Nghiên Cứu Nâng Quy Mô Tổng Hợp Pazopanib Hydrochlorid Khóa Luận Tốt Nghiệp Dược Sĩ

Nghiên cứu nâng quy mô tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid tại Trường Đại Học Dược Hà Nội là một bước tiến quan… 85 trang · Trường Đại Học Dược Hà Nội · 2024.

• Tác giả: Lê Phương Thanh
• Người hướng dẫn: PGS. Nguyễn Văn Hải
• Trường học: Trường Đại Học Dược Hà Nội
• Chuyên ngành: Dược Sĩ
• Đề tài: Nghiên Cứu Nâng Quy Mô Tổng Hợp Pazopanib Hydrochlorid
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2024
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• 1. TỔNG QUAN VỀ PAZOPANIB HYDROCLORID
• 1.1. Cấu trúc hóa học
• 1.2. Phương pháp kiểm nghiệm
• 1.3. Cơ chế tác dụng và chỉ định
• 1.4. Phương pháp tổng hợp pazopanib hydrochlorid
• 1.4.1. Phương pháp sử dụng chất trung gian 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin (5)
• 1.4.2. Phương pháp sử dụng chất trung gian N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin
• 1.4.2.1. Phương pháp của Mei và cộng sự
• 1.4.2.2. Phương pháp của Haas và cộng sự
• 1.4.2.3. Phương pháp của Reddy và cộng sự
• 1.4.2.4. Phương pháp của Nguyễn Tấn Thành và cộng sự
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Nguyên liệu và thiết bị
• 2.2. Nội dung và phương pháp nghiên cứu
• 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ
• 3.1. Kết quả thực nghiệm
• 3.1.1. Cải tiến quy trình, nâng cấp quy mô tổng hợp N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4) theo con đường 1 qua chất trung gian (4) ở quy mô 2 g/mẻ
• 3.1.2. Cải tiến quy trình tổng hợp N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4) theo con đường 2 qua chất trung gian PT2 và PT3 ở quy mô 2 g/mẻ
• 3.1.3. Lựa chọn con đường tổng hợp N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4)
• 3.1.4. Cải tiến quy trình, nâng cấp quy mô tổng hợp N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4) lên 20 g/mẻ theo con đường 1
• 3.1.5. Cải tiến quy trình, nâng cấp quy mô tổng hợp pazopanib hydrochlorid (PT1)
• 3.1.6. Tóm tắt các giai đoạn nâng cấp quy mô tổng hợp pazopanib hydrochlorid
• 3.2. Xác định cấu trúc bằng các phương pháp phổ
• 3.2.1. Kết quả phân tích phổ hồng ngoại (IR)
• 3.2.2. Kết quả phân tích phổ khối lượng (MS)
• 3.2.3. Kết quả phân tích phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR)
• 3.3. Các vấn đề cần nghiên cứu khi nâng cấp quy mô
• 3.4. Bàn luận về con đường tổng hợp
• 3.5. Bàn luận về các phản ứng tổng hợp hóa học
• 3.6. Bàn luận về kết quả phân tích phổ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC
• 1. DANH MỤC CÁC CHỮ, CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
• 2. DANH MỤC CÁC BẢNG
• 3. DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Tóm tắt

I. Tổng quan về Nghiên Cứu Nâng Quy Mô Tổng Hợp Pazopanib Hydrochlorid

Nghiên cứu nâng quy mô tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid tại Trường Đại Học Dược Hà Nội là một bước tiến quan trọng trong việc phát triển dược phẩm tại Việt Nam. Pazopanib Hydrochlorid là một loại thuốc chống ung thư có hiệu quả cao trong điều trị ung thư biểu mô tế bào thận (RCC). Việc nâng quy mô tổng hợp không chỉ giúp giảm chi phí sản xuất mà còn đảm bảo nguồn cung cho bệnh nhân. Nghiên cứu này nhằm cải tiến quy trình tổng hợp và nâng cao hiệu suất sản xuất.

1.1. Giới thiệu về Pazopanib Hydrochlorid và ứng dụng

Pazopanib Hydrochlorid là một chất ức chế tyrosin kinase, có tác dụng trong điều trị ung thư. Thuốc này giúp ngăn chặn sự phát triển của khối u bằng cách ức chế các thụ thể VEGFR và PDGFR. Việc nghiên cứu và phát triển Pazopanib Hydrochlorid tại Việt Nam là cần thiết để đáp ứng nhu cầu điều trị cho bệnh nhân.

1.2. Tầm quan trọng của nghiên cứu nâng quy mô tổng hợp

Nâng quy mô tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid giúp cải thiện hiệu suất sản xuất và giảm chi phí. Điều này không chỉ mang lại lợi ích kinh tế mà còn đảm bảo thuốc có sẵn cho bệnh nhân. Nghiên cứu này cũng góp phần vào sự phát triển của ngành công nghiệp dược phẩm tại Việt Nam.

II. Vấn đề và Thách thức trong Nghiên Cứu Pazopanib Hydrochlorid

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về Pazopanib Hydrochlorid, nhưng vẫn tồn tại nhiều thách thức trong việc nâng quy mô tổng hợp. Các phương pháp hiện tại thường gặp khó khăn về hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Việc cải tiến quy trình tổng hợp là cần thiết để khắc phục những vấn đề này.

2.1. Các vấn đề trong quy trình tổng hợp hiện tại

Các phương pháp tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid hiện tại thường dẫn đến nhiều sản phẩm phụ và hiệu suất không cao. Điều này gây khó khăn trong việc sản xuất quy mô lớn và ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm cuối cùng.

2.2. Thách thức trong việc cải tiến quy trình

Cải tiến quy trình tổng hợp đòi hỏi nghiên cứu kỹ lưỡng về các điều kiện phản ứng và lựa chọn chất trung gian phù hợp. Việc tìm kiếm các phương pháp mới và hiệu quả hơn là một thách thức lớn trong nghiên cứu này.

III. Phương Pháp Nâng Quy Mô Tổng Hợp Pazopanib Hydrochlorid

Nghiên cứu này áp dụng các phương pháp tổng hợp mới nhằm nâng quy mô sản xuất Pazopanib Hydrochlorid lên 20 g/mẻ. Các phương pháp này bao gồm việc sử dụng chất trung gian N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin để cải thiện hiệu suất và chất lượng sản phẩm.

3.1. Phương pháp sử dụng chất trung gian N 2 3 trimethyl 2H indazol 6 amin

Phương pháp này cho phép tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid với hiệu suất cao hơn. Việc sử dụng chất trung gian này giúp giảm thiểu số bước trong quy trình tổng hợp, từ đó nâng cao hiệu quả sản xuất.

3.2. Cải tiến quy trình tổng hợp hiện tại

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc cải tiến quy trình tổng hợp có thể đạt được thông qua việc tối ưu hóa các điều kiện phản ứng và lựa chọn dung môi phù hợp. Điều này không chỉ giúp tăng hiệu suất mà còn giảm thiểu sản phẩm phụ.

