Tài liệu Nghiên cứu tổng hợp pioglitazon ở quy mô phòng thí nghiệm

BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI TRƢƠNG THỊ MINH HƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PIOGLITAZON Ở QUY MÔ PHÕNG THÍ NGHIỆM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ HÀ NỘI - 2015 BỘ Y TẾ TRƢỜNG ĐẠI HỌC DƢỢC HÀ NỘI TRƢƠNG THỊ MINH HƢƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG HỢP PIOGLITAZON Ở QUY MÔ PHÕNG THÍ NGHIỆM KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP DƢỢC SĨ Ngƣời hƣớng dẫn: 1. TS. Văn Thị Mỹ Huệ 2. TS. Lê Nguyễn Thành Nơi thực hiện: 1. Bộ môn Hóa hữu cơ 2. Trung tâm nghiên cứu và phát triển thuốc- Viện Hóa sinh biển- Viện hàn lâm khoa học công nghệ HÀ NỘI - 2015 LỜI CẢM ƠN Để có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp đúng thời hạn và đạt được những mục tiêu đã đề ra, trong thời gian vừa qua, em đã nhận được sự giúp đỡ tận tâm từ các thầy cô, bạn bè trong và ngoài trường Đại học Dược Hà Nội. Nhân dịp này, em xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới: TS. Văn Thị Mỹ Huệ, người hướng dẫn trực tiếp cũng như người đã thường xuyên giúp đỡ, động viên và tạo điều kiện cho em thực hiện đề tài này. TS. Lê Nguyễn Thành- Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển thuốc- Viện Hóa Sinh Biển- Viện Hàn Lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, người đã theo dõi và giúp đỡ em trong quá trình làm khóa luận này. Các thầy cô trong Bộ môn Hóa Hữu cơ đã tận tình truyền đạt kiến thức trong suốt thời gian học tập trong trường, giúp em có nền tảng vững chắc để có thể hoàn thành khóa luận tốt nghiệp của mình. Các cán bộ của Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển thuốc cùng cán bộ của phòng Nghiên cứu cấu trúc- Viện Hóa học- Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo điều kiện và giúp đỡ em trong quá trình làm thực nghiệm. Cuối cùng, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới gia đình, bạn bè, những người đã luôn theo dõi, động viên và tạo điều kiện cho em tập trung hoàn thành khóa luận này. Hà Nội, ngày 10 tháng 5 năm 2015 Họ và tên sinh viên Trương Thị Minh Hương MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT, CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ ĐẶT VẤN ĐỀ ------------------------------------------------------------------------- 1 Chƣơng 1: TỔNG QUAN ------------------------------------------------------------ 2 1.1. Tổng quan về bệnh đái tháo đƣờng ----------------------------------- 2 1.2. Tổng quan về nhóm thuốc thiazolidindion và Pioglitazon ------- 4 1.2.1. Nhóm thuốc TZD (thiazolidindion hay glitazon) ---------------- 4 1.2.2. Pioglitazon ------------------------------------------------------------- 5 1.3. Phƣơng pháp tổng hợp pioglitazon ----------------------------------- 7 1.3.1. Tổng hợp từ phải qua trái ------------------------------------------- 8 1.3.2. Tổng hợp từ trái qua phải ------------------------------------------- 