Tài liệu Nghiên cứu tổng hợp Liothyronin từ L-yrosin

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI NGUYỄN VĂN GIANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP LIOTHYRONIN TỪ L-TYROSIN LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC HÀ NỘI 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI NGUYỄN VĂN GIANG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP LIOTHYRONIN TỪ L-TYROSIN LUẬN VĂN THẠC SĨ DƢỢC HỌC CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM VÀ BÀO CHẾ MÃ SỐ: 60720402 Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện 2. ThS. Nguyễn Thị Ngọc Hà HÀ NỘI 2013 LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Nguyễn Đình Luyện, người Thầy đã trực tiếp hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi hoàn thành được luận văn này. Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến TS. Nguyễn Văn Hân, ThS. Nguyễn Thị Ngọc Hà và toàn thể các thầy cô, anh chị Bộ môn Công nghiệp dược, những người luôn động viên và giúp đỡ tôi rất nhiệt tình trong suốt thời gian qua. Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các thầy cô trong trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi hoàn thành tốt luận văn này. Cuối cùng, tôi xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè, những người luôn động viên, khuyến khích tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày 20 tháng 08 năm 2013 Học viên Nguyễn Văn Giang MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU DANH MỤC CÁC BẢNG ĐẶT VẤN ĐỀ .................................................................................................. 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN ............................................................................... 2 1.1. Tổng quan về các hormon tuyến giáp ................................................. 2 1.1.1. Một số đặc điểm giải phẫu sinh lý tuyến giáp .............................. 2 1.1.2. Một số bệnh về tuyến giáp ............................................................ 3 1.2. Tổng quan về liothyronin mononatri .................................................. 4 1.2.1. Cấu trúc và tính chất ..................................................................... 4 1.2.2. Tác dụng dược lý và chỉ định ....................................................... 5 1.2.3. Phương pháp tổng hợp liothyronin ............................................... 8 Chƣơng 2 : ĐỐI TƢỢNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............ 21 2.1. Thiết bị, dụng cụ, nguyên liệu, hoá chất ........................................... 21 2.1.1. Thiết bị ........................................................................................ 21 2.1.2. Dụng cụ ....................................................................................... 22 2.1.3. Nguyên liệu và hoá chất.............................................................. 22 2.2. Phƣơng pháp nghiên cứu ................................................................... 23 2.2.1. Tổng hợp hóa học........................................................................ 23 2.2.2. Phương pháp kiểm tra độ tinh khiết và tinh chế sản phẩm ......... 23 2.2.3. Phương pháp xác định cấu trúc ................................................... 