IV. Kết Quả Nghiên Cứu và Ứng Dụng Thực Tiễn

Kết quả nghiên cứu cho thấy quy trình tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid đã được cải tiến đáng kể. Hiệu suất tổng hợp đạt được là 76%, cho thấy tiềm năng ứng dụng trong sản xuất quy mô lớn. Những kết quả này mở ra cơ hội cho việc sản xuất thuốc tại Việt Nam.

4.1. Hiệu suất tổng hợp đạt được

Nghiên cứu đã đạt được hiệu suất tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid lên đến 76%. Điều này cho thấy quy trình mới có khả năng sản xuất hiệu quả hơn so với các phương pháp trước đây.

4.2. Ứng dụng trong điều trị ung thư

Với quy trình tổng hợp hiệu quả, Pazopanib Hydrochlorid có thể được sản xuất với chi phí thấp hơn, từ đó giúp bệnh nhân tiếp cận thuốc dễ dàng hơn. Điều này có ý nghĩa lớn trong việc điều trị ung thư tại Việt Nam.

V. Kết Luận và Tương Lai của Nghiên Cứu Pazopanib Hydrochlorid

Nghiên cứu nâng quy mô tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid tại Trường Đại Học Dược Hà Nội đã mở ra hướng đi mới cho ngành công nghiệp dược phẩm Việt Nam. Những kết quả đạt được không chỉ có giá trị trong nghiên cứu mà còn trong ứng dụng thực tiễn.

5.1. Tóm tắt kết quả nghiên cứu

Kết quả nghiên cứu cho thấy quy trình tổng hợp Pazopanib Hydrochlorid đã được cải tiến với hiệu suất cao. Điều này cho thấy tiềm năng lớn trong việc sản xuất thuốc tại Việt Nam.

5.2. Hướng phát triển trong tương lai

Trong tương lai, cần tiếp tục nghiên cứu và cải tiến quy trình tổng hợp để nâng cao hiệu suất và chất lượng sản phẩm. Điều này sẽ giúp đáp ứng nhu cầu điều trị cho bệnh nhân và phát triển ngành công nghiệp dược phẩm tại Việt Nam.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Ung thư biểu mô tế bào thận (Renal Cell Carcinoma - RCC) chiếm khoảng 2,4% tổng số các khối u ác tính ở người trưởng thành. Theo số liệu thống kê của GLOBOCAN năm 2020, toàn cầu ghi nhận hơn 400.000 trường hợp mới mắc và khoảng 180.000 ca tử vong do bệnh lý này. Trong phác đồ điều trị RCC tiến triển, các thuốc ức chế đa tyrosin kinase (TKIs) nhằm vào thụ thể của yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGFR) giữ vai trò then chốt. Pazopanib hydrochlorid là dược chất kháng ung thư dùng đường uống, tác động thông qua cơ chế phong bế thụ thể VEGFR-1, VEGFR-2, VEGFR-3 cũng như thụ thể yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (PDGFR-α, PDGFR-β), thụ thể FGFR và thụ thể c-kit, ngăn chặn quá trình tạo mạch và sinh trưởng của khối u.

Tại Việt Nam, Chương trình khoa học và công nghệ cấp quốc gia giai đoạn 2021–2030 (Chương trình KC.11/2021-2030) đặc biệt chú trọng việc nghiên cứu ứng dụng công nghệ tiên tiến phục vụ sản xuất các hoạt chất sắp hết hạn bảo hộ bản quyền. Pazopanib hydrochlorid là một trong những mục tiêu trọng điểm khi bằng sáng chế của thuốc hết hạn tại Hoa Kỳ vào tháng 10 năm 2023 và tại Châu Âu vào tháng 6 năm 2025. Chi phí điều trị thực tế của thuốc biệt dược gốc (Votrient của GlaxoSmithKline) rất cao đối với người bệnh trong nước (khoảng 206.667 đồng/viên hàm lượng 400 mg).

Các công bố quốc tế và trong nước về tổng hợp pazopanib hydrochlorid trước đây bộc lộ nhiều điểm hạn chế: tính chọn lọc phản ứng kém tạo ra nhiều tạp chất phụ, sử dụng các tác nhân độc hại hoặc xúc tác đắt tiền, hiệu suất tổng thể chưa cao và phần lớn chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm rất nhỏ (khoảng 0,5 g/mẻ theo công bố của Nguyễn Tấn Thành và cộng sự). Khóa luận của sinh viên Lê Phương Thanh đặt ra mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu sau:

1. Nghiên cứu cải tiến điều kiện phản ứng và nâng cấp quy mô tổng hợp chất trung gian then chốt N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4) lên 20 g/mẻ từ nguyên liệu 3-methyl-6-nitro-1H-indazol (3).
2. Nghiên cứu cải tiến quy trình và nâng cấp quy mô phản ứng tổng hợp pazopanib hydrochlorid (PT1) lên 20 g/mẻ thông qua ghép nối chất trung gian PT4 với 5-((4-cloropyrimidin-2-yl)amino)-2-methylbenzensulfonamid (10).

Đối tượng nghiên cứu là pazopanib hydrochlorid và các hợp chất trung gian trong chuỗi phản ứng (N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin, 2,3-dimethyl-6-nitro-2H-indazol, 3-methyl-1H-indazol-6-amin, N,3-dimethyl-1H-indazol-6-amin). Nghiên cứu được thực hiện tại Bộ môn Kỹ thuật Hóa Dược và Chiết xuất - Khoa Công nghệ Hóa Dược, Trường Đại học Dược Hà Nội; phối hợp phân tích cấu trúc phổ tại Viện Hóa học (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam), Trường Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia Hà Nội) và sắc ký HPLC tại Trường Đại học Y - Dược (Đại học Thái Nguyên) trong giai đoạn năm 2023–2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Pazopanib hydrochlorid có công thức phân tử C21H14N7O2SCl, phân tử khối 473,99 đvC, tên danh pháp hóa học là 5-((4-((2,3-dimethyl-2H-indazol-6-yl)methylamino)pyrimidin-2-yl)amino)-2-methylbenzensulfonamid hydrochlorid. Cấu trúc gồm 3 hợp phần liên kết với nhau: nhân indazol, pyrimidin và phenylsulfonamid. Phân tử có ba hằng số phân ly acid: pKa1 = 2,1 (nhân indazol), pKa2 = 6,4 (nhân pyrimidin), pKa3 = 10,2 (nhóm sulfonamid); hệ số phân bố logP = 3,6; thuộc hệ thống phân loại sinh dược học (BCS) nhóm 2 (độ tan thấp, tính thấm cao).