9 Chƣơng 2: NGUYÊN LIỆU, THIẾT BỊ, NỘI DUNG VÀ PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ----------------------------------------------------------------------- 14 2.1. Nguyên vật liệu, hóa chất, dung môi -------------------------------- 14 2.2. Thiết bị thí nghiệm ----------------------------------------------------- 15 2.3. Nội dung nghiên cứu --------------------------------------------------- 15 2.4. Phƣơng pháp nghiên cứu --------------------------------------------- 16 2.4.1. Phương pháp tổng hợp pioglitazon ------------------------------ 16 2.4.2. Phương pháp tinh chế và xác định cấu trúc ------------------- 16 Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM- KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN ------------------- 17 3.1. Thực nghiệm- Kết quả------------------------------------------------- 17 3.1.1. Tổng hợp hóa học -------------------------------------------------- 17 3.1.2. Hiệu suất của quá trình ------------------------------------------- 20 3.1.3. 3.2. Kiểm tra độ tinh khiết và khẳng định cấu trúc ---------------- 21 Bàn luận ------------------------------------------------------------------ 27 3.2.1. Về phản ứng tổng hợp chất 2-(5-ethylpyridin-2-yl)ethyl methansulfonat (3) ------------------------------------------------------------ 28 3.2.2. Về phản ứng tổng hợp 4-(2-(5-ethylpyridin-2-yl)ethoxy) benzaldehyd (4) ---------------------------------------------------------------- 30 3.2.3. Về phản ứng tổng hợp 5-(4-(2-(5-ethylpyridin-2-yl)ethoxy) benzyliden thiazolidin-2,4-dion (5) ----------------------------------------- 32 3.2.4. Về phản ứng tổng hợp pioglitazon (1) -------------------------- 34 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ----------------------------------------------------- 39 KẾT LUẬN ----------------------------------------------------------------------- 39 KIẾN NGHỊ ----------------------------------------------------------------------- 39 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT, CHỮ VIẾT TẮT 13 1 C-NMR H-NMR phổ cộng hƣởng từ carbon C13 phổ cộng hƣởng từ proton Ac acetyl Bn benzyl BTBAC benzyl tert-butyl amoniclorid CDCl3 cloroform- D CTCT công thức cấu tạo CTPT công thức phân tử d doublet DCM dicloromethan dd doublet of doublet DMF dimethylformamid E phản ứng tách loại Et ethyl FDA Cục quản lý thực phẩm và dƣợc phẩm Hoa Kỳ (Food and Drug Administration) IDF Liên đoàn đái tháo đƣờng quốc tế (International Diabetes Federation) IR phổ hồng ngoại J hằng số tƣơng tác Me methyl Ms mesyl (methansulfonyl) MS phổ khối lƣợng PPARγ thụ thể kích thích sao chép trên nhân tế bào (Peroxisome Proliferator- Activated Receptor gamma) q quartet Rf hệ số lƣu giữ s singlet SKLM sắc ký lớp mỏng SNAr phản ứng thế ái nhân của hợp chất thơm t triplet TEA triethylamin THF tetrahydrofuran TLC sắc ký lớp mỏng Ts p-tosyl (toluensulfonyl) TT thứ tự TZD thiazolidindion WHO tổ chức y tế