24 2.2.4. Kiểm nghiệm liothyronin mononatri theo tiêu chuẩn USP 34 ... 24 Chƣơng 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ........................................................ 25 3.1. Tổng hợp hóa học ................................................................................ 25 3.1.1. Tổng hợp 3,5-dinitro-L-tyrosin (3a) .......................................... 25 3.1.2. Tổng hợp 3,5-dinitro-N-acetyl-L-tyrosin (3b) ............................ 26 3.1.3. Tổng hợp 3,5-dinitro-N-acetyl-L-tyrosin ethyl ester (3c) .......... 27 3.1.4. Tổng hợp 3,5-dinitro-4-p-methoxyphenoxy-N-acetyl-Lphenylalanin ethyl ester (25) (phản ứng tạo diaryl ether).................... 29 3.1.5. Tổng hợp 3,5-diamino-4-p-methoxyphenoxy-N-acetyl-L-phenyl alanin ethyl ester (26) ............................................................................ 31 3.1.6. Tổng hợp 3,5-diiodo-4-p-methoxyphenoxy-N-acetyl-L-phenyl alanin ethyl ester (24). ........................................................................... 33 3.1.7. Tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin ................................................. 37 3.1.8. Tổng hợp 3,5,3‟-triiodo-L-thyronin mononatri .......................... 39 3.1.9. Kiểm nghiệm liothyronin mononatri theo tiêu chuẩn USP 34 ... 41 Chƣơng 4. BÀN LUẬN ................................................................................. 42 4.1. Về các phản ứng tổng hợp hóa học ................................................... 43 4.1.1. Về quá trình tổng hợp 3,5-dinitro-L-tyrosin ............................... 43 4.1.2. Về phản ứng N-acetyl hóa 3,5-dinitro-L-tyrosin ........................ 44 4.1.3. Về phản ứng tạo ethyl ester từ 3,5-dinitro-N-acetyl-L-tyrosin... 44 4.1.4. Vế phản ứng tạo cầu nối diaryl ether .......................................... 45 4.1.5. Về quá trình khử hóa tạo hợp chất diamin .................................. 46 4.1.6. Về quá trình diazo hóa và iodo hóa trong cùng một giai đoạn ... 46 4.1.7. Về phản ứng thủy phân và demethyl hóa tạo 3,5-diiodo-Lthyronin ................................................................................................. 47 4.1.8. Về quá trình tạo liothyronin ........................................................ 47 4.2. Về cấu trúc của chất trung gian và sản phẩm tổng hợp đƣợc ........ 48 4.2.1. Phổ hồng ngoại............................................................................ 48 4.2.2. Phổ khối lượng ............................................................................ 49 4.2.3. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân ....................................................... 50 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 52 KẾT LUẬN ................................................................................................. 52 KIẾN NGHỊ ................................................................................................ 