Tác giả đã tiến hành khảo sát và đánh giá ưu nhược điểm của các lộ trình tổng hợp đã được công bố trên y văn:

• Quy trình của Boloor/Harris và cộng sự: Đi qua trung gian 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin, đòi hỏi giai đoạn methyl hóa sau khi ghép nhân pyrimidin bằng methyl iodid (CH3I) độc hại, dung môi 2-methoxyethyl ether và xúc tác Cs2CO3 đắt tiền.
• Quy trình của Mei và cộng sự: Sử dụng trimethyl orthoformat (TMOF) thân thiện môi trường để tạo N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4) giúp giảm một bước alkyl hóa, nhưng bước khử dùng H2/Pd-C và NaH dễ cháy nổ, phản ứng ghép nhân pyrimidin tạo tạp đồng phân vị trí 2-(chloro).
• Quy trình của Haas và cộng sự: Đi từ 6-bromo-2,3-dimethyl-2H-indazol với xúc tác CuI, tuy hiệu suất cao nhưng CuI dễ bị oxy hóa và tạo hạt tủa siêu mịn rất khó loại bỏ triệt để.
• Quy trình của Reddy và cộng sự: Ghép hợp phần pyrimidin với sulfonamid trước, sau đó mới cho phản ứng với PT4; tuy nhiên sử dụng 2,4-dicloropyrimidin dẫn đến tính chọn lọc vị trí không cao.
• Quy trình của Nguyễn Tấn Thành và cộng sự: Khắc phục tính chọn lọc kém bằng cách dùng 2-thiouracil ngưng tụ với phenylsulfonamid để định hướng chính xác vào vị trí C2 của pyrimidin trước khi clo hóa tạo chất 10. Dù vậy, các bước tổng hợp chất trung gian PT4 có hiệu suất còn thấp (bước N-methyl hóa đạt 45%, bước khử "one-pot" đạt 42,6%) và sử dụng dung môi độc (THF, diethyl ether).

Phương pháp thực nghiệm được triển khai trong khóa luận bao gồm:

• Phản ứng tổng hợp hóa học: Phản ứng N-methyl hóa chọn lọc vị trí N2 trên nhân indazol; phản ứng khử hóa nhóm nitro bằng thiếc(II) chlorid dihydrat (SnCl2.2H2O) trong môi trường acid hydrochloric đặc; phản ứng ngưng tụ amin với paraformaldehyd tạo imin và khử imin trực tiếp bằng natri borohydrid (NaBH4); kỹ thuật phản ứng liên hoàn "one-pot"; phản ứng N-aryl hóa ghép nối hai mảnh cấu trúc.
• Phương pháp kiểm tra và theo dõi phản ứng: Sắc ký lớp mỏng (SKLM) trên bản mỏng silicagel 60 F254 với các hệ dung môi khai triển: Hệ A (DCM : MeOH = 9 : 1), Hệ B (n-hexan : ethyl acetat = 3 : 7); đo nhiệt độ nóng chảy trên thiết bị đo điện tử EZ-Melt.
• Phương pháp tinh chế: Chiết phân bố lỏng - lỏng, tẩy màu bằng than hoạt tính, kết tinh phân đoạn và kết tủa trong hệ đối dung môi (ethanol - nước).
• Phương pháp xác định cấu trúc: Phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FTIR Affinity-1S, kỹ thuật ép viên nén KBr, quét từ 4000 đến 400 cm⁻¹); Phổ khối lượng (LC-MSD-Trap-SL Agilent, chế độ ion hóa phun mù điện tử ESI); Phổ cộng hưởng từ hạt nhân Bruker (ghi phổ ¹H-NMR ở tần số 500/600 MHz và ¹³C-NMR ở 125/150 MHz trong dung môi DMSO-d6, CDCl3).
• Phương pháp kiểm nghiệm hàm lượng: Sắc ký lỏng hiệu năng cao (HPLC) thực hiện trên máy Waters Acquity Arc, cột pha đảo C18 (250 mm × 4,6 mm; 5 µm), detector DAD ở bước sóng 269 nm, tốc độ dòng 1,0 mL/phút, pha động dung dịch acid phosphoric 0,1% (chỉnh pH 8 bằng NaOH 1 M) - acetonitril (55 : 45 v/v).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1. Tổng quan

Chương 1 hệ thống hóa toàn diện cơ sở dữ liệu về pazopanib hydrochlorid bao gồm tính chất lý hóa, cơ chế ức chế cạnh tranh với ATP trên các thụ thể tyrosin kinase nội bào, các chỉ định điều trị được phê duyệt (RCC tiến triển, sarcoma mô mềm tiến triển STS) và các tiêu chuẩn kiểm nghiệm nguyên liệu theo hướng dẫn của nhà sản xuất phát minh GlaxoSmithKline. Điểm nhấn của chương là phần phân tích so sánh 5 lộ trình tổng hợp đã được công bố trên thế giới và ở Việt Nam. Từ đó, tác giả luận giải việc chọn chất trung gian N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4) làm đích tổng hợp trung gian chiến lược nhằm tiết kiệm một bước methyl hóa bảo vệ. Về trình tự ghép mảnh, tác giả lựa chọn con đường kết hợp giữa trung gian indazol PT4 và dẫn chất pyrimidin-sulfonamid (chất 10) được chuẩn bị sẵn từ nghiên cứu trước của nhóm, giúp giải quyết triệt để vấn đề tạo tạp chất đồng phân N-(4-chloropyrimidin-2-yl) (tạp 8'). Trên cơ sở đánh giá các mốc quy mô của các đề tài đi trước (Nguyễn Tấn Thành làm ở 0,5–1 g/mẻ; Trần Trà Ly làm ở 2–2,45 g/mẻ; Lưu Huệ Linh làm ở 0,2–2 g/mẻ), tác giả xác lập kế hoạch nâng quy mô lên 20 g/mẻ, gấp từ 5 đến 10 lần các nghiên cứu tiền đề.

Chương 2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Chương này quy định rõ nguồn gốc nguyên liệu xuất phát là 3-methyl-6-nitro-1H-indazol (3) có nhiệt độ nóng chảy 186,0–188,0 °C, Rf = 0,64 (Hệ A), được tổng hợp và kiểm soát chất lượng từ khóa luận của dược sĩ Phan Quốc Hùng. Tác giả lập bảng chi tiết danh mục 35 loại hóa chất, dung môi tinh khiết phân tích (AR) và 29 thiết bị, dụng cụ thí nghiệm sử dụng trong suốt quá trình thực nghiệm. Chương 2 cũng trình bày chi tiết sơ đồ dự kiến cho hai hướng tiếp cận để tạo chất PT4:

• Con đường 1 (qua 2 giai đoạn): N-methyl hóa chất 3 tạo 2,3-dimethyl-6-nitro-2H-indazol (4), sau đó thực hiện phản ứng "one-pot" khử hóa nhóm nitro và imin hóa - khử để thu nhận trực tiếp PT4.
• Con đường 2 (qua 3 giai đoạn): Khử hóa chất 3 thành amin (PT2), tiếp tục imin hóa - khử tạo chất PT3, cuối cùng mới tiến hành N-methyl hóa vị trí N2 trên vòng indazol để tạo PT4. Các thông số đo phổ cấu trúc, điều kiện vận hành thiết bị sắc ký HPLC và công thức tính toán hàm lượng hoạt chất cũng được mô tả chuẩn hóa tại chương này.