thế giới ( World Health Organization) DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1: Danh mục nguyên liệu, dung môi, hóa chất sử dụng 14 Bảng 2: Hiệu suất của quy trình tổng hợp pioglitazone 20 Bảng 3: Giá trị Rf của các sản phẩm trung gian trong quy trình và pioglitazone Bảng 4: Dữ liệu phổ IR của pioglitazone Bảng 5: Số liệu phổ 1H-NMR của pioglitazone và các sản phẩm trung gian Bảng 6: Số liệu phổ 13C-NMR của pioglitazone và các sản phẩm trung gian 21 24 25 26 Bảng 7:Số liệu phổ 1H-NMR của pioglitazon 36 Bảng 8: Số liệu phổ 13C-NMR của pioglitazon 37 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1: Các thuốc trong nhóm thiazolidindion 5 Hình 2: CTCT của Pioglitazon hydroclorid 6 Hình 3: Cấu trúc của pioglitazon 7 Hình 4: Phổ MS của pioglitazon 23 Hình 5: Phổ IR của pioglitazon 24 Hình 6: Các cơ chế trong phản ứng tạo thành chất3 28 Hình 7: Hai đồng phân hình học của chất 5 32 DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ Sơ đồ 1: Con đƣờng tổng hợp pioglitazon từ phải qua trái 7 Sơ đồ 2: Con đƣờng tổng hợp pioglitazon từ trái qua phải 8 Sơ đồ 3: Sơ đồ tổng hợp pioglitazon từ tyrosin 9 Sơ đồ 4: Phản ứng tạo thành pioglitazon và sản phẩm phụ 9 Sơ đồ 5: Sơ đồ tổng hợp pioglitazon từ 4- benzyloxybenzaldehyd 10 Sơ đồ 6: Hai con đƣờng tổng hợp pioglitazontừ trái qua phải 11 Sơ đồ 7: Quy trình tổng hợp pioglitazon từ trái qua phải 11 Sơ đồ 8: Quy trình tổng hợp pioglitazon theo 4 bƣớc 17 Sơ đồ 9: Phản ứng tổng hợp chất 3 17 Sơ đồ 10: Phản ứng tổng hợp chất 4 18 Sơ đồ 11: Phản ứng tổng hợp chất 5 19 Sơ đồ 12: Phản ứng tổng hợppioglitazone 19 Sơ đồ 13: Phản ứng hoạt hóa nhóm OH sử dụng tác nhân tosyl 29 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Trong những năm gần đây, tỷ lệ ngƣời mắc đái tháo đƣờng gia tăng nhanh chóng, chủ yếu là đái tháo đƣờng typ 2. Theo thống kê của Tổ chức y tế thế giới WHO, Việt Nam là quốc gia có tốc độ phát triển bệnh đái tháo đƣờng nhanh nhất thế giới (khoảng 8-10%/năm). Đái tháo đƣờng typ 2 còn đƣợc gọi là đái tháo đƣờng không phụ thuộc insulin, hay đái tháo đƣờng ở ngƣời trƣởng thành, chiếm từ 90-95% tổng số các ca mắc đái tháo đƣờng trên toàn thế giới. Hiện nay, căn bệnh nàyđã trở thành một trong những đại dịch không truyền nhiễm do những hậu quả nặng nề về xã hội mà nó mang lại bởi những biến chứng nghiêm trọng trên hầu hết các bộ phận của cơ thể[34]. Thiazolidindion (TZD) là nhóm thuốc đƣợc sử dụng trong điều trị đái tháo đƣờng theo cơ chế hoạt hóa PPAR (peroxisome proliferator activated receptor), làm tăng độ nhạy cảm của insulin, từ đó tăng thu nạp glucose từ máu[17]. Trong các thuốc TZD, hiện chỉ còn pioglitazon là đƣợc sử dụng trong điều trị đái tháo đƣờng với biệt dƣợc Actos của công ty dƣợc phẩm Takeda từ năm 1999, hết hạn bảo hộ độc quyền vào năm 2013. Ở Việt Nam hiện nay, pioglitazone đƣợc sử dụng trong nhiều phác đồ điều trị cho bệnh nhân đái tháo đƣờng typ 2, khi kết hợp với các thuốc nhóm khác hoặc insulin, với tỷ lệ lên tới gần 60%[1]. Mặt khác, nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng TZD là một tác nhân chống ung thƣ tiềm năng[7, 10]. Nhận thấy tiềm năng tác dụng sinh học cũng nhƣ nhu cầu trong điều trị của pioglitazone, khóa luận “Nghiên cứu tổng hợp pioglitazone ở quy mô phòng thí nghiệm” đƣợc tiến hành với mục tiêu: Tổng hợp đƣợc pioglitazone ở quy mô phòng thí nghiệm. 