H ]; 67 [M + - N (C H ,)J ; 152 210 ( M ; 195 [M+ -.C H ] ; 167 [M+ - N iC H j)^ ]; 152 [195 [1 - N P j l J ; [1 - [N H = C -N (C H ) J ; 81 [1 - - N(CH ) ^ [1 - [N H = C -N (C H j)j ]; 81 [1 - N H = C - N H = C -N (C H )"] N(CH,ụ 'H-NMR(ppm) 3,03 (s,18H,6-CHj) 3,03(s,18H,6-CH,) '^C-NMR(ppnn) 165,09 (s,3C,^„,J, 35,06 (s,6C,6-CH,) 165,09(s,3 C ,„,J ,3 ,0 ( s,6C,6-CH3) Số liệu phân tích phổ phản ứng tổng hợp 24h, nhiệt độ phản ứng lành/êfđộphòng, tỷlệxúctáctris(dim ethyla m ido) aluminium thích hợp /\/,/\/-dimethylcyanamid/ tris(dimethylamido)aluminium = 1:0,0125 Đã xây dựng quy trình tổng hợp altretaminđạttiêu chuẩn dược dụng phản ứng đóng vòng từ A/,W-dimethylcyanamicl quy mô 50g với thông số thích hợp, đạt hiệu suất 80% TÀI LIỆU THAM KHẢO Đỗ Trung Đàm (1995), Thuốc chữa ung thư, NXB Y học Hà Nội, trang 137-138 Đinh Thị Thanh Hải, Hoàng Thu Trang (2010), "Nghiên cứu tổng hợp thuốc điều trị ung thư Altretamin", Tạp chí Dược học, sổ 407, trang 25-27,50 Đinh Thị Thanh Hải, Lê Văn Mạnh (2010), "Nghiên cứu tổng hợp thuốc điều trị ung thư Altretamin", Tạp chí Dược học, số 410, trang 34-37 Antonio Herrera, Roberto Martinez et al (2004), "A partical and easy synthesis o f 2,4,6-trisubstituted-s-triazines", Synthesis, No4, pp 503-505 w Kaiser et al (1951), "Cyanuric cloride derivatives", Journal o f American Chemistry Society, Vol.73, pp 2984-2986 Peter Dornan et al (2008), "Atom efficient cyclotrimerization o f dimethylcyanamide catalyzed by aluminium amide: acombined Donald experimental and theoretical investigation” Chemical Communication, Vol.44, pp 3645-3647 USP 30 (2007),The United States Pharmacopeia, The United States Pharmacopeial convention, Inc., volum II, p.l 330 SỖ 2/2011 i Nghiên Cứu duợcThông tin thuốc ■45 ... dung mỏi phản ứng đến hiệu suất phản ứng đóng vòng tổng hợp altretamin cho thấy dung môi thích hợp cho phản ứng đóng vòng tổng hợp altretamin n-hexan - Khảo sát ảnh hưởng tỷ lệ mol hợp phân tham... sốcủa phản ứng tổng hợp altretamin xác định thông số thích hợp cho phản ứng tổng hợp altretamin phản ứng đóng vòng /V,Ạ/-dimethylcỵanamid với xúc tác tris(dimethylamido)-aluminium: Dung môi phản ứng. .. hưởng thời gian đến hiệu suất phản ứng cho thấy thời gian thích hợp cho phản ứng tổng hợp altretamin 24h Khi tăng thời gian phản ứng tổng hợp hiệu suất phản ứng tổng hợp thay đổi không đáng kể Khảo