Chương 3. Thực nghiệm và kết quả

Chương 3 trình bày toàn bộ tiến trình tối ưu hóa các thông số phản ứng, mở rộng quy mô và kiểm tra cấu trúc sản phẩm:

1. Khảo sát phản ứng tổng hợp PT4 theo con đường 1 ở quy mô 2 g/mẻ:

• Phản ứng N-methyl hóa chất 3: Tác giả so sánh tác nhân dimethyl sulfat (DMS) và trimethyl orthoformat (TMOF). Khi dùng DMS với xúc tác KHCO3 (kể cả có thêm xúc tác chuyển pha TBAB), phản ứng luôn bị dừng ở trạng thái cân bằng, không chuyển hóa hết nguyên liệu trên SKLM. Khi dùng TMOF (tỷ lệ mol 1 : 6,5) với xúc tác H2SO4 đặc trong hỗn hợp dung môi toluen - DMF ở 70–75 °C trong 3 giờ, nguyên liệu 3 phản ứng hoàn toàn, sản phẩm 4 thu được có khối lượng 1,31 g, hiệu suất 60,7%, t°nc = 186,3–187,3 °C.
• Phản ứng chuyển hóa chất 4 thành PT4: Tác giả cải tiến quy trình hai bước riêng rẽ của Trần Trà Ly (tạo muối trung gian 5.HCl, hiệu suất 31,60%) thành quy trình liên hoàn "one-pot" (khử hóa nhóm nitro bằng SnCl2.2H2O trong ethyl acetat, kiềm hóa chiết lấy base rồi phản ứng ngay với paraformaldehyd/CH3ONa và NaBH4 trong methanol). Hiệu suất thu nhận PT4 quy mô 2 g/mẻ tăng lên 40,91%, khối lượng đạt 0,75 g, t°nc = 142,6–146,7 °C.

Phương pháp	Khối lượng sản phẩm (g)	Hiệu suất (%)	t°nc (°C)	Rf (Hệ A / Hệ B)
Theo quy trình cũ (tách muối 5.HCl)	0,58	31,60	143,5–146,2	0,62 / 0,55
Cải tiến quy trình "one-pot"	0,75	40,91	142,6–146,7	0,62 / 0,55

2. Khảo sát phản ứng tổng hợp PT4 theo con đường 2 ở quy mô 2 g/mẻ:

• Khử chất 3 thành PT2: Dùng SnCl2.2H2O (tỷ lệ 1 : 4 mol) xúc tác HCl đặc, hiệu suất đạt 78,24% (1,30 g), t°nc = 203,2–204,4 °C. Khi nâng lên quy mô 20 g/mẻ (n = 3 mẻ), hiệu suất trung bình đạt 81,24%, t°nc = 203,1–204,8 °C.
• Chuyển PT2 thành PT3: Phản ứng với paraformaldehyd và NaBH4, hiệu suất đạt 81,25% (1,78 g), t°nc = 215,9–217,4 °C. Nâng lên quy mô 20 g/mẻ (n = 3 mẻ), hiệu suất trung bình đạt 82,43%, t°nc = 214,9–217,2 °C.
• Phản ứng N-methyl hóa PT3 thành PT4: Quy trình cũ của Lưu Huệ Linh (0,2 g/mẻ) chỉ cho cắn dầu với sắc ký đồ 11 vết tạp, phải tách bằng SKLM điều chế rất tốn kém. Tác giả đã khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ mol PT3 : TMOF và nhiệt độ:

STT	Tỷ lệ mol PT3 : TMOF	Nhiệt độ (°C)	Thời gian (giờ)	Đánh giá qua SKLM
1	1 : 7	60 ± 2	-	Gần như không phản ứng
		70 ± 2	-	Còn nguyên liệu, 1 vết sản phẩm, 1 vết tạp mờ
		80 ± 2	-	Còn nguyên liệu, vết sản phẩm và tạp mờ
		90 ± 2	-	Còn nguyên liệu đậm, tạp đậm hơn sản phẩm
2	1 : 9	60 ± 2	-	Còn nguyên liệu, vết sản phẩm và tạp mờ
		70 ± 2	3	Hết nguyên liệu, 1 vết sản phẩm PT4, 1 vết tạp mờ
		80 ± 2	3	Nguyên liệu mờ, sản phẩm rõ, tạp đậm
		90 ± 2	3	Nguyên liệu mờ, vết sản phẩm mờ, tạp đậm
3	1 : 11	60 ± 2	-	Còn nguyên liệu đậm, sắc ký đồ 5 vết
		70 ± 2	-	Nguyên liệu mờ, sắc ký đồ 7 vết
		80 ± 2	-	Nguyên liệu mờ, sắc ký đồ 7 vết
		90 ± 2	-	Nguyên liệu mờ, sắc ký đồ 7 vết, mất vết sản phẩm

Tác giả chọn tỷ lệ 1 : 9 ở 70 ± 2 °C trong 3 giờ, đồng thời cải tiến bước xử lý dịch chiết bằng cách kết tinh trực tiếp trong diethyl ether trong 2 giờ thay vì dùng SKLM điều chế. Áp dụng ở quy mô 2 g/mẻ (n = 3 mẻ), hiệu suất trung bình đạt 38,03%, t°nc = 144,6–145,7 °C.

3. Lựa chọn con đường tổng hợp PT4: So sánh ở quy mô 2 g/mẻ cho thấy hiệu suất tổng thể của hai con đường tương đương nhau (Con đường 1 đạt 24,83%; Con đường 2 đạt 24,18%). Tuy nhiên, con đường 1 ngắn hơn một bước phản ứng, ứng dụng được kỹ thuật "one-pot" giúp giảm hao phí dung môi, tiết kiệm nhân lực và thời gian. Do đó, con đường 1 được lựa chọn để nâng quy mô lên 20 g/mẻ.

4. Nâng cấp quy mô tổng hợp PT4 lên 20 g/mẻ theo con đường 1:

• Giai đoạn tạo chất 4: Tiến hành khảo sát tỷ lệ mol H2SO4 đặc : chất 3 từ 0,6 : 1 đến 1 : 1. Tỷ lệ 0,8 : 1 được lựa chọn tối ưu (hiệu suất đạt 68,8%, thời gian phản ứng 6 giờ, t°nc = 186,1–187,4 °C). Tác giả cải tiến kỹ thuật: làm lạnh khối phản ứng về 5 °C trước khi nhỏ giọt H2SO4; dùng dung dịch NaHCO3 loãng (0,5 M) để trung hòa; dùng hệ đối dung môi ethanol - nước lạnh để kết tủa thay vì kết tinh làm nguội thông thường. Triển khai 3 mẻ ở quy mô 20 g/mẻ:

Mẻ thực nghiệm	Khối lượng nguyên liệu (g)	Khối lượng sản phẩm (g)	Hiệu suất (%)	t°nc (°C)	Rf (Hệ A / Hệ B)
Mẻ 1	20,00	15,20	70,42	186,2–187,3	0,83 / 0,58
Mẻ 2	19,98	15,22	70,59	186,3–187,6	0,83 / 0,58
Mẻ 3	20,01	15,21	70,43	185,9–187,0	0,83 / 0,58
Trung bình	-	-	70,48	-	-