53 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẲT VÀ KÍ HIỆU 13 C-NMR : Carbon Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ( Phổ cộng hưởng từ hạt nhân carbon) 1 H-NMR : Proton Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ( Phổ cộng hưởng từ hạt nhân proton) Ac : Acetyl DIT : 3,5-Diiodotyrosin Et : Ethyl HPLC High Performance Liquid Chromatography : (Sắc kí lỏng hiệu năng cao) IR : Infrared Spectroscopy (phổ hồng ngoại) Me : Methyl MIT : Monoiodotyrosin MS : Mass Spectroscopy (phổ khối lượng) NXB : Nhà xuất bản SKLM : Sắc kí lớp mỏng T2 : 3,5-diiodo-L-thyronin T3 : 3,5,3‟-triiodo-L-thyronin T4 : 3,5,3‟,5‟-tetraiodo-L-thyronin TLC : Thin Layer Chromatography (Sắc kí lớp mỏng) TRH Thyrotropin Releasing Hormone : (Hormon giải phóng thyrotropin) Ts : TSH p-Toluen sulfonyl Thyroid Stimulating Hormone : (Hormon kích thích tuyến giáp) USP : The United State Pharmacopeia (Dược điển Mỹ) DANH MỤC CÁC BẢNG Tên bảng Bảng 1.1: Chỉ tiêu chất lượng nguyên liệu liothyronin mononatri Trang 5 trong USP 34 Bảng 2.1: Nguyên vật liệu và thuốc thử 22 Bảng 3.1: Khảo sát ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản 32 ứng khử Bảng 3.2: Kết quả khử hóa sử dụng dung môi EtOH 96% Bảng Bảng 3.3: Kết quả diazo hóa và diiodo hóa diamin (26) Bảng 3.4: Tiêu chuẩn kiểm nghiệm liothyronin mononatri theo USP 34 32 37 41 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, SƠ ĐỒ Tên sơ đồ Sơ đồ 1.1: Quá trình tổng hợp liothyronin mononatri từ 3,5- Trang 9 diiodo-L-thyronin Sơ đồ 1.2: Quá trình tạo muối liothyronin mononatri 9 Sơ đồ 1.3: Quá trình tổng hợp liothyronin từ 3,5-diiodo-L-tyrosin 10 Sơ đồ 1.4: Quá trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp của C. R. Harington Sơ đồ 1.5: Quá trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp của A. David Sơ đồ 1.6: Quá trình tổng hợp 3,5-diiodo-N-acetyl-L-tyrosin 11 12 13 ethyl ester Sơ đồ 1.7: Quá trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp của W. Siedel Sơ đồ 1.8: Quá trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp của Gunther Hillman Sơ đồ 1.9: Quá trình tổng hợp muối 4,4‟-dimethoxy 14 15 15 diphenyliodonium bromid Sơ đồ 1.10: Quá trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp của J.K. Chalmer 18 ĐẶT VẤN ĐỀ Bệnh lý tuyến giáp rất đa dạng, trong đó thiểu năng tuyến giáp là tình trạng bệnh phổ biến. Suy giáp có thể gặp ở nhiều lứa tuổi, người ta ước tính có khoảng 3-5% dân số bị suy giáp. Ở người lớn, tuổi được chẩn đoán suy giáp tập trung ở độ tuổi 40-60, hay gặp ở phụ nữ. Nguyên nhân thường do thiếu hụt hormon tuyến giáp levothyroxin (T4) và liothyronin (T3) [1]. Để điều trị suy giáp, việc cung cấp các hormon tuyến giáp là cần thiết. Levothyroxin là hormon thường lựa chọn sử dụng, nhưng liothyronin lại đặc biệt quan trọng trong những trường hợp cần tác dụng nhanh như hôn mê do suy giáp hay điều trị ung thư tuyến giáp. Ngày nay, liothyronin trên thị trường chủ yếu có nguồn gốc tổng hợp. So với bột giáp đông khô được sản xuất từ tuyến giáp động vật, liothyronin có hoạt tính mạnh, hiệu quả điều trị cao, ít gây dị ứng. Ngoài ra, liothyronin còn được sử dụng với liều điều trị rất thấp, phân liều chính xác, ít bị nấm mốc [37]. Nguyên liệu cho tổng hợp liothyronin là L-tyrosin thu được từ dịch thủy phân sừng, lông, móng gia súc, là nguồn nguyên liệu sẵn có trong nước. Đề tài “Nghiên cứu tổng hợp levothyroxin và liothyronin làm thuốc điều trị bướu cổ” đã được Bộ Y Tế chọn là nhiệm vụ khoa học công nghệ năm 2013-2014 và giao cho Bộ môn Công nghiệp dược thực hiện nhiệm vụ này. Chính vì vậy, chúng tôi tiến hành đề tài: “Nghiên cứu tổng hợp liothyronin từ L-tyrosin” góp phần thực hiện nhiệm vụ khoa học công nghệ của Bộ Y Tế. Đề tài được thực hiện với hai mục tiêu: 1. Xây dựng được quy trình tổng hợp liothyronin mononatri từ L-tyrosin ở quy mô phòng thí nghiệm. 