2 Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1. Tổng quan về bệnh đái tháo đƣờng Theo Liên đoàn đái tháo đƣờng quốc tế (IDF) năm 2010, đái tháo đƣờng đƣợc định nghĩa là nhóm những rối loạn không đồng nhất gồm tăng đƣờng huyết và rối loạn dung nạp glucose do thiếu insulin, do giảm tác dụng của insulin hoặc cả hai. Đái tháo đƣờng typ 2 đƣợc đặc trung bởi kháng insulin và thiếu tƣơng đối insulin, một trong hai rối loạn này có thể xuất hiện ở thời điểm có triệu chứng lâm sàng của đái tháo đƣờng. Đái tháo đƣờng typ 2 là phổ biến hơn cả, chiếm tới 90-95% số ca mắc đái tháo đƣờng trên toàn thế giới. Đái tháo đƣờng typ 2 thƣờng gặp ở lứa tuổi trung niên, nhƣng gần đây xuất hiện ngày càng nhiều ở lứa tuổi 30, thậm chí cả lứa tuổi thanh thiếu niên[33].Các biến chứng nhƣ bệnh tim mạch, tổn thƣơng mạch máu não, mù mắt, suy thận, hoại thƣ,… đều hết sức nghiêm trọng , ảnh hƣởng tiêu cực đến mọi mặt của đời sống kinh tế- xã hội và là nguyên nhân dẫn đến tử vong ở bệnh nhân đái tháo đƣờng. Hiện nay, đái tháo đƣờng đã trở thành vấn đề y tế nan giải khi mà trên thế giới, cứ mỗi 7 giây lại có một ngƣời chết vì đái tháo đƣờng [15]. Năm 2014, đái tháo đƣờng là nguyên nhân dẫn đến tử vong cho 4,9 triệu ngƣời [15]. Viện nội tiết trung ƣơng đã khảo sát và đƣa ra kết luận năm 2013, Việt Nam có 5,7% dân số mắc đái tháo đƣờng, và có đến 70% bệnh nhân không đƣợc phát hiện và chẩn đoán. Đứng trƣớc xu hƣớng phát triển của căn bệnh có tính toàn cầu này, ngày càng có nhiều loại thuốc đƣợc phát triển và sử dụng trong điều trị với mục tiêu kiểm soát đƣờng huyết với các cơ chế khác nhau[18]. Các nhóm thuốc đƣợc sử dụng trong điều trị đái tháo đƣờng hiện nay là: - Insulin: là hormon do tuyến tụy tiết ra, sử dụng cho cả bệnh nhân đái tháo đƣờng typ 1 và typ 2 khi cơ thể không thể sản xuất đƣợc insulin. 3 - Sulfonyllure: bao gồm các thuốc glipizid, glyburide, glimepiride… hoạt động theo cơ chế kích thích tuyến tụy sản xuất và giải phóng nhiều insulin hơn, từ đó điều chỉnh lƣợng đƣờng trong máu. Thuốc chỉ có tác dụng đối với trƣờng hợp tuyến tụy còn khả năng tiết insulin. Tác dụng phụ phổ biến nhất của nhóm sulfonylurea là gây hạ đƣờng huyết quá mức[20]. - Meglitinid: thuốc đầu tiên trong nhóm là repaglinid (Prandin) đƣợc công bố vào năm 1997, sau đó là một vài thuốc khác nhƣ nateglinid, mitiglinid. Nhóm có cùng cơ chế tác dụng với sulfonylurea nhƣng có ƣu thế là giảm tác dụng phụ gây hạ đƣờng huyết so với sulfonylurea. - Biguanid: thuốc duy nhất trong nhóm đƣợc sử dụng hiện nay là metformin (1995). Thuốc