• Giai đoạn "one-pot" tạo chất PT4: Lắp đặt máy khuấy cơ trong bình cầu 2 L; chia nhỏ lượng tác nhân SnCl2.2H2O và NaBH4 bổ sung từng phần để kiểm soát nhiệt độ tỏa nhiệt không vượt quá 20 °C; nâng pH trung hòa bằng Na2CO3 bão hòa lên pH 10 để chiết triệt để dạng base tự do. Thực hiện 3 mẻ ở quy mô 20 g/mẻ:

Mẻ thực nghiệm	Khối lượng nguyên liệu (g)	Khối lượng sản phẩm (g)	Hiệu suất (%)	t°nc (°C)	Rf (Hệ A / Hệ B)
Mẻ 1	20,00	7,10	38,73	142,6–146,7	0,62 / 0,55
Mẻ 2	19,98	7,60	41,50	143,6–146,9	0,62 / 0,55
Mẻ 3	20,00	7,80	42,55	143,9–146,3	0,62 / 0,55
Trung bình	-	-	40,93	-	-

5. Nâng cấp quy mô tổng hợp pazopanib hydrochlorid (PT1): Phản ứng ghép nối chất PT4 với 5-((4-cloropyrimidin-2-yl)amino)-2-methylbenzensulfonamid (10) trong ethanol có mặt HCl đặc ở nhiệt độ hồi lưu được nâng lên quy mô 20 g/mẻ, thu nhận sản phẩm PT1 với các đặc tính vật lý và độ sạch đạt yêu cầu phân tích phổ và định lượng HPLC.

Kết quả và đóng góp

Về số liệu định lượng thực nghiệm, khóa luận đã xây dựng thành công quy trình tổng hợp ổn định ở quy mô 20 g/mẻ:

• Phản ứng N-methyl hóa chất 3 thành chất 4 đạt hiệu suất trung bình 70,48% qua 3 mẻ lặp lại (cao hơn mức 45% của nghiên cứu trước), khoảng nhiệt độ nóng chảy hẹp (185,9–187,6 °C).
• Phản ứng "one-pot" chuyển hóa chất 4 thành trung gian then chốt PT4 đạt hiệu suất trung bình 40,93% ở quy mô 20 g/mẻ, sản phẩm dạng bột mịn màu trắng xám, t°nc = 142,6–146,9 °C.
• Quy trình tổng hợp chất PT2 và PT3 ở con đường 2 cũng được chuẩn hóa ở quy mô 20 g/mẻ với hiệu suất trung bình rất cao, lần lượt là 81,24% và 82,43%.
• Cấu trúc của chất trung gian PT4 và sản phẩm đích pazopanib hydrochlorid (PT1) được khẳng định chắc chắn thông qua sự phù hợp hoàn toàn của các dữ liệu phổ hồng ngoại (IR), phổ khối lượng ESI-MS (cho pic ion phân tử phù hợp) và phổ cộng hưởng từ hạt nhân (¹H-NMR, ¹³C-NMR).

Các đóng góp cải tiến kỹ thuật cụ thể của tác giả bao gồm:

• Loại bỏ hoàn toàn việc sử dụng tác nhân methyl hóa nguy hiểm, dễ bay hơi là dimethyl sulfat (DMS) và methyl iodid (CH3I); thay thế bằng trimethyl orthoformat (TMOF) thân thiện với môi trường, cho phản ứng kết thúc triệt để không để lại vết nguyên liệu.
• Rút ngắn chuỗi tổng hợp từ chất 4 thành PT4 bằng việc sáp nhập phản ứng khử nhóm nitro và imin hóa - khử thành phản ứng liên hoàn "one-pot", bỏ qua bước phân lập và tạo muối hydrochlorid trung gian (5.HCl), giúp tiết kiệm thời gian, dung môi và công sức thao tác.
• Tối ưu hóa điều kiện tinh chế sản phẩm: áp dụng phương pháp kết tủa trong hệ đối dung môi ethanol - nước lạnh cho chất 4; phát hiện và ứng dụng phương pháp kết tinh chọn lọc chất PT4 trong diethyl ether, thay thế hoàn toàn kỹ thuật sắc ký lớp mỏng điều chế tốn kém và không thể áp dụng ở quy mô lớn của các nghiên cứu trước đó.
• Nâng quy mô thành công lên 20 g/mẻ (tăng gấp 10 lần so với quy mô của Trần Trà Ly và Lưu Huệ Linh, gấp 20 đến 40 lần so với quy mô của Nguyễn Tấn Thành) với các điều kiện kiểm soát công nghệ rõ ràng (nhiệt độ tỏa nhiệt < 20 °C, kiểm soát pH trung hòa ở mức 10, sử dụng máy khuấy cơ đồng tốc).

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận đã thẳng thắn ghi nhận một số điểm hạn chế trong quá trình thực hiện:

• Phản ứng "one-pot" từ chất 4 ra PT4 có tính chất phức tạp, nhiều tác nhân khử liên tiếp nên việc kiểm soát tạp chất khó khăn hơn so với việc phân lập từng giai đoạn, dẫn đến khoảng nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm PT4 còn hơi rộng (142,6–146,9 °C) và hiệu suất dừng lại ở mức xấp xỉ 41%.
• Do thời gian nghiên cứu của một khóa luận tốt nghiệp có hạn, bước tổng hợp pazopanib hydrochlorid cuối cùng được tiến hành dựa trên lượng nguyên liệu chất 10 có sẵn trong phòng thí nghiệm từ các nghiên cứu trước, chưa thể khảo sát đồng thời việc nâng quy mô chuỗi tổng hợp chất 10 từ 2-thiouracil.

Hướng nghiên cứu tiếp theo được đề xuất:

• Tiếp tục khảo sát, tối ưu hóa các thông số dung môi và nhiệt độ của phản ứng "one-pot" nhằm nâng cao hiệu suất vượt trên mức 41% và thu hẹp dải nhiệt độ nóng chảy của chất PT4.
• Mở rộng quy mô tổng hợp đồng bộ toàn bộ chuỗi phản ứng tạo mảnh chất 10 từ 2-thiouracil ở quy mô từ 20 g đến 50 g/mẻ.
• Triển khai phân tích và kiểm soát hồ sơ tạp chất liên quan của pazopanib hydrochlorid (bao gồm các tạp chất độc gen, hàm lượng kim loại nặng tồn dư thiếc và palladi, dung môi tồn dư) theo đúng tiêu chuẩn Dược điển và hồ sơ đăng ký thuốc của nhà sản xuất gốc.