2. Tổng hợp được 10,0 g liothyronin mononatri đạt tiêu chuẩn USP 34. 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về các hormon tuyến giáp 1.1.1. Một số đặc điểm giải phẫu sinh lý tuyến giáp 1.1.1.1. Giải phẫu Tuyến giáp là một tuyến nội tiết nằm trước sụn giáp, có 2 thùy và một eo ở giữa. Tuyến giáp nằm trong bao giáp nhưng gắn với sụn giáp nên khi nuốt tuyến giáp di động theo thanh quản. Trọng lượng tuyến khoảng 20-30 g. Tuyến giáp được cấp máu bởi các nhánh động mạch, tĩnh mạch giáp trên và dưới, lượng máu cấp cho mỗi gam tuyến giáp là 4-6 ml/phút. Tuyến giáp được cấu tạo bởi các nang tuyến, trong lòng nang có đầy chất keo với thành phần chủ yếu là thyroglobulin do tế bào nang tiết ra. Hormon tuyến giáp được tổng hợp tại các tế bào nang, sau đó dự trữ tại các tế bào nang dưới dạng liên kết với thyroglobulin trong lòng nang giáp [1]. 1.1.1.2. Sinh tổng hợp hormon tuyến giáp Hormon tuyến giáp được tổng hợp tại tế bào nang giáp, quá trình này gồm 4 giai đoạn - Quá trình bắt iod: iod của thức ăn được hấp thu vào máu, từ máu iod vào tế bào tuyến giáp bằng cơ chế vận chuyển tích cực do màng đáy tế bào nang giáp có khả năng bơm iod vào trong tế bào. Do đó, nồng độ iod trong tế bào tuyến giáp cao gấp 30 lần nồng độ trong máu. - Oxy hóa ion iodid thành dạng oxy hóa của iod nguyên tử nhờ peroxydase, iod nguyên tử có khả năng gắn trực tiếp với tyrosin. - Gắn iod nguyên tử vào tyrosin để tạo monoiodotyrosin (MIT) và diiodotyrosin (DIT). - Trùng hợp MIT và DIT để tạo T3 và T4. Sau khi tạo thành, T3 và T4 được gắn với thyroglobulin, rồi được vận chuyển qua màng đỉnh của tế bào nang giáp vào trong lòng nang để dự trữ. 2 Khi cơ thể cần sử dụng, hormon được tách ra khỏi thyroglobulin nhờ enzym và giải phóng vào máu đi tới cơ quan đích [1], [2], [3]. 1.1.1.3. Điều hòa bài tiết Khi nồng độ hormon tuyến giáp trong máu giảm, vùng dưới đồi tiết ra TRH, chất này kích thích tuyến yên tiết TSH; đến lượt TSH kích thích tuyến giáp tăng cường tổng hợp và bài tiết T3 và T4 và ngược lại. Cơ chế tự điều hòa (hiệu ứng Wolff- Chaikoff): Khi nồng độ iod vô cơ trong máu hoặc trong tuyến giáp cao sẽ ức chế bài tiết T3 và T4 bằng cách giảm thu nhận iod. Tuy nhiên hiệu ứng này chỉ xảy ra tạm thời, trong vòng 714 ngày và vẫn bị TSH lấn át, nếu tình trạng náy kéo dài sẽ dẫn đến suy giáp hoặc bướu giáp. Khi nồng độ iod trong máu luôn ở mức thấp thì tuyến giáp tăng cường hoạt động để thu nhận iod tối đa tập trung vào tuyến, đồng thời luôn bị TRH và TSH kích thích hoạt động để sản xuất hormon theo yêu cầu của cơ thể, tình trạng này kéo dài sẽ dẫn tới phì đại tuyến giáp [1]. Về tác dụng, hormon tuyến giáp có tác dụng đặc biệt lên sự phát triển và hoàn thiện của cơ thể, nhất là ở thời kỳ đang lớn. Bên cạnh đó, hormon tuyến giáp còn làm tăng chuyển hoá tế bào ở phần lớn các mô cơ thể, tăng chuyển hoá glucid, lipid, protid. Hormon tuyến giáp còn làm tăng nhịp tim, tăng vận tốc tuần hoàn, thúc đẩy sự phát triển kích thước và chức năng của não…Tác dụng của hormon T3 mạnh gấp 4 lần so với hormon T4 [8], [12]. 