tác dụng qua con đƣờng ức chế tổng hợp và giải phóng glucose từ gan vào máu, làm giảm đƣờng huyết nhƣng không gây tai biến hạ đƣờng huyết[20].Hiện nay, theo nhiều chỉ dẫn điều trị, metformin đƣợc coi là thuốc đầu tay trong điều trị đái tháo đƣờng typ 2[2, 3]. - Ức chế α-glucosidase: bao gồm acarbose, miglitol,… tác dụng theo cơ chế ức chế enzym α-glucosidasetham gia vào quá trình tiêu hóa carbohydrat, làm chậm quá trình hấp thu đƣờng vào máu, tránh tình trạng đƣờng huyết tăng cao sau bữa ăn. Các thuốc này có một số tác dụng phụ nhƣ gây tiêu chảy, trƣớng bụng đầy hơi và nếu quá liều có thể dẫn đến tổn thƣơng gan [20]. - Thiazolidindion (TZD): là nhóm thuốc đƣờng uống đƣợc sử dụng trong điều trị tiểu đƣờng, hiện đang thu hút sự quan tâm của nhiều nhà nghiên cứu trên khắp thế giới. TZD giúp kiểm soát nồng độ đƣờng trong máu thông qua cơ chế cải thiện tính nhạy cảm với insulin của thụ thể[17]. - Một số nhóm thuốc mới hơn với các cơ chế khác nhƣ: nhóm gliptin ức chế DDP-4 (dipeptide peptidase IV), nhóm đồng vận GLP-1 (Glucagon like peptid– 1)cũng đƣợc sử dụng trong điều trị. 4 1.2. Tổng quan về nhóm thuốc thiazolidindion và Pioglitazon 1.2.1. Nhóm thuốc TZD (thiazolidindion hay glitazon) Thiazolidindion là nhóm thuốc điều trị tiểu đƣờng theo cơ chế hoạt hóa receptor PPARγ (peroxisome proliferator –activated receptor γ), làm tăng tính nhạy cảm với insulin của các mô, điều chỉnh lƣợng đƣờng trong máu. PPARγ là receptor quan trọng trong quá trình biệt hóa tế bào mỡ và lƣu trữ lipid. Đồng thời, PPARγ còn liên kết với một số gen ảnh hƣởng đến hoạt động của insulin [12] , Miles và cộng sự đã nghiên cứu và đƣa ra kết luận hoạt động của receptor PPARγ có ảnh hƣởng lớn đến sự phát triển của tình trạng kháng insulin ở bệnh đái tháo đƣờng typ 2[26]. TZD làm tăng đáp ứng của các mô với insulin, từ đó làm giảm đƣờng huyết. Những năm 1980, ciglitazon đƣợc phát hiện bởi công ty dƣợc phẩm Takeda, là hợp chất đầu tiên thuộc nhóm TZD [14].Tuy rằng ciglitazon chƣa bao giờ đƣợc sử dụng nhƣ một thuốc trong điều trị, nhƣng nó chính là tiền đề để phát triển các thuốc tiếp theo trong nhóm nhƣ rosiglitazon, pioglitazon[30]. Tháng 7/ 1996, troglitazon đƣợc đƣa ra thị trƣờng Mỹ với tên Rezulin, đƣợc coi là thuốc điều trị tiểu đƣờng đầu tiên theo cơ chế làm giảm sự đề kháng insulin ở tế bào. Tháng 3/2000, FDA thông báo cấm lƣu hành troglitazon vì ảnh hƣởng nghiêm trọng đến chức năng gan[32]. Rosiglitazon (biệt dƣợc Avandia) là thuốc tiếp theo trong nhóm TZD đƣợc sử dụng trong điều trị tiểu đƣờng từ năm 1999, trở thành một trong những thuốc điều trị đái tháo đƣờng đƣợc sử dụng phổ biến nhất ở thời điểm đó. Năm 2007, rosiglitazon đƣợc phát hiện có khả năng làm tăng nguy cơ nhồi máu cơ tim và tử vong dẫn đến việc rosiglitazon bị cấm lƣu hành và rút số đăng ký trên nhiều quốc gia vào năm 2011[27]. Pioglitazon (biệt dƣợc Actos) cũng đƣợc đƣa ra thị trƣờng vào năm 1999 bởi công ty dƣợc phẩm Takeda. Một số