Giá trị tham khảo

Khóa luận là tài liệu tham khảo có giá trị học thuật và thực tiễn cao cho:

• Sinh viên, học viên cao học và cán bộ nghiên cứu thuộc các chuyên ngành Hóa dược, Công nghệ Hóa học, Bào chế và Công nghiệp Dược đang thực hiện các đề tài liên quan đến tổng hợp hoạt chất kháng ung thư dòng ức chế tyrosin kinase hoặc các dị vòng chứa nhân indazol.
• Các kỹ thuật viên và kỹ sư hóa dược quan tâm đến phương pháp luận nâng quy mô phản ứng (process chemistry scale-up) từ quy mô miligram, gram lên hàng chục gram: cách thức xử lý hiện tượng tỏa nhiệt, lựa chọn máy khuấy cơ, thay đổi nồng độ kiềm trung hòa và chuyển đổi từ phương pháp tinh chế bằng sắc ký cột sang phương pháp kết tinh lại/hệ đối dung môi.
• Các phần đáng tham khảo trực tiếp bao gồm: Bảng khảo sát tỷ lệ mol H2SO4 cho phản ứng N-methyl hóa; quy trình một bình ("one-pot") khử nitro và methyl hóa nhóm amin bậc một; và bộ dữ liệu giải đoán phổ chi tiết (IR, MS, ¹H-NMR, ¹³C-NMR) của trung gian PT4 và pazopanib hydrochlorid.

Câu hỏi thường gặp

1. Vì sao tác giả lựa chọn tác nhân trimethyl orthoformat (TMOF) thay vì dimethyl sulfat (DMS) cho phản ứng N-methyl hóa chất 3?
Khảo sát thực nghiệm cho thấy phản ứng sử dụng DMS với xúc tác KHCO3 (kể cả khi kết hợp xúc tác chuyển pha TBAB) đạt trạng thái cân bằng và không thể làm hết vết nguyên liệu 3 trên SKLM sau 24 giờ ở 80–85 °C, đồng thời DMS rất độc và khó loại bỏ. Ngược lại, TMOF là dung môi xanh, thân thiện môi trường, khi phối hợp với xúc tác H2SO4 đặc cho phản ứng chuyển hóa hoàn toàn chất 3 thành dẫn chất N2-methyl (chất 4), lượng TMOF dư dễ dàng bị loại bỏ khi cô quay dưới áp suất giảm.

2. Tại sao tác giả chọn con đường 1 để nâng quy mô lên 20 g/mẻ dù hiệu suất tổng thể ở quy mô 2 g/mẻ của hai con đường là tương đương?
Ở quy mô 2 g/mẻ, hiệu suất tổng thể của con đường 1 (24,83%) và con đường 2 (24,18%) gần như nhau. Tuy nhiên, con đường 1 chỉ trải qua 2 bước phản ứng với giai đoạn "one-pot" tích hợp trực tiếp từ chất 4 ra PT4. Con đường 2 phải trải qua 3 bước riêng biệt (tạo PT2, PT3 rồi mới đến PT4). Việc lựa chọn con đường 1 giúp rút ngắn chu trình thao tác, giảm số lần phân lập tinh chế, tiết kiệm đáng kể hóa chất, dung môi và nhân lực.

3. Tỷ lệ mol acid sulfuric : chất 3 nào được xác định là tối ưu cho phản ứng tổng hợp chất 4 ở quy mô lớn?
Qua khảo sát dải tỷ lệ mol từ 0,6 : 1 đến 1 : 1, tỷ lệ 0,8 : 1 được lựa chọn làm thông số tối ưu. Ở tỷ lệ này, phản ứng kết thúc sau 6 giờ, hiệu suất đạt 68,8% với nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm đạt độ tinh khiết cao (186,1–187,4 °C). Tỷ lệ này vừa đảm bảo thời gian phản ứng hợp lý, vừa tiết kiệm được lượng acid sử dụng, tránh gây tốn kiềm và thời gian trung hòa sau phản ứng so với tỷ lệ 1 : 1.

4. Điểm cải tiến mang tính then chốt giúp tinh chế chất PT4 mà không cần dùng sắc ký lớp mỏng điều chế là gì?
Trong các nghiên cứu trước (Lưu Huệ Linh), sau khi chiết sản phẩm chỉ thu được cắn dầu có nhiều vết tạp và bắt buộc phải dùng sắc ký lớp mỏng điều chế để tách tinh chế. Tác giả khóa luận đã cải tiến bằng cách chuyển cắn dầu sang hòa tan trong 100 mL diethyl ether và khuấy liên tục trong 2 giờ. Quá trình này giúp chất PT4 kết tinh chọn lọc dưới dạng tinh thể, thu nhận dễ dàng qua lọc hút chân không với nhiệt độ nóng chảy ổn định (144,6–145,7 °C), hoàn toàn khả thi khi mở rộng quy mô.

5. Trong phản ứng "one-pot" nâng quy mô lên 20 g/mẻ, tác giả đã kiểm soát hiện tượng tỏa nhiệt bằng những giải pháp kỹ thuật nào?
Tác giả đã hạ nhiệt độ khối phản ứng ban đầu xuống 5 °C bằng bể đá lạnh, lắp đặt hệ thống máy khuấy cơ để đảm bảo sự khuấy trộn đồng đều trong bình cầu dung tích 2 L. Các tác nhân tỏa nhiệt mạnh bao gồm SnCl2.2H2O, acid HCl 37%, Na kim loại và NaBH4 đều được chia nhỏ thành từng phần và bổ sung từ từ vào khối phản ứng, duy trì giám sát liên tục để nhiệt độ nội tại không vượt quá 20 °C.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp của Lê Phương Thanh đã giải quyết thành công bài toán công nghệ nâng quy mô tổng hợp chất trung gian then chốt N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4) và pazopanib hydrochlorid lên 20 g/mẻ với độ lặp lại và hiệu suất cao. Nghiên cứu mang lại những cải tiến kỹ thuật rõ rệt như ứng dụng tác nhân xanh TMOF, triển khai phản ứng liên hoàn "one-pot" và loại bỏ phương pháp tinh chế bằng sắc ký cột/sắc ký điều chế. Toàn bộ cấu trúc của các sản phẩm tổng hợp đều được xác minh rõ ràng bằng các phương pháp phổ hiện đại (IR, MS, NMR) và sắc ký HPLC. Kết quả này cung cấp cơ sở thực nghiệm vững chắc, mở đường cho việc nghiên cứu sản xuất hoạt chất pazopanib hydrochlorid ở quy mô pilot và công nghiệp tại Việt Nam khi thuốc hết hạn bảo hộ sáng chế.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Ung thư biểu mô tế bào thận (RCC) chiếm khoảng 2,4 % trong tổng số các khối u ác tính ở người lớn, với hơn 400.000 trường hợp mới được chẩn đoán và khoảng 180.000 ca tử vong trên toàn thế giới vào năm 2020 theo dữ liệu của GLOBOCAN [16]. Các chất ức chế đa tyrosin kinase (TKIs) của thụ thể yếu tổ tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF) có vai trò quan trọng trong điều trị RCC [25]. Pazopanib hydrochlorid là một thuốc chống ung thư đường uống theo cơ chế ức chế hoạt động của nhiều loại enzym kinase. Thuốc giúp ngăn chặn thụ thể của yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGFR) – 1, 2, 3 và thụ thể của yếu tố tăng trưởng nội mô tiểu cầu (PDGFR) – α, β [15].

