BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN HỊA BÌNH

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH
TỔNG HỢP AFATINIB DIMALEAT

LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2022


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ Y TẾ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC DƯỢC HÀ NỘI

NGUYỄN HỊA BÌNH

NGHIÊN CỨU CẢI TIẾN QUY TRÌNH
TỔNG HỢP AFATINIB DIMALEAT
LUẬN VĂN THẠC SĨ DƯỢC HỌC

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG NGHỆ DƯỢC PHẨM
& BÀO CHẾ THUỐC
MÃ SỐ: 8720202

Người hướng dẫn: TS. Đào Nguyệt Sương Huyền
TS. Nguyễn Văn Hải
Nơi thực hiện đề tài: Bộ môn Công nghiệp Dược
Thời gian thực hiện: từ 9/2021 đến 4/2022

HÀ NỘI, NĂM 2022


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc nhất tới TS. Đào Nguyệt Sương Huyền và
TS. Nguyễn Văn Hải, hai Thầy Cơ đã tận tình dìu dắt, trực tiếp chỉ bảo, hướng dẫn,
đã tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất và ln động viên để tơi có thể hồn thành luận văn
tốt nghiệp này.
Tơi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới hai Thầy GS.TS. Nguyễn Đình
Luyện và TS. Nguyễn Văn Giang đã ln động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt
nhất cho tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn vừa qua.
Tôi cũng xin được gửi lời cảm ơn đến các Thầy Cô giáo thuộc bộ môn Công
nghiệp Dược, các thầy cô thuộc Phịng sau đại học, cũng như các Thầy Cơ trong
trường Đại học Dược Hà Nội đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn tốt
nghiệp này và đã dạy bảo tơi tận tình trong suốt q trình học.
Tơi xin chân thành cảm ơn các Thầy Cơ, anh chị đồng nghiệp tại Viện kiểm
nghiệm thuốc trung ương, Viện hóa học – Viện hàn lâm khoa học và cơng nghệ; Khoa
hóa – Trường đại học khoa học và tự nhiên Hà Nội đã hỗ trợ và giúp đỡ tôi khi thực
hiện đề tài này.
Tôi xin chân thành cảm ơn đến các thế hệ sinh viên K72, K73 của Trường Đại
học Dược Hà Nội đã giúp đỡ, hỗ trợ tơi làm việc để hồn thành được những kết quả
trong luận văn.
Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến gia đình tơi, đồng nghiệp cơ quan nơi
tơi công tác và lời cảm ơn chân thành đến bạn bè tôi, là nguồn động lực không thể
thiếu, luôn bên tôi giúp đỡ tôi suốt thời gian đi học và trong suốt quá trình thực hiện

luận văn tốt nghiệp.

Hà Nội, 20 tháng 04 năm 2022
Học viên

Nguyễn Hịa Bình


MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ CÁC BẢNG
ĐẶT VẤN ĐỀ.................................................................................................................1
PHẦN 1. TỔNG QUAN ................................................................................................2
1.1. Khái quát chung về afatinib dimaleat ..............................................................2
1.1.1. Đặc điểm cấu trúc .........................................................................................2
1.1.2. Tác dụng dược lý của afatinib dimaleat và ứng dụng...................................3
1.1.3. Các hướng phát triển và ứng dụng mới của afatinib dimaleat. .....................4
1.2. Các phương pháp tổng hợp afatinib dimaleat.................................................6
1.2.1. Các con đường tổng hợp afatinib base. ........................................................6
1.2.2. Muối afatinib dimaleat và một số tiêu chuẩn của sản phẩm .......................10
1.3. Một số phương pháp tạo nhóm chức amid hiện nay ....................................13
1.3.1. Phản ứng amid hóa trực tiếp từ nguyên liệu ester và amin. .......................15
1.3.2. Phản ứng amid hóa trực tiếp từ nguyên liệu ester và dẫn chất nitro. .........16
1.4. Phân tích và lựa chọn phương pháp cải tiến con đường tổng hợp afatinib
dimaleat. .............................................................................................................17
1.4.1. Phản ứng tổng hợp afatinib base .................................................................18
1.4.2. Phản ứng tạo muối và tinh chế afatinib dimaleat. ......................................20
PHẦN 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..............................23
2.1. Nguyên liệu và thiết bị sử dụng .......................................................................23

2.2. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................25
2.2.1. Nội dung nghiên cứu...................................................................................25
2.2.2. Phương pháp tổng hợp hóa học ..................................................................26
2.2.3. Phương pháp kiểm nghiệm chất lượng của sản phẩm ................................27
PHẦN 3. THỰC NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ...............................................................29
3.1. Khảo sát các phản ứng cải tiến tổng hợp afatinib và afatinib dimaleat .....29
3.1.1. Tổng hợp (S)-N-(3-cloro-4-fluorophenyl)-6-nitro-7-((tetrahydro-furan-3yl)-oxy)quinazolin-4-amin (5a) và methyl (E)-4-dimethylaminobut-2enoat (29). ...................................................................................................29


3.1.2. Khảo sát các phản ứng cải tiến tổng hợp afatinib base. ..............................31
3.1.3. Khảo sát cải tiến phản ứng tạo muối và tinh chế afatinib dimaleat. ...........40
3.2. Xây dựng quy trình cải tiến tổng hợp afatinib dimaleat ..............................44
3.2.1. Sơ đồ tổng qt của quy trình cải tiến ........................................................44
3.2.2. Mơ tả quy trình ...........................................................................................46
3.2.3. Tóm tắt quy trình cải tiến tổng hợp afatinib dimaleat và hiệu suất ............55
3.3. Đánh giá chất lượng sản phẩm afatinib dimaleat đạt tiêu chuẩn cơ sở. .....56
3.3.1. Kết quả kiểm nghiệm theo tiêu chuẩn cơ sở ...............................................56
3.3.2. Dạng thù hình của nguyên liệu afatinib dimaleat tổng hợp được ...............57
PHẦN 4. BÀN LUẬN ..................................................................................................58
4.1. Bàn luận về các phản ứng tổng hợp. ..............................................................58
4.1.1. Phản ứng tổng hợp methyl (E)-dimethylaminobut-2-enoic (29). ...............58
4.1.2. Phản ứng khảo sát tổng hợp afatinib base ..................................................58
4.1.3. Phản ứng tổng hợp tạo muối của afatinib và acid maleic. ..........................63
4.2. Bàn luận về cấu trúc của sản phẩm ................................................................64
4.2.1. Cấu trúc của các trung gian 5a, 6, 29. .........................................................64
4.2.2. Cấu trúc của afatinib base. ..........................................................................65
4.2.3. Cấu trúc của muối afatinib và acid maleic, dạng thù hình của sản phẩm...66
4.3. So sánh quy trình cải tiến tổng hợp afatinib với con đường số 10 (cd 10). .69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .....................................................................................71
TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AUC

Diện tích dưới đường cong (Area Under the Curve)

Cmax
CTCAE

Nồng độ thuốc tối đa
Tiêu chuẩn thông dụng để đánh giá các biến cố bất lợi (Common
Terminology Criteria for Adverse Events)

dtbpy
EGFR

4,4′-di-tert-butyl-2,2′-bipyridin
Thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì (Epidermal growth factor
receptor).