1.1.2. Một số bệnh về tuyến giáp - Cường giáp (Hyperthyroidism): Là tình trạng tăng hormon tuyến giáp trong máu do hoạt động quá mức của tuyến giáp, từ đó gây ra những tổn hại về mô và chuyển hoá hay còn gọi là nhiễm độc giáp. Khi đó bệnh nhân cần điều trị bằng các thuốc kháng giáp trạng tổng hợp, nếu nặng hơn cần có chỉ định phẫu thuật hoặc điều trị bằng đồng vị phóng xạ 131I [7], [8]. 3 - Suy giáp (Hypothyroidism): Là tình trạng giảm chức năng tuyến giáp, dẫn đến hormon tuyến giáp được sản xuất dưới mức bình thường làm cho nồng độ hormon tuyến giáp trong máu giảm, từ đó gây ra những tổn thương ở mô và rối loạn chuyển hoá. Có một số nguyên nhân thường gặp như teo tuyến giáp tự phát, viêm tuyến giáp tự miễn Hashimoto… Trong trường hợp này bệnh nhân thường phải điều trị bằng tinh chất giáp trạng hoặc hormon tuyến giáp tổng hợp (levothyroxin và liothyronin) nhằm duy trì nồng độ T3 và T4 trong giới hạn bình thường [4], [5], [8]. - Bướu giáp đơn thuần (Nontoxic Nodular Goiter): Là sự tăng khối lượng tuyến giáp do phì đại và quá sản tuyến sinh ra. Nguyên nhân gây ra bướu giáp đơn thuần là do sự thiếu hụt iod dẫn đến sự thiếu hụt tương đối và tuyệt đối hormon tuyến giáp trong máu gây tăng tiết TSH thứ phát. Tuyến giáp bị kích thích liên tục bởi TSH và dẫn tới toàn bộ tuyến giáp bị phì đại gây nên bướu giáp đơn thuần. Khi đó cần điều trị bằng hormon tuyến giáp với thời gian điều trị ít nhất 6 tháng nhằm ức chế tiết TSH, trong một số trường hợp như bướu giáp khổng lồ, có nhân… cần có chỉ định phẫu thuật [4], [8]. Như vậy hormon tuyến giáp, bao gồm tinh chất giáp trạng và đặc biệt là hormon T3, T4 tổng hợp đóng một vai trò quan trọng trong quy trình điều trị các bệnh tuyến giáp, đặc biệt là trong các trường hợp suy giáp và bướu giáp đơn thuần. 1.2. Tổng quan về liothyronin mononatri 1.2.1. Cấu trúc và tính chất - Công thức cấu tạo: I HO I COONa NH2 O I Liothyronin natri - Tên khoa học: natri (2S)-2-amino-3-[4-(4-hydroxy-3-iodophenoxy)-3,5diiodophenyl] propanoat. 4 - Công thức phân tử: C15H11I3NNaO4. - Phân tử lượng: 672,96 đvC. - Tính chất: bột trắng hoặc hơi vàng, nâu nhạt, thực tế không tan trong nước, khó tan trong alcol, tan được trong các dung dịch hydroxyd kiềm loãng. - Góc quay cực riêng: +18 đến +220 (C=20mg/ml (hỗn hợp EtOH: dd HCl 1,2M = 4:1). - Nhiệt độ nóng chảy: 2050C (phân hủy). - Dược điển Mỹ USP 34 qui định hàm lượng liothyronin mononatri phải đạt từ 95,0 đến 101,0%, tính theo chế phẩm đã làm khô (định lượng bằng phương pháp HPLC) [9], [30], [31], [41]. Bảng 1.1: Chỉ tiêu chất lƣợng nguyên liệu liothyronin mononatri theo USP 34 Chỉ tiêu Định tính: - Phổ UV-VIS - Iod (phản ứng hóa học) - Natri (phản ứng hóa học) - Phương pháp HPLC Yêu cầu - Phổ UV của dung dịch thử phải có cực đại hấp thụ giống cực đại hấp thụ của dung dịch chuẩn. - Chế phẩm phải thể hiện phép thử định tính của iod. - Chế phẩm phải thể hiện phép thử định tính của ion natri. - Trên sắc kí đồ, dung dịch thử phải cho pic chính có thời gian lưu tương ứng với thời gian lưu của dung dịch liothyronin chuẩn. Góc quay cực +18 đến +220 (C=20mg/ml (hỗn hợp EtOH: dd HCl 1,2M = 4:1) Mất khối lượng Không quá 4,0% do làm khô Giới hạn Không quá 5,0% levothyroxin natri (Phương pháp HPLC) Định lượng Hàm lượng liothyronin natri trong chế phẩm phải từ (Phương pháp 95,0% đến 101,0% tính theo chế