Hiện nay, Việt Nam có các chương trình quốc gia nhằm phát triển công nghiệp Hóa Dược như chương trình “Nghiên cứu ứng dụng và phát triển ngành công nghệ tiên tiến phục vụ công nghiệp hóa dược và dược phẩm” (Chương trình KC.11/2021-2030), trong đó có chú trọng đến các dược chất sắp hết hạn bản quyền. Pazopanib hydrochlorid là một trong số đó. Theo dự kiến, bằng sáng chế của pazopanib tại Châu Âu sẽ hết hạn vào tháng 6 năm 2025 và tại Hoa Kỳ sẽ hết hạn vào tháng 10 năm 2023 [26]. Tại Việt Nam, giá thuốc khá đắt với bệnh nhân (206 667 nghìn/viên hàm lượng 400 mg) [30].

Hiện nay, để tổng hợp pazopanib hydrochlorid có 2 phương pháp chính là đi qua trung gian 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin và N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin, đồng thời cũng có những nghiên cứu cải tiến dựa trên 2 phương pháp này. Chúng tôi thấy rằng các phương pháp tổng hợp pazopanib hydrochlorid đã công bố còn nhiều nhược điểm về tính chọn lọc dẫn tới nhiều sản phẩm phụ trong quy trình, hiệu suất và chất lượng tổng hợp không cao, tồn tại nhiều hạn chế về quy mô sản xuất. Tại Việt Nam cũng đã có một số nghiên cứu mới tổng hợp pazopanib hydrochlorid ở quy mô phòng thí nghiệm (0,5 g/mẻ [4]). Chính vì vậy, cần nghiên cứu và cải tiến các điều kiện và nâng cấp quy mô tổng hợp pazopanib hydrochlorid để đưa thuốc ra thị trường khi hết hạn độc quyền.

Do đó, chúng tôi đã thực hiện đề tài “Nghiên cứu nâng quy mô tổng hợp pazopanib hydrochlorid”. Với mục tiêu chính: Nghiên cứu cải tiến quy trình và nâng cấp quy mô tổng hợp pazopanib hydrochlorid lên 20 g/mẻ sử dụng chất trung gian N,2,3- trimethyl-2H-indazol-6-amin. Tổng quan về pazopanib hydrochlorid 1. Cấu trúc hóa học − Công thức cấu tạo (Hình 1.

Công thức cấu tạo của pazopanib hydrochlorid − Tên khoa học: 5-((4-((2,3-dimethyl-2H-indazol-6-yl)methylamino)pyrimidin-2- yl)amino)-2-methylbenzensulfonamid hydrochlorid. − Công thức phân tử: C21H14N7O2SCl. − Phân tử khối: 473,99 đvC [30]. − Thành phần khối lượng các nguyên tố (Bảng 1.

Phần trăm khối lượng các nguyên tố trong pazopanib hydrochlorid Nguyên tố C H N O S Cl % (m) 53,17 5,06 20,68 6,75 6,75 7,59 1. Tính chất lý hóa − Cảm quan: bột kết tinh màu trắng hoặc trắng ngà [9]. − Nhiệt độ nóng chảy: 300 – 304 °C [28]. − Độ tan: tan trong DMSO (17 mg/mL ở 25 °C), ethanol (< 1 mg/mL ở 25 °C), rất ít tan trong nước ở pH 1 (682,64 ± 7,58 µg/mL ở 25 °C), độ tan cực đại ở pH = 3 (khoảng 1,2 mg/mL), thực tế không tan trong nước ở pH 4 (3 ± 0,25 µg/mL) và ở pH 6,8 (2,64 ± 1,02 µg/mL) [11],[20].

− Pazopanib có cấu tạo gồm 3 hợp phần có hằng số phân li acid: pKa1 = 2,1 (indazol), pKa2 = 6,4 (pyrimidin), pKa3 = 10,2 (sulfonamid) [21]. − Hệ số phân bố giữa octanol và nước: logP = 3,6 − Phân nhóm sinh dược học (BCS): Nhóm 2 (tính thấm cao, độ tan thấp) [9] 1. Phương pháp kiểm nghiệm Pazopanib hydrochlorid với tên biệt dược là VOTRIENT do hãng GlaxoSmithKline nghiên cứu và sản xuất. Hãng đã đưa ra các chỉ tiêu chất lượng cho pazopanib hydrochlorid là: định tính bằng IR, định tính chlorid, xác định cấu trúc tinh thể, định lượng bằng HPLC, tạp liên quan (bao gồm hàm lượng tạp đã được đặt tên và tạp gây độc cho gen), tồn dư tro, kích thước tiểu phân, định lượng nước bằng phương pháp Karl-Fischer, định lượng Pd, tồn dư dung môi và kim loại nặng [31].

Cơ chế tác dụng và chỉ định Cơ chế tác dụng: Cơ chế hoạt động chính của pazopanib trong RCC là thông qua đặc tính chống hình thành mạch của nó thông qua việc ức chế tyrosine kinase nội bào của thụ thể yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGF) và thụ thể yếu tố tăng trưởng có nguồn gốc từ tiểu cầu (PDGF) [27]. Cụ thể, hợp phần indazol của pazopanib có cấu trúc tương tự với hợp phần adenin của ATP nên có khả năng tạo các liên kết hydro với thụ thể tyrosin- kinase, ngăn ATP gắn vào thụ thể nên ức chế kích hoạt chuỗi phản ứng nội bào do ATP gây ra [17], [27]. Pazopanib chủ yếu ức chế cạnh tranh với ATP của các thụ thể VEGFR- 1, VEGFR-2, VEGFR-3, FDGFR-α, FDGFR-β, FGFR, thụ thể yếu tố tế bào gốc (c-kit), dẫn đến ức chế sự hình thành mạch khối u, sự phát triển và khả năng sống sót của tế bào [14], [17], [12] Chỉ định: Pazopanib hydrochlorid được chỉ định: - Ung thư biểu mô tế bào thận giai đoạn muộn (RCC) [8], [29]. - Sarcoma mô mềm giai đoạn muộn (STS) đã được hóa trị liệu trước đó [8], [29].

- Đang được nghiên cứu để điều trị khối u mô đệm đường tiêu hóa, các thử nghiệm cho kết quả đầy hứa hẹn [19]. Phương pháp tổng hợp pazopanib hydrochlorid Các phương pháp tổng hợp pazopanib đã được công bố đều được tổng hợp từ 3 hợp phần indazol, pyrimidin và sulfonamid như được mô tả trong hình Hình 1. Các hợp phần của pazopanib 1. Phương pháp sử dụng chất trung gian 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin (5) Nhóm tác giả Harris và cộng sự đã công bố quy trình tổng hợp pazopanib hydrochlorid, xuất phát từ 2-ethylanilin (1) như được minh hoạ trong Sơ đồ 1.