EMA

Cơ quan Quản lý Dược phẩm châu Âu (European Medicine
Agency)

FDA

Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (U.S. Food and

Drug Administration)

Glyme
HER

Dimethoxyethan
Yếu tố tăng trưởng biểu bì (Human epidermal growth factor
receptor)
Ung thư biểu mô tế bào vảy ở đầu và cổ (Head and neck squamous
cell carcinoma)

HNSCC

IPr
KQKS
NSCLC
P-gp
Phen
PLCA
PMDA

Sắc ký lỏng hiệu năng cao (High Performance Liquid
Chromatography)
1,3-Bis(2,6-diisopropylphenyl)imidazol-2- yliden
Kết quả khảo sát
Ung thư phổi không tế bào nhỏ (non-small cell lung cancer)
Glycoprotein-P
Phenanthrolin
Acid poly lactic-co-glycolic
Cục Dược phẩm và Thiết bị Y tế Nhật Bản (Pharmaceuticals and


QTKT
SKLM
TKIs
TCDD
Tmax
TMSCl

Medical Devices Agency of Japan)
Quy trình kỹ thuật
Sắc ký lớp mỏng
Chất ức chế tyrosin-kinase (tyrosine-kinase inhibitors)
Tiêu chuẩn cơ sở
Thời gian đạt nồng độ thuốc tối đa trong huyết tương
Trimethylsilyl clorid

HPLC


DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 1.1 Tổng quan các con đường tổng hợp phân tử afatinib .....................................5
Sơ đồ 1.2 Sơ đồ phản ứng Wittig-Horners theo con đường số 2.....................................7
Sơ đồ 1.3 Con đường tổng hợp afatinib của Li và cộng sự năm 2016 ............................7
Sơ đồ 1.4 Con đường tổng hợp afatinib của Guimin Z. và cộng sự năm 2017 ...............8
Sơ đồ 1.5 Con đường tổng hợp afatinib của Liu và cộng sự năm 2019 ..........................8
Sơ đồ 1.6 Con đường tổng hợp afatinib dimaleat đạt TCDD tại Việt Nam năm 2022 ...9
Sơ đồ 1.7 Phản ứng tổng hợp hai trung gian 17 và 20 ...................................................9
Sơ đồ 1.8 Một số phương pháp tạo liên kết amid ..........................................................13
Sơ đồ 1.9 Phản ứng tạo amid từ nguyên liệu alcol và dẫn chất nitril...........................14
Sơ đồ 1.10 Phản ứng amid hóa với hệ xúc tác của niken và chi ...................................15

Sơ đồ 1.11 Phản ứng amid hóa với hệ xúc tác Ni(cod)2/IPr .........................................16
Sơ đồ 1.12 Phản ứng tạo amid với sự hỗ trợ của t-BuOK hoặc t-BuONa ....................16
Sơ đồ 1.13 Tổng hợp amid trực tiếp từ nguyên liệu ester và nitro ................................17
Sơ đồ 1.14 Tạp oxi hóa của sản phẩm afatinib base .....................................................19
Sơ đồ 2.1 Các phản ứng cải tiến trong quy trình tổng hợp afatinib dimaleat ..............26
Sơ đồ 3.1 Quy trình tổng hợp trung gian 5a .................................................................29
Sơ đồ 3.2 Tổng hợp ester methyl (E)-4-dimethylaminobut-2-enoat ..............................31
Sơ đồ 3.3 Phản ứng tổng hợp afatinib base từ amin 6 và ester 29 ...............................31
Sơ đồ 3.4 Phản ứng tổng hợp afatinib base từ 5a và dạng ester 29 .............................34
Sơ đồ 3.5 Sơ đồ tổng hợp afatinib base với hệ xúc tác niken. .......................................34
Sơ đồ 3.6 Phản ứng tạo muối afatinib dimaleat và tinh chế sản phẩm.........................40
Sơ đồ 3.7 Sơ đồ tổng hợp afatinib dimaleat theo từng nấc ...........................................43
Sơ đồ 3.8 Sơ đồ quy trình cải tiến tổng hợp afatinib dimaleat quy mô 5 g/mẻ .............45
Sơ đồ 3.9 QTKT tổng hợp 21 từ 4 ở quy mô 3 g/mẻ ......................................................46
Sơ đồ 3.10 QTKT tổng hợp nitro 22 từ 21 ở quy mô 3 g/mẻ .........................................47
Sơ đồ 3.11 QTKT tổng hợp trung gian 5b từ 22 ở quy mô 4,8 g/mẻ .............................48
Sơ đồ 3.12 QTKT tổng hợp sulfon 24 từ 5b ở quy mô 5,5 g/mẻ ....................................49
Sơ đồ 3.13 QTKT tổng hợp amin 5a từ sulfon 21 và alcol 17 quy mô 4 g/mẻ. ............50
Sơ đồ 3.14 QTKT tổng hợp ester 29 từ acid 20, ở quy mô 5 g/mẻ. ...............................51
Sơ đồ 3.15 QTKT tổng hợp afatinib ở quy mô 5 g/mẻ...................................................53


Sơ đồ 3.16 QTKT tổng hợp afatinib sesquimaleat ở quy mô 5 g/mẻ. ............................54
Sơ đồ 3.17 QTKT tổng hợp afatinib dimaleat ở quy mơ 5 g/mẻ....................................55
Sơ đồ 3.18 Tóm tắt quy trình cải tiến và hiệu suất tổng hợp afatinib dimaleat ............56
Sơ đồ 4.1 Cơ chế phản ứng methyl hóa acid (E)-2-dimethylaminobut-2-enoic (20). ...58
Sơ đồ 4.2 Cơ chế cho phản ứng tạo amid với chất bổ trợ t-BuOK ...............................59
Sơ đồ 4.3 Cơ chế phản ứng amid hóa với xúc tác NiCl2/glyme – Zn ............................60
Sơ đồ 4.4 Cơ chế phản ứng amid hóa với hệ xúc tác CrCl3 / Mg .................................61
Sơ đồ 4.5 Các hướng tổng hợp afatinib đã được tiến hành khảo sát ............................62