phẩm khô HPLC) 1.2.2. Tác dụng dược lý và chỉ định 5 1.2.2.1. Tác dụng dược lý và cơ chế tác dụng Liothyronin (T3) là hormon của tuyến giáp, hormon này làm tăng tiêu thụ oxy ở phần lớn các mô của cơ thể, làm tăng tốc độ chuyển hóa cơ bản và chuyển hóa carbohydrat, lipid và protein, vì thế có ảnh hưởng đến mọi cơ quan và đặc biệt quan trọng đến sự phát triển hệ thần kinh trung ương của trẻ nhỏ. Liothyronin có hoạt tính được gắn trực tiếp với thụ thể thyroxin trong tế bào và tác động đến nhân tế bào. Liothyronin có cùng tác dụng dược lý như levothyroxin và các chế phẩm từ tuyến giáp, nhưng cũng có nhiều khác biệt quan trọng. Liothyronin được dùng khi cần phải có tác dụng nhanh chẳng hạn như trong hôn mê do suy giáp hoặc chuẩn bị cho người bệnh trước khi dùng liệu pháp 131 I để điều trị ung thư tuyến giáp. Liệu pháp thay thế liothyronin dùng lâu dài ít được chỉ định vì phải dùng thuốc nhiều lần, giá cao và tăng tạm thời nồng độ liothyronin trong huyết thanh trên mức bình thường. Dược động học: Sau khi uống, liothyronin mononatri hấp thu gần hoàn toàn qua đường tiêu hóa (khoảng 95%). Liothyronin có thời gian tiềm tàng rất ngắn, tác dụng xuất hiện trong vòng vài giờ. Liothyronin được chuyển vận trong máu, chỉ gắn với globulin gắn được thyroxin và albumin. Chỉ có 0,5% T3 dưới dạng tự do, không gắn với protein, thể tích phân bố lớn hơn nhiều so với levothyroxin. Liothyronin không có tác dụng tích lũy, khi ngừng điều trị, người bệnh trở về trạng thái chuyển hóa trước điều trị trong vòng 2 - 3 ngày. 3,5,3‟-triiodothyronin được tạo thành một phần ở tuyến giáp và một phần ở gan. Vai trò của gan là chuyển đổi 3,5,3‟,5‟-tetraiodothyronin thành 3,5,3‟triiodothyronin với mức độ cần thiết. Sau đó, gan cũng chuyển đổi triiodothyronin thành nhiều chất chuyển hóa không có hoạt tính, được thải trừ qua thận và phân. Bệnh thận và gan ít ảnh hưởng đến sự chuyển hóa này. Tác dụng của liothyronin xuất hiện nhanh hơn và thời gian tác dụng ngắn hơn so với levothyroxin. Nửa đời huyết tương của liothyronin là khoảng 1 - 2 6 ngày và của levothyroxin là 6 - 7 ngày. Nửa đời huyết tương của liothyronin và levothyroxin giảm ở người cường giáp và tăng ở người suy giáp. Sau khi tiêm tĩnh mạch một liều liothyronin mononatri, đáp ứng chuyển hóa có thể phát hiện được trong vòng 2 - 4 giờ và tác dụng điều trị tối đa trong vòng 2 ngày. Sau khi ngừng đợt điều trị dài ngày, tác dụng tồn tại lâu hơn sự có mặt của lượng nội tiết tố có thể phát hiện được (tới 72 giờ với liothyronin, và 1 - 3 tuần với levothyroxin). Liothyronin có thể được ưu tiên dùng hơn levothyroxin khi muốn có tác dụng điều trị nhanh, hết tác dụng (phục hồi) nhanh, khi quá trình hấp thu ở đường tiêu hóa hoặc sự biến đổi ngoại biên từ levothyroxin sang liothyronin bị suy giảm. Trong điều trị dài ngày, sử dụng liothyronin không thuận tiện bằng levothyroxin, vì levothyroxin có tác dụng kéo dài hơn, tạo điều kiện chuyển hóa ổn định hơn và cung cấp liên tục cho gan cơ chất T4 để sản xuất T3. Bệnh nhân suy giáp được điều trị suốt đời bằng liệu pháp thay thế với levothyroxin. Tuy nhiên, do liothyronin có tác dụng nhanh nên có thể dùng khởi đầu trong những trạng thái suy giáp nặng, thí dụ hôn mê của phù niêm [6]. 