Mô tả quy trình Nitro hoá 2-ethylanilin (1) bằng acid nitric bốc khói trong acid sulfuric 98 % thu được 2, hiệu suất 60 %. Diazo hóa chất 2 bằng tert-butyl nitrit trong acid acetic, chất thu 3 được ngưng tụ tạo vòng thu được 3, hiệu suất 98 %. Methyl hoá chất 3 bằng trimethyloxonium tetrafluoroborat (Me3O+BF4-) trong aceton thu được 4, hiệu suất 73 %. Khử hoá chất 4 bằng thiếc (II) chlorid (trong dung dịch HCl đặc) trong dung môi 2- methoxyethyl ether thu được muối hydrochlorid của 2,3-dimethyl-2H-indazol-6-amin (5), hiệu suất 95 %.

Alkyl hóa chất 5 bằng 2,4-dicloropyrimidin (6) trong dung môi EtOH, THF với xúc tác natri hydrocarbonat thu được chất 7, hiệu suất 89 %. Methyl hoá (7) bằng methyl iodid trong dung môi DMF, xúc tác base là ceri (I) carbonat thu được chất 8, hiệu suất 83 %. Cuối cùng, quá trình alkyl hóa chất 8 với 5-amino-2- methylbenzensulfonamid 9 trong dung môi isopropanol (IPA), xúc tác HCl đặc, hiệu suất 72 % thu được sản phẩm là pazopanib hydrochlorid [7]. Quy trình tổng hợp pazopanib hydrochlorid theo Boloor và cộng sự Nhận xét: - Ưu điểm: + Hiệu suất của hầu hết các phản ứng khá cao.

+ Dung môi 2-methoxyethyl ether giúp quá trình xử lí sau phản ứng dễ dàng hơn do loại bỏ ion kim loại tồn dư. - Nhược điểm: 4 + Sử dụng tác nhân methyl iodid (CH3I) độc, khó bảo quản do dễ phân hủy tạo iod; tác nhân tert-butyl nitrit khó bảo quản do đễ phân hủy ra khí NO2. + Trimethyloxonium tetrafluoroborat (Me3O+BF4-), 2-methoxyethyl ether, ceri (I) carbonat (Cs2CO3) không có sẵn tại phòng thí nghiệm và đắt tiền. Phương pháp sử dụng chất trung gian N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin 1.

Phương pháp của Mei và cộng sự Nhóm tác giả Mei và cộng sự đã công bố quy trình tổng hợp pazopanib hydrochlorid, xuất phát từ 5-nitro-2-ethylanilin (2) như được minh hoạ trong Sơ đồ 1. Mô tả quy trình Diazo hóa 2-ethyl-5-nitroanilin (2) và ngưng tụ tạo vòng indazol bằng tác nhân natri nitrit trong dung môi acid acetic thu được 3-methyl-6-nitro-1H-indazol (3), hiệu suất 93,9 %. Methyl hóa chọn lọc N2 chất 3 bằng trimethyl orthorformat trong hỗn hợp dung môi toluen, DMF, xúc tác acid sulfuric 98 % thu được 2,3-dimethyl-6-nitro-2H- indazol (4), hiệu suất 63,0 %. Thực hiện phản ứng “one-pot” khử hóa và N-methyl hóa chất 4 thu được N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4), hiệu suất đạt 85,8 %.

Tiếp tục phản ứng N-aryl hoá chất PT4 với 2,4-dicloropyrimidin (6) trong dung môi DMF thu được chất 8, hiệu suất 88,4 %. Cuối cùng, thực hành phản ứng N-aryl hóa: cho chất 8 với 5-amino-2-methylbenzensulfonamid (9) trong isopropanol (IPA), acid sulfuric đặc, hồi lưu thu được sản phẩm là pazopanib hydrochlorid, hiệu suất đạt 76,0 % [23]. Quy trình tổng hợp pazopanib hydrochlorid theo Mei và cộng sự 5 Nhận xét - Ưu điểm: + Hiệu suất của hầu hết các phản ứng khá cao. + Tác nhân natri nitrit bền, sẵn có, dễ sử dụng hơn tert-butyl nitrit, hiệu suất phản ứng giảm không đáng kể.

+ Tác nhân methyl hóa TMOF là tác nhân xanh, thân thiện với môi trường. + Sự khử bằng khí hydro trong phản ứng one-pot đem lại sản phẩm tương đối sạch, thuận lợi để tiến hành phản ứng N-methyl hoá ngay sau đó, làm tăng hiệu suất phản ứng. + Không sử dụng tác nhân gây độc như methyl iodid (CH3I). + Chất N,2,3-trimethyl-2H-indazol-6-amin (PT4) giúp giảm thiểu 1 bước methyl hoá sau khi ghép cặp với hợp phần pyrimidin (6), do đó góp phần làm tăng hiệu suất tổng hợp.

- Nhược điểm: + Tác nhân khử là hydro, xúc tác Pd/C đắt tiền. + Dung môi nitro hóa sử dụng tetrahydrofuran có độc tính cao. + Xúc tác giai đoạn khử imin là natri hydrid có giá thành cao và dễ bắt cháy trong không khí. Phương pháp của Haas và cộng sự Nhóm tác giả Haas và cộng sự đã công bố quy trình tổng hợp pazopanib hydrochlorid, xuất phát từ 6-bromo-2,3-dimethyl-2H-indazol (11) như được minh hoạ trong Sơ đồ 1.

Quy trình tổng hợp pazopanib hydrochlorid theo Haas và cộng sự Mô tả quy trình Từ nguyên liệu 6-bromo-2,3-dimethyl-2H-indazol (11) tiến hành phản ứng thế với methylamin trong dung môi DMF, base K2CO3, xúc tác CuI thu được N,2,3-trimethyl- 2H-indazol-6-amin (PT4), hiệu suất 97,0 %. Tiếp đến là phản ứng ghép cặp PT4 và tác nhân 2,4-dicloropyrimidin (6) trong dung môi DMF, xúc tác base NaHCO3 ở 85 oC thu 6 được chất 8, hiệu suất 97,0 %. Cuối cùng, chất trung gian 8 phản ứng với 5-amino-2- methylbenzensulfonamid 9 trong dung môi DMF với sự có mặt của acid hydrochloric, sản phẩm được lọc rửa với ethanol thu được sản phẩm là pazopanib hydrochlorid với hiệu suất 95 %, độ tinh khiết 99,6 % [13]. Nhận xét - Ưu điểm + Các phản ứng trong quy trình tổng hợp này đều có hiệu suất cao (> 90 %).

+ Các dung môi, xúc tác khá đơn giản, có sẵn trong phòng thí nghiệm. - Nhược điểm + Xúc tác CuI không bền, dễ bị oxy hoá tạo các hợp chất của đồng(II) và quá trình xử lí khó loại hết các hợp chất của đồng do chúng ở dạng tủa siêu mịn, dễ lọt qua giấy lọc.