DANH MỤC CÁC HÌNH VÀ CÁC BẢNG
Hình 1.1 Cấu trúc phân tử afatinib dimaleat ..................................................................2
Hình 1.2 Các dẫn chất mới dựa trên cấu trúc afatinib dimaleat ....................................5

Hình 4.1 Phổ 1H-NMR giãn rộng của trung gian 5a ....................................................65
Hình 4.2 Phổ 1H-NMR giãn rộng của ester 29 .............................................................65
Hình 4.3 Phổ 13C-NMR giãn rộng của afatinib base ....................................................66
Bảng 1.1 Tổng hợp hiệu suất các con đường tổng hợp afatinib dimaleat ......................6
Bảng 1.2 Các dạng thù hình của muối afatinib dimaleat ..............................................11
Bảng 1.3 Một số chỉ tiêu trong COA của nguyên liệu afatinib dimaleat. .....................12
Bảng 1.4 Chỉ tiêu chất lượng của afatinib dimaleat tổng hợp theo con đường số 10 ..12
Bảng 1.5 Các hệ xúc tác cho phản ứng N-acyl hóa ......................................................20
Bảng 1.6 Một số dung mơi nhóm 2 – dung mơi bị hạn chế theo phân loại ICH ...........21
Bảng 1.7 Các dung môi nhóm 3 – có độc tính thấp theo phân loại của ICH ...............21

Bảng 2.1. Danh mục nguyên liệu sử dụng .....................................................................23
Bảng 2.2 Danh mục các thiết bị và dụng cụ sử dụng ....................................................24
Bảng 2.3 Tiêu chuẩn cơ sở của afatinib dimaleat tổng hợp theo con đường số 10 ......27
Bảng 3.1 Kết quả phản ứng tổng hợp trung gian 5a theo con đường số 10 của tác giả
Nguyễn Thị Ngọc ..............................................................................................30
Bảng 3.2 KQKS ảnh hưởng tỷ lệ mol giữa 5a : 29 đến hiệu suất phản ứng tạo afatinib
..........................................................................................................................35
Bảng 3.3 KQKS ảnh hưởng nhiệt độ đến thời gian và hiệu suất phản ứng tạo afatinib
..........................................................................................................................36
Bảng 3.4 KQKS ảnh hưởng tỷ lệ mol giữa 5a : 29 đến hiệu suất phản ứng tạo afatinib
..........................................................................................................................37
Bảng 3.5 KQKS ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng tạo afatinib ..........37
Bảng 3.6 KQKS ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng tạo afatinib ..........38

Bảng 3.7 Bảng so sánh hệ xúc tác tổng hợp afatinib base ............................................39


Bảng 3.8 KQKS ảnh hưởng tỷ lệ mol afatinib : acid maleic đến hiệu suất tạo muối
trong dung môi 2-methyltetrahydrofuran. ........................................................43
Bảng 3.9 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp 21 ở quy mô 3 g/mẻ .................................46
Bảng 3.10 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp 22 ở quy mơ 3 g/mẻ ...............................47
Bảng 3.11 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp 5b ở quy mô 4,8 g/mẻ ............................48
Bảng 3.12 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp 24 ở quy mô 5,5 g/mẻ ............................49
Bảng 3.13 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp 5a ở quy mơ 5 g/mẻ ...............................50
Bảng 3.14 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp ester 29 ở quy mô 2 g/mẻ ......................51
Bảng 3.15 KQKS thời gian đến hiệu suất phản ứng ở quy mô 5/mẻ .............................52
Bảng 3.16 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp afatinib base ở quy mô 5 g/mẻ ..............53
Bảng 3.17 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp afatinib sesquimaleat ở quy mô 5 g/mẻ .54
Bảng 3.18 Độ lặp lại của quy trình tổng hợp afatinib dimaleat ở quy mơ 5 g/mẻ........55
Bảng 3.19 Kết quả đánh giá chất lượng sản phẩm afatinib dimaleat theo TCDD .......56
Bảng 3.20 Kết quả phổ X-ray của afatinib dimaleat .....................................................57

Bảng 4.1 Bảng so sánh kết quả phổ NMR của muối afatinib ........................................67
Bảng 4.2 So sánh kết quả phổ X-ray của tinh thể afatinib dimaleat tổng hợp được và
tinh thể dạng A đã công bố. ..............................................................................69
Bảng 4.3 So sánh quy trình cải tiến tổng hợp afatinib dimaleat với con đường số 10 .70


ĐẶT VẤN ĐỀ
Afatinib là một thuốc chống ung thư tác dụng tại đích (được cấp phép lưu hành
từ năm 2013 [60]), được sử dụng là liệu pháp đầu tay trong điều trị ung thư phổi dạng
không tế bào nhỏ (NSCLC) có đột biến thụ thể EGFR. Nhu cầu sử dụng của thuốc
hiện nay ở trong nước và trên thế giới là rất lớn, do ung thư phổi vẫn là một trong các
bệnh có tỷ lệ gia tăng hàng năm cao – trên 2 triệu ca mắc mới trên thế giới vào năm