1.2.2.2. Chỉ định Liothyronin được chỉ định khi cần có tác dụng nhanh như trong các trường hợp sau: - Hôn mê do suy giáp. - Chuẩn bị người bệnh để dùng liệu pháp 131I để điều trị ung thư tuyến giáp. - Ðược dùng làm test ức chế 3,5,3‟-triiodothyronin để chẩn đoán người nghi tăng hoạt động do tuyến giáp và để quyết định điều trị cường giáp. Trong điều trị bệnh suy giáp, tốt nhất là chỉ định thay thế bằng levothyroxin mà không dùng liothyronin [6]. 1.2.2.3. Dạng thuốc và hàm lượng 7 - Viên nén liothyronin mononatri để uống: 5 microgam; 25 microgam; 50 microgam (liothyronin base). - Thuốc tiêm liothyronin natri (chỉ để tiêm tĩnh mạch): 10 microgam (liothyronin base) trong 1 ml [6], [31]. 1.2.2.4. Liều lượng và cách dùng 20 - 25 microgam liothyronin mononatri tương đương xấp xỉ 100 microgam thyroxin natri (levothyroxin). Phải hiệu chỉnh liều theo từng người bệnh dựa trên đáp ứng lâm sàng, test sinh hóa và phải giám sát đều đặn [6]. 1.2.2.5. Biệt dược Cytobin (Pfizer); Cytomel (GSK); Cynomel (GSK); Tertroxin (GSK) [30], [31]. 1.2.3. Phương pháp tổng hợp liothyronin 1.2.3.1. Phương pháp chiết xuất Liothyronin (T3) cùng với levothyroxin (T4) đã được chiết xuất từ tuyến giáp động vật từ rất sớm [20], [21], [23], [25], [27], [28]. Tuy nhiên các phương pháp chiết xuất thường phức tạp vì nồng độ hormon thấp. Hơn nữa, các sản phẩm này thường lẫn tạp trong quá trình chiết, do đó quá trình tinh chế rất phức tạp và gây tốn kém. Ngoài ra, các chế phẩm thyroid bào chế từ tuyến giáp động vật cũng có thể được sử dụng trực tiếp, nhưng các sản phẩm này rất dễ bị hỏng trong quá trình lưu hành do dễ nhiễm khuẩn, nấm mốc, dễ phân hủy giảm hàm lượng. Hơn nữa, việc phân liều thiếu chính xác dẫn đến khó khăn trong điều trị. Chính vì vậy, để sản xuất hormon tuyến giáp người ta được thường áp dụng phương pháp tổng hợp hóa học [37]. 1.2.3.2. Phương pháp tổng hợp hóa học Các phương pháp tổng hợp liothyronin chủ yếu đi qua hợp chất trung gian 3,5-diiodo-L-thyronin (T2). Sơ đồ tổng hợp: 8 I HO I NH2 O 1 I 2 /KI (1:1), Base HO COOH CH 3-CO-NH-I I I HO I NH2 O 2 COONa I COOH I NaOH Na2 CO3 NH2 O I 3 Sơ đồ 1.1: Quá trình tổng hợp liothyronin mononatri từ 3,5-diiodo-L-thyronin Từ 3,5-diodo-L-thyronin 1 thực hiện phản ứng monoiodo hóa với cùng đương lượng tác nhân KI3 trong dung môi base thích hợp (NH3, methylamin, ethylamin hoặc các amin bậc 2…) hoặc sử dụng tác nhân iodo hóa là Niodoacetamid trong methanol khan thu được liothyronin 2 dưới dạng base, sau đó xử lí với dung dịch NaOH 50% hoặc dung dịch bão hòa Na2CO3 thu được liothyronin natri 3. Hiệu suất tổng hợp liothyronin từ 1 thay đổi từ 50-95% [18], [21], [22], [32], [33], [35], [36], [38], [40]. Quá trình phản ứng trên thì liothyronin thu được thường lẫn tạp T2, T4 và đồng phân 3,5,3‟-triiodo-D-thyronin. Do vậy, để thu được sản phẩm đạt tiêu chuẩn dược dụng cần quá trình tinh chế phức tạp. Theo IT 1302201 B1, các tác giả đã cải tiến phương pháp tinh chế như sau: Kết tinh liothyronin dưới dạng muối dinatri liothyronin 4 sau đó dùng dung dịch HCl 2N hoặc acid acetic băng chuyển về dạng liothyronin base, sau đó tạo muối mononatri với dung dịch Na2CO3 bão hòa. Quá trình này thu được liothyronin mononatri có hàm lượng 99,1%, [α]D20= +21,5° [47]. Sơ đồ 1.2: Quá trình tạo muối liothyronin mononatri 9 Ngoài ra M. Grzegorz và cộng sự đã đưa ra quy trình để tổng hợp liothyronin