Luận án tiến sĩ: Nghiên cứu quy trình tổng hợp afatinib dimaleat tại Trường Đại học Dược Hà Nội

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ NGỌC NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP AFATINIB DIMALEAT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC HÀ NỘI, NĂM 2021 luan an BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI NGUYỄN THỊ NGỌC NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH TỔNG HỢP AFATINIB DIMALEAT LUẬN ÁN TIẾN SĨ DƯỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM & BÀO CHẾ THUỐC MÃ SỐ: 9720202 Người hướng dẫn khoa học: GS. Nguyễn Đình Luyện TS. Nguyễn Văn Hải HÀ NỘI, NĂM 2021 luan an LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kì công trình nào khác.

Nguyễn Thị Ngọc luan an LỜI CẢM ƠN Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất GS. Nguyễn Đình Luyện và TS. Nguyễn Văn Hải, hai Thầy đã tận tình dìu dắt, chỉ bảo, hướng dẫn, giúp đỡ và có những động viên sâu sắc để tôi có động lực hoàn thành được luận án này. Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn đến PGS.

Đinh Thị Thanh Hải, TS. Nguyễn Văn Giang, TS. Đào Nguyệt Sương Huyền và toàn thể các thầy cô giáo tại Bộ môn Công nghiệp dược - Trường đại học Dược Hà Nội đã ủng hộ và động viên tôi trong suốt quá trình nghiên cứu. Tôi xin gửi lời cảm ơn đến sự gúp đỡ, cộng tác của Thầy cô, anh chị công tác tại các Quý cơ quan: Viện Hóa học - Viện Hàn lâm khoa học và Công nghệ Việt Nam, Khoa Hóa học - Trường đại học Khoa học tự nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội, Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương, Viện Công nghệ dược phẩm quốc gia.

Tôi xin chân thành cảm ơn Đảng ủy, Ban giám hiệu, Phòng sau đại học, các Phòng chức năng, Bộ môn chuyên ngành công nghệ dược phẩm và bào chế thuốc – Trường đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi, giúp đỡ tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô lãnh đạo Khoa Dược, Bộ môn Bào chế và Công nghiệp dược – Trường đại học Y Dược Thái Nguyên, các quý đồng nghiệp đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập và hoàn thành luận án. Tôi xin chân thành cảm ơn đến các thế hệ sinh viên, dược sĩ K69, K70, K71 của Trường Đại học Dược Hà Nội đã cùng tôi làm việc để hoàn thành được những kết quả trong luận án. Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến bố mẹ, người thân, bạn bè đã luôn động viên và tạo động lực giúp tôi phấn đấu để hoàn thành luận án.

Nguyễn Thị Ngọc luan an MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ DANH MỤC CÁC HÌNH DANH MỤC CÁC BẢNG ĐẶT VẤN ĐỀ. Tổng quan về afatinib dimaleat. Cấu trúc và tính chất hóa lý. Tác dụng dược lý và ứng dụng trong điều trị.

Các phương pháp tổng hợp afatinib dimaleat. Tổng hợp afatinib base. Tạo muối afatinib dimaleat. Tổng quan về yêu cầu chất lượng của nguyên liệu afatinib dimaleat.

Tổng quan về các phương pháp tổng hợp khung quinazolin. Phương pháp ngưng tụ acid anthranilic với formamid. Phương pháp ngưng tụ aminobenzophenon với benzylamin. Phương pháp ngưng tụ giữa (2-bromophenyl)methylamin với amid.

Phương pháp ngưng tụ giữa N-arylamidin và isonitril. Phương pháp ngưng tụ với DMF-DMA qua trung gian base Schiff. Phương pháp tổng hợp khung quinazolin thông qua gốc tự do. Phương pháp tổng hợp dựa trên chuyển vị quang hóa Fries.

Phương pháp đóng vòng hợp chất pyrimidin enediyn. Phương pháp tổng hợp quinazolin theo Niementowski. Phương pháp ngưng tụ acetanilid với urethan. Phương pháp ngưng tụ axit N-acylanthranilic với các amin.

Phương pháp ngưng tụ 2-(4,5-dihydro-1H-imidazol-2-yl)anilin với cyanogen bromid. Một số phương pháp tổng hợp amid từ amin thơm và ứng dụng trong tổng hợp thuốc. Tổng hợp amid từ acid carboxylic. Tổng hợp amid từ halogenid acid.

Tổng hợp amid từ anhydrid. Tổng hợp amid từ nguyên liệu ester. Tổng hợp amid theo phản ứng trao đổi amid. Tổng hợp amid từ nguyên liệu alcol.