2020, chiếm 11,4% [33], [65]. Đồng thời bảo hộ bản quyền của hoạt chất dự kiến sẽ
hết hạn vào cuối năm 2029 [35]. Vì vậy, tiến hành cải tiến quy trình và tổng hợp hoạt
chất này, nhằm chuẩn bị sẵn sàng nguồn nguyên liệu cho sản xuất thuốc generic là
điều rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu sử dụng của bệnh nhân.
Trên thế giới đã có nhiều cơng bố về quy trình tổng hợp dược chất này [17, 27,
36, 43, 51], tại Việt Nam đến nay mới chỉ có duy nhất một nghiên cứu được thực hiện
bởi tác giả Nguyễn Thị Ngọc và cộng sự. Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn, cải tiến các
giai đoạn với tác nhân và điều kiện phản ứng phù hợp với thực tế tại Việt Nam. Từ đó
đã xây dựng được quy trình tổng hợp afatinib dimaleat đạt tiêu chuẩn cơ sở ở quy mô
20 g/mẻ; gồm 8 giai đoạn phản ứng và một giai đoạn tinh chế, cho hiệu suất tạo
afatinib dimaleat đạt 35,1% với độ tinh khiết đạt trên 99,5% [3]. Trong quy trình này,
việc xây dựng liên kết amid của afatinib base được thực hiện bằng phản ứng acyl hóa
truyền thống từ amin và clorid acid, trong đó, các tác giả sử dụng (COCl)2 làm tác
nhân hoạt hóa. Đây là tác nhân có tính oxi hóa cao, tạo ra nhiều tạp chất [27], gây khó
khăn cho q trình tạo muối dimaleat và tinh chế tiếp theo. Ngồi ra, quy trình này và
nhiều quy trình khác cịn sử dụng đến một số dung mơi thuộc nhóm 2 trong phân loại
của ICH (nhóm dung mơi bị hạn chế trong dược phẩm) như methanol,
tetrahydrofuran,…để tạo muối maleat hoặc kết tinh. Hiện nay, các kĩ thuật tổng hợp
liên kết amid có thể được cải tiến (từ amin) bằng cách sử dụng chất xúc tiến như tBuOK, t-BuONa [26] hoặc rút ngắn một giai đoạn (trực tiếp từ dẫn chất nitro) nhờ các
hệ xúc tác là phức hợp của kim loại Ni, Cr,… [5, 6, 30]. Mặt khác, sử dụng dung môi
xanh thay thế đang là xu hướng của nhiều nghiên cứu trong công nghiệp dược phẩm
hiện đại. Vì vậy hướng tới cải tiến một số nhược điểm nói trên, luận văn “Nghiên cứu
cải tiến quy trình tổng hợp afatinib dimaleat” được thực hiện với hai mục tiêu sau:

1. Xây dựng được quy trình cải tiến tổng hợp afatinib dimaleat.
2. Đánh giá sơ bộ chất lượng afatinib dimaleat tổng hợp được

1



PHẦN 1. TỔNG QUAN
1.1. Khái quát chung về afatinib dimaleat
Afatinib dimaleat (biệt dược: Gilotrip, Giotrip, Xovoltib [58], [60]), là một thuốc
chống ung thư tác dụng tại đích thế hệ 2, ức chế không thuận nghịch thụ thể yếu tố
tăng trưởng biểu bì (ErbB) có hoạt tính tyrosin-kinase [60]. Thuốc được bào chế ở
dạng viên nén bao phim với các hàm lượng: 20 mg, 30 mg, 40 mg và 50 mg tính theo
afatinib base [60], [62]. Cục quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã cấp
phép sử dụng thuốc vào tháng 7/2013 [62] nhưng chỉ với 3 mức liều đầu tiên; còn tại
Châu Âu và Nhật Bản đã cấp phép cho cả 4 mức liều [60], [64] để dùng trong điều trị
ung thư phổi không tế bào nhỏ. Tại Việt Nam, thuốc được Cục quản lý Dược cấp phép
lưu hành 4 mức liều [1], với giá kê khai vẫn còn cao: 773.000 VNĐ/viên hàm lượng
40 mg [59].
1.1.1. Đặc điểm cấu trúc
Dược chất afatinib dimaleat có cơng thức cấu tạo như sau [11], [60]:
- Tên chung quốc tế: Afatinib dimaleat
- Tên hóa học IUPAC: (E)-N-[4-(3cloro-4-fluoroanilino)-7-[(3S)-oxolan3-yl]-oxyquinazolin-6-yl]-4(dimethylamino)-but-2-enamid,(Z)but-2-endioat (1:2).
- Số

Hình 1.1 Cấu trúc phân tử afatinib
dimaleat

đăng

ký

CAS:

(Afatinib dimaleat);
(Afatinib).


850140-73-7
850140-72-6

- Công thức phân tử: C32H33ClFN5O11
(C24H25ClFN5O3 . 2 C4H4O4)
- Khối lượng phân tử: 718,09 đvC

Phân tử afatinib dimaleat có thể được chia thành 4 phần chính: Vòng thơm I, II, III và
acid maleic tạo muối. Trong đó các biến đổi trên vịng II và III sẽ có ảnh hưởng đến
khả năng ức chế thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu bì [22], [55]:
- Cả hai nguyên tử nitơ của quinazolin đều cần thiết cho hoạt động ức chế thụ thể.
Vịng phenyl III với các nhóm thế nhỏ thân dầu như nhóm cloro, flouro có vai trị
tạo liên kết với vùng thân dầu trong cấu trúc của các thụ thể.
- Nguyên tử nitơ là cầu nối giữa hai vòng thơm (II và III) làm tăng hoạt động ức
chế EGFR. Nếu thay nitơ này bằng nguyên tử oxy hoặc lưu huỳnh có thể làm giảm
hoạt động ức chế EGFR, tuy nhiên lúc này có thể làm tăng hoạt động ức chế thụ
2


thể yếu tố tăng trưởng nội mô mạch máu (VEGFR).

Các biến đổi trong I có ảnh hưởng rất lớn đến tác dụng ức chế thụ thể:
- Các nhóm gắn tại vị trí carbon số 6’ hoặc 7’ trên khung quinazolin cần là các nhóm
thân nước. Đặc biệt nhóm dimethylamino của nhánh trans-anken tại vị trí số 6’ giúp
tạo ra tác dụng ức chế không thể đảo ngược so với các TKIs thế hệ 1 [22].
- Ngồi ra vai trị của nhóm dimethylamin và tetrahydrofuran cịn đóng vai trị là
nhóm thân nước (vị trí nhóm này hướng ra phía bên ngồi vùng kinase của
receptor), làm tăng độ tan trong dịch sinh lý, giúp cải thiện dược động học.
- Acid maleic: Tạo muối nhằm cải thiện đặc tính vật lý, dược động học của hoạt chất.
1.1.2. Tác dụng dược lý của afatinib dimaleat và ứng dụng