như sau. Sơ đồ 1.3: Quá trình tổng hợp liothyronin từ 3,5-diiodo-L-tyrosin Oxy hóa alcol 3-iodo-4-hydroxybenzylic bằng NaBiO3 thu được 5-iodo1-oxaspiro[2.5]octa-4,7-dien-6-on (5) với hiệu suất 32%. Phản ứng của 5 với 3,5-diiodo-L-tyrosin tại pH 8 sử dụng hệ đệm borat nhận được 3,5,3‟-triiodoL-thyronin (T3) với hiệu suất 70%. Quy trình này đơn giản nhưng để tổng hợp chất 5 cần sử dụng tác nhân và điều kiện phức tạp. Phương pháp này chỉ có ý nghĩa khoa học, khó triển khai sản xuất liothyronin ở quy mô công nghiệp [39]. Như vậy, để tổng hợp liothyronin ở quy mô lớn chủ yếu vẫn tập trung theo con đường tổng hợp từ T2. Ngoài ra T2 còn là trung gian quan trọng trong sản xuất T4 bằng phản ứng iodo hóa với 2 đương lượng KI3 [17], [26], [47]. Dưới đây, xin giới thiệu một số phương pháp tổng hợp T2 quan trọng đi từ những nguồn nguyên liệu khác nhau. a) Phương pháp của C. R. Harington và cộng sự năm 1927. 10 I I OH I O Ethylmethylceton + MeO I NO 2 K2CO3 MeO I NO 2 6 I O SnCl2/HCl NaNO2 /HCl, CH 3COOH AcOH MeO I I NH2 7 I O O KCN, CuSO 4 MeO I N N Cl MeO I CN 9 8 I SnCl2 /HCl O O Ph CHCl3 MeO I CHO N H OH O Ac 2O, AcONa 10 I O O MeO H 2 SO 4/EtOH O N I 11 I O MeO O O HN HO HI, P Ph OC 2H 5 I 12 I OH NH 2 O I O Sơ đồ 1.4: Quá trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp của C. R. Harington Nguyên liệu ban đầu là 4-methoxyphenol phản ứng với 1,2,3-triiodo-5nitrobenzen với xúc tác K2CO3 trong dung môi ethylmethylceton thu được ether 6. Khử hóa 6 với tác nhân SnCl2 thu được amin 7, sau đó amin 7 được cyano hóa bằng cách chuyển nhóm NH2 thành muối diazo 8 và xử lí với hỗn hợp KCN có mặt xúc tác CuSO4 thu được 9. Tiếp tục khử hóa và thủy phân 9 thu được aldehyd 10, sau đó tiến hành ngưng tụ 10 với acid hypuric trong hỗn hợp AcONa và Ac2O thu được aza-lacton 11. Thủy phân aza-lacton 11 trong môi trường EtOH có mặt H2SO4 10% thu được ester của acid cinamic 12. Khử hóa 12 bằng HI và cuối cùng tách hỗn hợp đồng phân racemic thu được 3,5diiodo-L-thyronin [24]. 11 Phương pháp này cho hiệu suất thấp đặc biệt là giai đoạn cuối, đồng thời sản phẩm cuối cùng thu được là hỗn hợp racemic, phải thực hiện quá trình tách 2 đồng phân vì chỉ dạng đồng phân L- mới có tác dụng sinh học. Quy trình tổng hợp nhiều giai đoạn đi từ nguồn nguyên liệu không sẵn có, đồng thời sử dụng muối KCN rất độc. b) Phương pháp của A. David và cộng sự năm 1998 Nguyên liệu sử dụng là ethyl N-acetyl-3,5-diiodo-L-tyrosinat 13 và acid 4-methoxyphenylboronic. Sơ đồ 1.5: Quá trình tổng hợp 3,5-diiodo-L-thyronin theo phương pháp của A. David Phản ứng được thực hiện với sự có mặt Cu(OAc)2 trong dung môi pyridin. Khối phản ứng được khuấy 18h tại 250C. Sau khi kết thúc phản ứng diaryl ether được tinh chế bằng sắc kí cột. Hiệu suất thu được 81% [19]. Sản phẩm diaryl ether sau đó được demethyl hóa và thủy phân trong AcOH với sự có mặt của HI hoặc HBr thu được 3,5-diiodo-L-thyronin [16], [17], [47]. Nguyên liệu 13 được tổng hợp từ L-tyrosin theo phương pháp của J.H. Branes và cộng sự năm 1950. L-tyrosin được iodo hóa với I2/KI trong môi trường base amin hoặc ICl thu được 3,5-diiodo-L-tyrosin. Sau đó N-acetyl hóa dẫn chất này bằng anhydrid acetic để bảo vệ nhóm amin. Cuối cùng là ester hóa với EtOH có mặt acid p-toluensulfonic (TsOH) thu được dẫn chất 13. 12