nghiên cứu gần đây cho thấy chƣa tìm 5 đƣợc bằng chứng về mối liên hệ giữa pioglitazon và nguy cơ nhồi máu cơ tim, thậm chí nhiều quan điểm còn cho rằng pioglitazon có thể làm giảm nguy cơ tim mạch đối với những bệnh nhân tiểu đƣờng typ 2[4]. Năm 2013, các nhà khoa học Hàn Quốc công bố một thuốc mới thuộc nhóm TZD: lobeglitazon với tên thƣơng mại Duvie [22]. Hình 1:Các thuốc trong nhóm thiazolidindion Bên cạnh đó, TZD còn đƣợc nhiều nhà khoa học tập trung nghiên cứu về tác dụng chống ung thƣ, mở ra tiềm năng về một loại thuốc chống ung thƣ mới[10, 16]. 1.2.2. Pioglitazon Pioglitazon là thuốc đƣợc hãng dƣợc phẩm Takeda đƣa ra thị trƣờng vào năm 1999 với biệt dƣợc Actos, ở dạng muối hydroclorid, thuộc nhóm thiazolidindion (TZD), dùng trong điều trị đái tháo đƣờng typ 2. Trên thị trƣờng, pioglitazon còn đƣợc bào chế kết hợp với các thuốc điều trị tiểu đƣờng khác nhƣ metformin, gliprid với các biệt dƣợc nhƣ Actoplus Met®,Dueltact®,… Năm 2008 và 2009, pioglitazon nằm trong danh mục 10 thuốc bán chạy nhất tại Mỹ với doanh thu trên 2 tỷ USD[37-39]. 6 1.2.2.1. Công thức cấu tạo, công thức phân tử, danh pháp Công thức cấu tạo: Hình 2:CTCT của pioglitazon hydroclorid Tên khoa học: 5-(4-(2-(5-ethylpyridin-2-yl)ethoxy)benzyl)thiazolidin-2,4dion hydroclorid. Công thức phân tử: C19H20N2O3S. HCl Khối lƣợng phân tử: 392,9g/mol 1.2.2.2. Cơ chế tác dụng, chỉ định, chống chỉ định và liều dùng Cơ chế tác dụng: hoạt hóa receptor PPARγ, làm tăng đáp ứng của tế bào với insulin ở bệnh nhân đái tháo đƣờng typ 2, làm giảm nồng độ glucose máu, tăng triglycerid máu. Chỉ định: - Pioglitazon có thể đƣợc sử dụng đơn độc hoặc phối hợp với sulfonylurea hoặc metformin. - Kết hợp với chế độ dinh dƣỡng và luyện tập để kiểm soát đƣờng huyết ở bệnh nhân đái tháo đƣờng typ 2. - Chống chỉ định: + Bệnh nhân có tiền sử và nguy cơ về tim mạch. + Suy gan nặng. + Phụ nữ có thai và cho con bú. + Mẫn cảm với pioglitazon hoặc bất cứ thành phần nào của thuốc. + Nghi ngờ hoặc mắc ung thƣ bàng quang. + Tiểu ra máu hoặc huyết sắc tố[31]. 7 Liều dùng: - Uống 1 lần/ ngày với liều 15-30 mg. Không sử dụng quá 45 mg/ngày. 1.3. Phƣơng pháp tổng hợp pioglitazon Hình 3: Cấu trúc của pioglitazon Cấu trúc pioglitazon gồm 3 phần: (a) 2,5-dialkyl pyridin, dẫn xuất (b) p-aryl ether và (c) thiazolidin-2,4-dion. Hầu hết các phƣơng pháp nghiên cứu tổng hợp pioglitazon đều dựa trên nguyên tắc từng bƣớc xây dựng các liên kết giữa các thành phần trên. Có hai con đƣờng chính để tổng hợp pioglitazone đã đƣợc các nhà khoa học nghiên cứu, đó là: - Tổng hợp từ phải qua trái: bắt đầu từ hợp chất 4-hydroxy phenyl, sau đó xây dựng tiếp khung thiazolidin-2,4-dion, cuối cùng mới tạo liên kết ether để tạo ra sản phẩm cuối cùng. Sơ đồ 1:Con đƣờng tổng hợp pioglitazone từ phải qua trái - Tổng hợp từ trái qua phải: bắt đầu từ hợp chất 2-(5-ethylpyridin-2-yl), sau đó xây dựng liên kết ether C-O, cuối cùng sẽ tạo ra pioglitazon theo sơ đồ tổng quát sau: 