1.1.2.1. Cơ chế tác dụng.
Afatinib ức chế q trình dẫn truyền tín hiệu nội bào qua thụ thể yếu tố tăng
trưởng biểu bì (ErbB), có tác động khơng chỉ trên thụ thể ErbB1 (EGFR) mà cịn trên
cả 3 các thụ thể khác trong nhóm là ErbB2 (HER2), ErbB3 (HER3), ErbB4 (HER4).
Sau khi hấp thu vào trong tế bào, hoạt chất sẽ liên kết với vùng tyrosin kinase (thuộc
vùng nội bào) của các thụ thể. Hay nói cách khác là afatinib cạnh tranh vị trí gắn của
phân tử ATP, ngăn cản q trình hoạt động autophosphoryl hóa của tyrosin-kinase,
dẫn tới các thụ thể này không ghép cặp được với nhau. Từ đó cắt đứt các con đường
dẫn truyền tín hiệu nội bào thơng qua thụ thể: RAS/RAF/MEK/MAPK, PI3K/AKT và
JAK/STAT, dẫn đến ức chế quá trình tăng sinh, biệt hóa của các tế bào ung thư [60].
1.1.2.2. Chỉ định
Hiện nay afatinib được các cơ quan quản lý phê duyệt với chỉ cho bệnh nhân ung
thư phổi không tế bào nhỏ (NSCLC) với các trường hợp sau [60], [61], [62]:
- NSCLC tiến triển tại chỗ hoặc di căn có đột biến thụ thể yếu tố tăng trưởng biểu
bì EGFR (mất exon 19 hoặc đột biến thay thế exon 21 (L858R)).
- NSCLC thuộc loại tế bào vảy, di căn tiến triển sau khi đã được hóa trị liệu dựa
trên bạch kim.
1.1.2.3. Liều lượng và cách dùng

3


Liều dùng khuyến cáo trong điều trị ung thư phổi không phải tế bào nhỏ là 40
mg, 1 lần/ngày, liên tục đến khi bệnh tiến triển hoặc khơng cịn dung nạp được [61].
- Tăng liều: Có thể cân nhắc tăng đến liều tối đa 50 mg/ngày với bệnh nhân chưa
bao giờ dùng EGFR tyrosin-kinase mà dung nạp được liều 40 mg/ngày trong chu
kì điều trị đầu tiên. Khơng nên tăng liều ở bệnh nhân đã giảm liều trước đó.
- Giảm liều hoặc ngừng thuốc khi xuất hiện các phản ứng bất lợi như tiêu chảy,
phản ứng trên da,…
- Liều đối với các đối tượng đặc biệt là trẻ em, phụ nữ có ý định mang thai, đang

mang thai hay đang cho con bú chưa được nghiên cứu và quyết định.
1.1.2.4. Tác dụng không mong muốn
Các tác dụng không mong muốn chủ yếu xảy ra trên đường tiêu hóa: tiêu chảy,
nổi ban, viêm miệng.... Ngoài ra các tác dụng phụ khác là viêm bàng quang, viêm kết
mạc, khô mắt; chảy nước mũi; khó tiêu, viêm mơi; tăng alanin-aminotransferase, tăng
aspartat-aminotransferase, suy giảm chức năng thận/suy thận...
1.1.2.5. Tương tác thuốc
Afatinib trong cơ thể liên kết mạnh với các protein trong cơ thể do đó sẽ có
tương tác mạnh với các thuốc khác đặc biệt là các thuốc ức chế glycoprotein P (P-gp)
như ritonavir, ketoconazol, erythromycin, verapamil, quinidin,… Từ đó cần chú ý về
thời gian sử dụng cách 6 hoặc 12 giờ. Các thuốc cảm ứng mạnh P-gp như rifampicin,
carbamazepine, phenytoin, phenobarbital, thảo dược St. John’s (Hypericum
perforatum) làm giảm nồng độ afatinib, dẫn tới làm giảm hiệu quả điều trị của thuốc.
1.1.3. Các hướng phát triển và ứng dụng mới của afatinib dimaleat.
Hiện nay dựa trên khả năng tác dụng tại đích và ức chế không thuận nghịch các
thụ thể ErbB, afatinib đã và đang được nghiên cứu trong điều trị nhiều loại ung thư
khác như: ung thư vú có đột biến HER2 [13], ung thư biểu mô tế bào vảy ở đầu và cổ
(HNSCC) ở các bệnh nhân thiếu máu Fanconi [24],... Cùng với đó, ngồi dạng viên
nén thì các dạng bào chế mới của thuốc đang tiếp tục được nghiên cứu và phát triển
như: hệ nano afatinib base-PLGA [14] ứng dụng dùng trong liệu pháp hít giúp đưa
thuốc tới đích tác dụng và tăng hiệu quả điều trị. Hay hệ phân phối liposome chứa
afatinib và ergosterol nhằm tạo tác dụng hiệp đồng điều trị, phân phối thuốc vị trí khối
u để giảm tác dụng phụ [21]...
Mặt khác từ các kết quả của các nghiên cứu về liên quan cấu trúc tác dụng, các
dẫn chất mới dựa trên cấu trúc của afatinib cũng đã và đang được phát triển để tăng
khả năng nhắm đích và giảm tác dụng khơng mong muốn (Hình 1.2). Các dẫn chất
mới đã cho thông số dược động học, sinh khả dụng qua đường uống, kết quả trong

4



nghiên cứu in-vivo tốt hơn so với afatinib, mở ra triển vọng phát triển các thuốc tốt
hơn [47], [55]. Từ đó có thể thấy việc nghiên cứu và làm chủ được quy trình tổng hợp
các hoạt chất chứa vịng quinazolin nói chung và afatinib nói riêng sẽ tạo thuận lợi rất
lớn trong nghiên cứu và phát triển các chất tác dụng tại đích mới.

Hình 1.2 Các dẫn chất mới dựa trên cấu trúc afatinib dimaleat

Sơ đồ 1.1 Tổng quan các con đường tổng hợp phân tử afatinib

5


1.2. Các phương pháp tổng hợp afatinib dimaleat.
1.2.1. Các con đường tổng hợp afatinib base.
Sơ đồ 1.1 trên đây là các con đường chính tổng hợp phân tử afatinib từ các
nguyên liệu và các mắt xích trung gian quan trọng cập nhật đến tháng 3 năm 2022.
Trong số 10 con đường tổng hợp trên, có 4 con đường (Cd 3, 4, 5, 8) đã được cải
tiến, rút ngắn quy trình từ 4 đến 7 giai đoạn, nguyên liệu đầu vào có cấu trúc đơn giản.
Tuy nhiên, các quy trình này mới chỉ được nghiên cứu ở quy mơ phịng thí nghiệm (14 g/mẻ) do gặp các nhược điểm về hiệu suất phản ứng cũng như hệ tác nhân khó sử
dụng khi nâng cấp ở các quy mô lớn hơn. Như trong con đường số 3 chỉ có năm giai
đoạn nhưng phản ứng cuối tạo afatinib sử dụng tác nhân đặc hiệu là (benzotriazol-1yloxy)tri(dimethyl-amino)-phosphonium hexafluorophosphat (BOP) và base 1,8diazabicyclo[5.4.0]-undec-7-en (DBU), chỉ đạt hiệu suất 40% [52]. Điều này cũng xảy
ra ở con đường số 8 gồm năm giai đoạn, tác nhân tạo afatinib được sử dụng là nguyên
liệu methyl (E)-4-dimethylaminobut-2-enoic và dẫn chất iod 8 với xúc tác muối
CuI/K3PO4. Con đường số 4 xuất phát từ nguyên liệu 11 phải kéo dài qua 8 giai đoạn,
phản ứng tạo afatinib base sử dụng dung môi toluen ở 110°C nhưng cũng chỉ đạt 77%
[43]. Vì vậy trong luận văn này khơng lựa chọn phân tích, cải tiến theo hướng này mà
tập trung vào con đường đi qua trung gian số 5 (Cđ 1, 2, 6, 7, 9, 10).
Bảng 1.1 Tổng hợp hiệu suất các con đường tổng hợp afatinib dimaleat
Con