Tổng hợp amid từ các nguyên liệu khác. Phân tích và lựa chọn con đường tổng hợp. Lựa chọn con đường tổng hợp afatinib dimaleat. Lựa chọn phương pháp tổng hợp alcol (S)-3-hydroxytetrahydrofuran (9).

Lựa chọn phương pháp tổng hợp acid (E)-4-dimethylaminobut-2-enoic hydroclorid (93). NGUYÊN LIỆU, TRANG THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. Nguyên liệu và thiết bị. Thiết bị, dụng cụ sử dụng.

Nội dung nghiên cứu. Phương pháp nghiên cứu. Phương pháp tổng hợp hóa học. Phương pháp kiểm nghiệm chất lượng của sản phẩm.

Phương pháp nghiên cứu độ ổn định của afatinib dimaleat tổng hợp được. Thử độc tính của sản phẩm afatinib dimaleat. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ. Khảo sát phản ứng tổng hợp afatinib dimaleat ở quy mô 2 g/mẻ.

Khảo sát tổng hợp khung quinazolin (N-03a, N-03b) từ acid 2-amino- 4-clorobenzoic (N-01a) và acid 2-amino-4-fluorobenzoic (N-01b). Khảo sát tổng hợp dẫn chất sulfon N-06a và N-06b từ các nguyên liệu N-03a và N-03b. Khảo sát tổng hợp ether (S)-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitro-7- ((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)quinazolin-4-amin (N-10). Khảo sát tổng hợp afatinib base.

Tạo muối afatinib dimaleat. Khảo sát phương pháp tinh chế afatinib dimaleat. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở (TCCS). Xây dựng quy trình tổng hợp afatinib dimaleat 20 g/mẻ đạt tiêu chuẩn cơ sở đã xây dựng.

Sơ đồ tổng quát của quy trình. Mô tả quy trình tổng hợp afatinib dimaleat đạt TCCS quy mô 20 g/mẻ. Kết quả kiểm nghiệm sản phẩm afatinib dimaleat tổng hợp được ở quy mô 20 g/mẻ theo tiêu chuẩn cơ sở đã xây dựng. Kết quả thử độ ổn định.

Kết quả đánh giá ở điều kiện lão hóa cấp tốc. Kết quả đánh giá ở điều kiện thực. Kết quả dự đoán tuổi thọ. Kết quả thử độc tính của sản phẩm afatinib dimaleat.

Kết quả thử nghiệm với mức liều thứ nhất. Kết quả thử nghiệm với mức liều thứ hai. Kết quả thử nghiệm với mức liều thứ ba. Kết quả phân loại độc dựa trên các mức liều đã thử.

Về phản ứng tổng hợp các trung gian và sản phẩm afatinib dimaleat. Các phản ứng tổng hợp trung gian chứa khung quinazolin: 7-cloro-N- (3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin-4-amin (N-05a) và 7-fluoro-N-(3- cloro-4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin-4-amin (N-05b). Các phản ứng tổng hợp dẫn chất sulfon N-06a, N-06b, N-06’a, N-06’b. Các phản ứng tổng hợp (S)-3-hydroxytetrahydrofuran (N-09) từ acid L-malic.

Phản ứng tạo (S)-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitro-7- ((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)quinazolin-4-amin (N-10). Các phản ứng tổng hợp acid (E)-4-dimethylaminbut-2-enoic (N-13) 147 4. Phản ứng tổng hợp afatinib base và tạo muối afatinib dimaleat. Về quá trình tinh chế afatinib dimaleat đạt tiêu chuẩn cơ sở.

Về cấu trúc của sản phẩm tổng hợp được. Cấu trúc của 7-cloroquinazolin-4-(3H)-on (N-02a) và 7- fluoroquinazolin-4-(3H)-on (N-02b). Cấu trúc của 7-fluoro-6-nitroquinazolin-4-(3H)-on (N-03a) và 7- fluoro-6-nitroquinazolin-4-(3H)-on (N-03b). Cấu trúc của 4,7-dicloro-6-nitroquinazolin (N-04a).

Cấu trúc của 7-cloro-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin-4- amin (N-05a) và 7-fluoro-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitroquinazolin-4- amin(N-05b). Cấu trúc của các sulfon trung gian N-06a, N-06b, N-06’a, N-06’b. Cấu trúc các trung gian tổng hợp (S)-3-hydroxytetrahydrofuran (N-09). Cấu trúc của (S)-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitro-7- ((tetrahydrofuran-3-yl)oxy)quinazolin-4-amin (N-10) được tổng hợp từ nguyên liệu N-06a hoặc N-05b.