8 Sơ đồ2:Con đƣờng tổng hợp pioglitazon từ trái qua phải 1.3.1. Tổng hợp từ phải qua trái Nguyên liệu đầu vào của phản ứng này có thể là 4-benzyloxybenzaldehyd, 4hydroxybenzaldehyd hoặc L-tyrosin. Dƣới đây là quy trình tổng hợppioglitazon theo con đƣờng của Ales Halama từ L-tyrosin[5]: Sơ đồ 3:Sơ đồ tổng hợp pioglitazon từ tyrosin Hạn chế của quy trình này là hiệu suất tổng của cả quy trình thấp, đặc biệt là phản ứng cuối cùng tạo ra pioglitazon, hiệu suất chỉ đạt 22%[5].Nguyên nhân là do sản phẩm phụ đƣợc tạo thành vì tác nhân p-toluensulfonat không chỉ dừng lại ở thế chọn lọc vào nhóm phenol mà còn tiếp tục alkyl hóa vào nguyên tử N trong vòng thiazolidindion. Hai sản phẩm này cạnh tranh với nhau, do vậy hiệu suất phản ứng thấp và cần phải kiểm soát chặt chẽ trong quá trình tiến hành phản ứng về mặt tỷ lệ chất phản ứng và thời gian phản ứng cũng nhƣ quá trình tách chiết thu sản phẩm chính. Hiệu suất tổng của cả quy trình này nhỏ hơn 10%, không thích hợp để mở rộng áp dụng với quy mô công nghiệp. 9 Sơ đồ 4:Phản ứng tạo thành pioglitazon và sản phẩm phụ Một phƣơng pháp khác đi theo con đƣờng tổng hợp từ phải qua trái, pioglitazon đƣợc tổng hợp từ hợp chất ban đầu là 4-benzyloxybenzaldehyd[21]. Sơ đồ 5:Sơ đồ tổng hợp pioglitazon từ 4-benzyloxybenzaldehyd Phƣơng pháp này tuy có hiệu suất cao hơn so với phƣơng pháp tổng hợp đi từ tyrosin nhƣng cũng có khá nhiều bất lợi nhƣ: (1) quy trình phản ứng kéo dài qua nhiều giai đoạn, thời gian phản ứng kéo dài, (2) cần phải thực hiện phản ứng bảo vệ nhóm chức aldehyd, (3) hóa chất giá thành cao nhƣ kim loại Pd. 1.3.2. Tổng hợp từ trái qua phải Con đƣờng này xuất phát từ 2-(5-ethylpyridin-2-yl)ethanol2. Liên kết ether C-O-C có thể đƣợc hình thành theo 2 con đƣờng khác nhau: - Phản ứng thế vào nhân thơm SNAr của 2-(5-ethylpyridin-2-yl)ethanol2 với nhóm alkoxid của hợp chất thơm. 10 - Phản ứng tổng hợp ether của hợp chất alkyl toluensulfonat hoặc methansulfonat với một phenoxid. Sơ đồ 6:Hai con đƣờng tổng hợp pioglitazon từ trái qua phải Sau đó, thành phần 2,4-thiazolidindion tiếp tục đƣợc xây dựng theo nhiều con đƣờng khác nhau, phụ thuộc vào nhóm X liên kết với vòng phenyl. X có thể là NO2, NHAc, NH2, CN hay CHO. Cấu trúc 2,4-thiazolidindion của pioglitazon có thể đƣợc tạo thành nhờ sự kết hợp của chất (II) với hợp chất 2,4thiazolidinedion có sẵn hoặc từng bƣớc hình thành từ nhóm thế X của hợp chất (II). Dƣới đây là hai quy trình cụ thể đƣợc tổng kết bởi S.Suri và cộng sự [29], mà theo đó liên kết C-O giữa 2 thành phần (a) và (b) đƣợc tạo thành từ hai con đƣờng khác nhau: 11 Sơ dồ 7:Quy trình tổng hợp pioglitazon từ trái sang phải Cả 2 quy trình này đều xuất phát từ hợp chất2-(5-ethylpyridin-2yl)ethanol(2) (1) Quy trình A:Đây là quy trình do các nhà khoa học thuộc công ty dƣợc phẩm Takeda công bố, bao gồm 5 phản ứng [25]. Nhìn chung hiệu suất của cả quy trình khá thấp, chỉ đạt khoảng 20%. Liên kết ether C-O đƣợc tạo thành nhờ phản