Số giai Hiệu suất
Tác giả
Năm
TLTK
đường
đoạn
QT (%)
Cđ1

Hãng Boehringer

2002

6

40

[17],[48]

Cđ 2

Hãng Boehringer

2005

8

35

[25],[36]


Cđ 3

Xu và cộng sự

2014

5

24

[52]

Cđ 4

Xu và cộng sự

2015

8

36

[54]

Cđ 5

Xu và cộng sự

2015


7

37

[53]

Cđ 6

Li và cộng sự

2016

5

44

[57]

Cđ 7

Guimin Z. và cộng sự

2017

4

84

[18]


Cđ 8

Tatjana K. và cộng sự

2018

5

28

[43]

Cđ 9

Liu và cộng sự

2019

7

30,2

[31]

Cđ 10

Nguyễn Thị Ngọc và
cộng sự


2022

8

35,1

[3]

Con đường số 1: Quy trình tổng hợp afatinib gồm 6 giai đoạn từ acid 2-amino-4fluoro-5-nitrobenzoic (1) WO0250043A1 [17] và WO03094921A2 [48]. Đây là con
đường tổng hợp đầu tiên do đó điểm hạn chế lớn nhất là các phản ứng và tác nhân sử
6


dụng chưa được tối ưu hóa, một số giai đoạn trong quy trình như tạo trung gian 5a, 6
cho hiệu suất chưa cao (< 80%).
Con đường số 2: Đây là quy trình cải tiến để tổng hợp afatinib dimaleat của hãng
Boehringer [25], [36] xuất phát từ nguyên liệu là acid 2-amino-4-cloro-benzoic (2) có
cấu trúc đơn giản hơn. Quy trình đã tập trung thay đổi tác nhân giai đoạn tạo trung
gian 5a (t-BuOK) và trung gian 6 (tác nhân H2, Ni/DMF - 97%); sử dụng phản ứng
Wittig-Horners tạo đặc hiệu cấu hình trans-anken trong phân tử (Sơ đồ 1.2). Tuy nhiên
do vậy mà số lượng giai đoạn trong quy trình bị tăng lên 8 giai đoạn.

Sơ đồ 1.2 Sơ đồ phản ứng Wittig-Horners theo con đường số 2
Con đường số 6: Trong quy trình này đã tập trung cải tiến phương pháp gắn
mạch nhánh trans-anken so với 2 con đường đầu tiên của hãng Boenhringer: với 5
phản ứng tổng hợp [57], từ nguyên liệu ban đầu là 3-bromo-6-nitrophenol. Các phản
ứng trong quy trình đều cho hiệu suất tốt trên 85%, trong đó ưu điểm lớn nhất đó là
phản ứng acyl hóa giữa amin thơm 6 và dẫn chất este 17 với hệ xúc tác của nhôm
trimethyl, lần đầu tiên sử dụng trong các quy trình tổng hợp afatinib base (Sơ đồ 1.3).


Sơ đồ 1.3 Con đường tổng hợp afatinib của Li và cộng sự năm 2016
Con đường số 7 là quy trình có ít giai đoạn nhất với 4 phản ứng, do tác giả
Guimin người Trung Quốc và công sự thực hiện với sự thay đổi thứ tự gắn các mạch
nhánh vào khung quinazolin [18]. Quy trình thực hiện ở quy mô lớn với hiệu suất rất
cao, các phản ứng đều trên 90%, đặc biệt trong phản ứng Wittig-Horner để tạo nối đơi
có cấu hình trans (97,4%). Tuy nhiên ngun liệu đầu vào 5b có cấu trúc phức tạp
nhất trong số các con đường, do đó hạn chế về giá thành và sự có sẵn nguyên liệu
trong tổng hợp.

7


Sơ đồ 1.4 Con đường tổng hợp afatinib của Guimin Z. và cộng sự năm 2017
Con đường số 9: Quy trình này gồm 7 phản ứng, xuất phát từ nguyên liệu 4 (acid
2-amino-4-fluorobenzoic [31]). Trong đó tác giả đã kết hợp sử dụng các phản ứng có
hiệu suất tốt từ các quy trình tổng hợp trước đó (>80%). Tuy nhiên nhược điểm chính
là ở phản ứng acyl hóa 6 với acid crotonic (18), sau đó bromo hóa sản phẩm với NBS
rồi amin hóa bằng dimethylamin để thu được afatinib, thay vì acyl hóa trực tiếp với
trung gian là acid (E)-4-dimethylaminobut-2-enoic (20). Do đó hiệu suất phản ứng gắn
mạch trans-anken này chỉ đạt hiệu suất tổng là 56%, làm giảm hiệu suất so với các quy
trình trước đó sử dụng trực tiếp trung gian 20 (Các con đường 1,3,4,5 đều cho hiệu
suất đến 90%).

Sơ đồ 1.5 Con đường tổng hợp afatinib của Liu và cộng sự năm 2019
9 con đường trên đây đều là các công bố trên thế giới và chỉ có duy nhất con
đường số 10 sau đây là được nghiên cứu và xây dựng trong trong nước vào năm 2021
của tác giả Nguyễn Thị Ngọc [3] và cộng sự. Trong đó quy trình gồm 8 phản ứng và 1
8



giai đoạn tinh chế (Sơ đồ 1.6), đồng thời xây dựng được tiêu chuẩn cơ sở cho sản
phẩm afatinib dimaleat tổng hợp được.