Cấu trúc của (S)-N4-(3-cloro-4-fluorophenyl)-7-((tetrahydrofuran-3- yl)oxy)-quinazoline-4,6-diamin (N-11). Cấu trúc của các trung gian acid (E)-4-bromobut-2-enoic (N-12) và acid (E)-4-dimethylaminbut-2-enoic (N-13). Cấu trúc của afatinib base và afatinib dimaleat. Về những cải tiến, xử lí môi trường và các lưu ý về an toàn lao động trong quy trình tổng hợp.

Những cải tiến và xử lí môi trường trong quy trình tổng hợp. Các lưu ý về an toàn lao động trong quy trình tổng hợp. Về độ ổn định của sản phẩm afatinib dimaleat tổng hợp được. Về thử độc tính cấp của sản phẩm afatinib dimaleat .166 luan an KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .169 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ .170 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC luan an DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT 13 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon 13 (Carbon 13 nuclear C-NMR magnetic resonance) 1 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton (Proton nuclear magnetic H-NMR resonance) AcOH Acid acetic AIBN Azobisisobutyronitril ALK ALK tyrosine kinase (Anaplastic Lymphoma Kinase) AR Thuốc thử phân tích (Analytical reagent) AUC Diện tích dưới đường cong BCRP Protein kháng ung thư vú (Breast cancer resistance protein) bh Bão hòa n-Bu n-Butyl t-Bu tert-Butyl CrCl Độ thanh thải creatinin (creatinine clearance) CrCl Độ thanh thải creatinin (Creatinine clearance) Cmax Nồng độ thuốc tối đa trong huyết tương Tiêu chuẩn thông dụng để đánh giá các biến cố bất lợi (Common CTCAE Terminology Criteria for Adverse Events) CTCT Công thức cấu tạo CTPT Công thức phân tử DBU 1,8-diazabicyclo [54]undec-7-en DCM Dicloromethan DĐVN V Dược điển Việt Nam V DEPT Phổ DEPT (Distortionless enhancement by polarization transfer) DMF N,N-Dimethylformamid DMSO Dimethyl sulfoxid luan an đvC Đơn vị Carbon Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (epidermal growth factor EGFR receptor) eGFR Tỷ lệ lọc cầu thận ước tính (estimated glomerular filtration rate) Cơ quan Quản lí Dược phẩm châu Âu (European Medicines EMA Agency) Et Ethyl (-C2H5) EtOAc Ethyl acetat Cục quản lí Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (Food and Drug FDA Administration) g Gam Hệ thống Hài hòa toàn cầu về Phân loại và Ghi Nhãn Hóa Chất GSH (Globally Harmonized System of Classification and Labeling of Chemicals) h Giờ H Hiệu suất Yếu tố tăng trưởng biểu bì 2 (Human epidermal growth factor HER2 receptor) Phổ tương quan đa liên kết dị nhân (Heteronuclear Multiple Bond HMBC Correlation) Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid HPLC Chromatography) Phổ tương quan đơn lượng tử dị nhân (Heteronuclear single HSQC Quantum Coherence) IPA Isopropanol IR Phổ hồng ngoại (Infrared) Liên minh Quốc tế về Hóa học cơ bản và Hóa học ứng dụng IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) KLPT Khối lượng phân tử KQKS Kết quả khảo sát luan an m/z Tỷ số giữa khối lượng và điện tích của các ion Me Methyl (-CH3) MS Phổ khối lượng (Mass spectrometry) NSCLC Ung thư phổi không tế bào nhỏ (non-small cell lung cancer) OECD Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế (Organization for Economic Cooperation and Development) one-pot Các phản ứng liên tiếp được thực hiện trong cùng một bình Cục Dược phẩm và Thiết bị Y tế Nhật Bản (Pharmaceuticals and PMDA Medical Devices Agency) PTSA Acid p-toluensulfonic mohydrat (p-TsOH.H2O) Rf Hệ số lưu giữ (Retention factor) SKLM Sắc ký lớp mỏng SCLC Ung thư phổi tế bào nhỏ (small cell lung cancer) TB Giá trị trung bình TCCS Tiêu chuẩn cơ sở TEA Triethylamin (Et3N) THF Tetrahydrofuran SLCL Ung thư phổi tế bào nhỏ (small cell lung cancer) TKI Chất ức chế tyrosin-kinase (tyrosine-kinase inhibitor) Tmax Thời gian thuốc đạt nồng độ tối đa trong huyết tương TMS Tetramethylsilan tonc Nhiệt độ nóng chảy δ Độ chuyển dịch hóa học luan an DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1.1 Sơ đồ phân tích ngược cấu trúc phân tử afatinib base .2 Tổng hợp afatinib bằng phản ứng tạo liên kết amid .