Sơ đồ 1.6 Con đường tổng hợp afatinib dimaleat đạt TCDD tại Việt Nam năm 2022

Sơ đồ 1.7 Phản ứng tổng hợp hai trung gian 17 và 20
Ngoài ra trong con đường này tác giả đã tổng hợp được hai trung gian mang cấu trúc
quan trọng trong phân từ afatinib: alcol (S)-3-hydroxytetrahydrofuran (17) và acid (E)9


4-dimethylaminobut-2-enoic (20) theo sơ đồ 1.7. Trong các quy trình trước đây các
trung gian 17 hay 20 đều chỉ sử dụng như các nguyên liệu đầu vào, còn trong con
đường này nhóm tác giả đã tổng hợp từ hai nguyên liệu sẵn có và giá thành rẻ hơn đó
là acid L-malic (26) và acid crotonic (18) theo các con đường cải tiến.
Như vậy có thể thấy rằng 6/10 con đường tổng hợp được phân tích ở trên đều tập
trung cải tiến hệ tác nhân và cách thức xây dựng nhánh trans-anken trong cấu trúc của
afatinib. Trong đó cách phổ biến nhất đó là cải tiến phản ứng acyl hóa từ dẫn chất của
acid 20 và amin thơm 6.
1.2.2. Muối afatinib dimaleat và một số tiêu chuẩn của sản phẩm
Afatinib cần tạo dạng muổi để [49]:
- Tăng khả năng hòa tan của hoạt chất trong dịch sinh học và trong máu.
- Ổn định trong thời gian dài dưới các điều kiện nhiệt độ và độ ẩm ở các vùng khí
hậu khác nhau, tránh giảm liều do sự phân hủy.
- Dạng tinh thể đồng nhất và ổn định, để ngăn chặn việc chuyển đổi dạng tinh thể
làm ảnh hưởng tới dạng bào chế.
Afatinib base đã được tạo muối với nhiều loại acid như [7]: afatinib dioxalat,
afatinib disuccinat, afatinib disulfat, afatinib diphosphat,…trong đó afatinib dimaleat
được lựa chọn do đáp ứng tốt các yêu cầu trên vì ít có sự biến đổi tinh thể và có tính
hút ẩm thấp [35]. Tùy thuộc vào phương pháp kết tinh, dung môi sử dụng, nhiệt độ và
thời gian sẽ thu được các dạng kết tinh khác nhau của muối dimaleat. Đã có nhiều

cơng bố về các dạng thù hình của muối afatinib dimaleat từ khi dược chất này được
công bố đến nay: Đầu tiên là dạng A khan được cơng bố trong tài liệu [36] có nhiệt độ
nóng chảy 178°C, sau đó các dạng tinh thể khác được phát hiện như dạng dihydrat B
[38], các dạng khan C, D và trihydrat E [7]. Dạng C được xác định có độ ổn định khi
lưu trữ, hàm lượng dung mơi dư thấp, mức độ hút ẩm thấp hơn, tính dễ chảy, khả năng
chịu nén tốt; còn dạng E như được mô tả là dạng tinh thể đồng nhất và khơng hút ẩm.
Các dạng đa hình khác như: G, H, J, K, L, M, P [8], [34] được công bố với phần lớn là
dạng khan; hay các dạng kết tinh M1-M9 của muối [37]. Một dạng khan khác là dạng
Alpha cũng được xác định với ưu điểm có độ ổn định nhiệt động học được nâng cao
hơn so với dạng A [34]. Gần đây nhất dạng kết tinh Z (dạng ngậm nước, khoảng 2-3
phân tử) được báo cáo là ổn định khi tiếp xúc với hơi nước (25°C, RH=90%). Tuy
nhiên hiện nay dạng khan A của dimaleat vẫn được ưu tiên để bào chế dạng viên nén
do sự thủy phân của hoạt chất bởi ẩm có ảnh hưởng lớn, do đó cần tránh sự có mặt của
nước ngay từ nguyên liệu để tiến hành bào chế thuốc. Dưới đây là tổng hợp các dạng
thù hình của afatinib dimaleat đã được công bố đến năm 2021.

10


Bảng 1.2 Các dạng thù hình của muối afatinib dimaleat
Dạng
Trạng thái Góc theta đặc trưng
Stt
Điều kiện thực hiện
kết tinh
kết tinh
(XRD)
Dạng A

Dung môi methanol ở 60°C,

loại MeOH,thêm cyclohexan

Khan

4,91; 17,36; 19,91 và
25,56 ± 0,2°

2

Dạng B

Dung mơi THF ở nhiệt độ
phịng, thời gian 1 giờ.

Khan

19,3; 22,1; 25,6 và
29,1 ± 0,2°

3

Dạng C

4

Dạng D

5

Dạng E


Không công bố điều kiện kết
tinh

Trihydrat

5,5; 11,4; 17,7; 22,3
và 25,5± 0,2°

6

Dạng G

Dung môi aceton/MeOH, ở
50°C

Dạng
hydrat

5,5; 9,0; 15,9; 17,1
and 22,6 ± 0,2°

7

Dạng M Từ dạng G, ở 135-140°C.

Dạng khan

5,5; 10,9; 12,6; 17,3;
21,9 và 25,1 ± 0,2°


8

Dạng N

Dung môi THF, cần phải tạo
tinh thể mầm dạng N trước

Dạng khan

5,2; 5,4; 15,7; 21,1 và
27,4 ± 0,2°

9

Dạng
alpha

EtOH hoặc MeOH, làm lạnh
từng bước: 70, 20-25, 0-5 °C

Dạng khan

6,6; 10,6; 15,3; 16,3
và 24,2 ± 0,2°

10

Dạng P


Không công bố điều kiện kết
tinh

Dạng khan

9,8; 10,8; 16,2; 18, và
20,4 ± 0,2°

11

Dạng
M1-M9

-Tạo dạng dimaleat vơ định hình.
- Kết tinh bằng cách hịa tan muối, rồi thêm dần đối dung mơi để kết
tinh sản phẩm như: DMF/MTBE, NMP/aceton,…

12

Dạng Z

Dung môi 2-butanol + nước,
5,27; 5,82;11,1; 21,6;
Di/trihydrat
25°C, trong 48 giờ
25,4 ± 0,2°

1

Dung môi THF ở nhiệt độ

phịng, thời gian 1 đêm.
Dung mơi ethanol ở 70°C, làm
lạnh, khuấy qua đêm.

Khan
Khan

5,5; 9,3; 18,8; 19,1 và
21,5 ± 0,2°
5,6; 9,5; 22,1, 26,3 và
29,5 ± 0,2°

Ngoài ra afatinib dimaleat hiện nay vẫn đang trong thời hạn bảo hộ bản quyền
do vậy các chỉ tiêu chất lượng của nguyên liệu này rất ít được cơng bố, phần lớn chủ
yếu là các COA của các nhà sản xuất với các chỉ tiêu: Cảm quan, nhiệt độ nóng chảy,
tạp chất và hàm lượng afatinib dimaleat.

11


Bảng 1.3 Một số chỉ tiêu trong COA của nguyên liệu afatinib dimaleat.
Chỉ tiêu
COA (www.tocris.com)
COA (Micromol)
Cơng thức phân tử

C24H25ClFN5O3.2C4H4O4.¼H2O

C24H25ClFN5O3.2C4H4O4


Chất rắn màu trắng

Chất rắn màu trắng

Tan trong nước, DMSO

Tan trong nước, DMSO

-

182°C

Bảo quản -20°C

2-8°C, trong bóng tối

99,3%

99,2%

Cảm quan
Độ tan
Nhiệt độ nóng chảy
Bảo quản
Hàm lượng

Tổng hợp các tài liệu về afatinib dimaleat của Trung tâm đánh giá & nghiên
cứu thuốc của FDA (CDER) [40]; EMA [15], APA [44] cũng chỉ liệt kê chỉ tiêu yêu
cầu đối với nguyên liệu mà không công bố mức giới hạn: hình thức (trực quan), nhận
dạng (IR, UV và HPLC), tạp chất (HPLC), tạp đồng phân đối quang (HPLC), hàm

lượng niken (hấp thụ nguyên tử quang phổ), tồn dư dung môi (GC), nước (KarlFischer), tro sunfat (Ph.Eur.), xét nghiệm afatinib (HPLC) và xét nghiệm axit maleic
(chuẩn độ). So sánh với tiêu chuẩn cơ sở được xây dựng tại Việt Nam của NCS.
Nguyễn Thị Ngọc (bảng 1.4), các chỉ tiêu đều được quy định tương tự nhưng có hai
chỉ tiêu về độ tinh khiết đối quang (HPLC) và tồn dư dung mơi (GC) chưa được xây
dựng do khó khăn trong quá trình thực hiện [3].
Bảng 1.4 Chỉ tiêu chất lượng của afatinib dimaleat tổng hợp theo con đường số 10
TT
Chỉ tiêu
Yêu cầu chất lượng
1
2

Tính chất

Bột màu trắng đến trắng ngà, tan trong DMSO

Định tính
Phổ hấp thụ hồng
ngoại (IR)

Phổ hấp thụ hồng ngoại của chế phẩm phải phù hợp với
phổ hấp thụ hồng ngoại của Afatinib dimaleat chuẩn

Phương pháp sắc ký
lỏng hiệu năng cao

Trong phần Định lượng, sắc ký đồ của dung dịch thử
phải cho một pic chính có thời gian lưu tương ứng với

(HPLC)


thời gian lưu của pic chính trong sắc ký đồ của dung
dịch chuẩn Afatinib dimaleat.

3

Điểm nóng chảy

Từ 165oC - 175oC

4

Hàm lượng nước

Khơng q 0,5 %

5

Kim loại nặng

Khơng q 20 ppm

6

Tro sulfat

Khơng được q 0,1 %

7


Góc quay cực riêng

Từ +13,3° đến +14,3°

8

Định lượng

Chế phẩm phải chứa từ 99,0 % - 101,0 %

2.1

2.2

12


TT

Yêu cầu chất lượng

Chỉ tiêu

C24H25ClFN5O3.2C4H4O4 tính theo chế phẩm đã làm
khô
9

Tạp chất liên quan

Tổng tạp: Không quá 0,5 %


1.3. Một số phương pháp tạo nhóm chức amid hiện nay
Nhằm thực hiện mục tiêu cải tiến quy trình tổng hợp afatinib dimaleat, luận văn
đã tổng hợp một số phương pháp tạo nhóm chức amid đã được cơng bố. Hiện nay, các
phương pháp tổng hợp để tạo nhóm chức amid rất đa dạng và ngày càng được cải tiến
về hiệu suất, tính an tồn, thân thiện với mơi trường. Phương pháp truyền thống xuất
phát từ amin phản ứng với acid carboxylic để loại một phân tử nước. Tuy nhiên phản
ứng cần điều kiện khắc nghiệt (T > 100°C) nhằm phá vỡ sự hình thành muối
carboxylat-amonium, từ đó hạn chế phạm vi ứng dụng do độ bền của nguyên liệu đầu
vào. Vì vậy để thực hiện phản ứng với các điều kiện dễ dàng hơn cũng như nâng cao
hiệu suất, các phương pháp cải tiến đã thực hiện bằng cách nguyên liệu acid carboxylic
được hoạt hóa bằng các tác nhân nhằm tạo các dẫn chất như halogenid acid, anhydrid
hoặc ester hoạt động. Ngoài ra, các phương pháp tổng hợp mới hiện nay như các phản
ứng oxy hóa tạo amid trực tiếp từ rượu/ andehyd/ ceton/ cyanid; phản ứng khử hóa
trực tiếp giữa ester và amin/nitro đã và đang được nghiên cứu và ứng dụng trong thực
tế (Sơ đồ 1.8) [26], [39], [41].

Sơ đồ 1.8 Một số phương pháp tạo liên kết amid
Cách tiếp cận phổ biến nhất là tạo các trung gian hoạt động của acid carboxylic
(sơ đồ 1.8), trong đó thường tạo trung gian hoạt động như: clorid acid bằng tác nhân
cloro hóa là SOCl2 hoặc (COCl)2; sử dụng các tác nhân ghép cặp như CDI

13


(carbonyldiimidazol) hoặc T3P (propanephosphonic acid anhydrid) để tạo trung gian
anhydrid hỗn hợp; hay dùng các carbodiimid (EDC, DCC), muối uronium (HATU,
HBTU) để tạo dạng ester hoạt động [26]. Nhược điểm của việc sử dụng các thuốc thử
này chủ yếu là tạo nhiều sản phẩm phụ, khó bảo quản; cấu trúc phức tạp với khối
lượng phân tử lớn, đồng thời các dung môi sử dụng kèm theo vẫn là DCM, THF,

DMF,…. đều là các dung mơi có độc tính và thuộc nhóm 2 (các dung mơi bị hạn chế
trong dược phẩm của ICH [45]).
Một số hướng mới hiện nay: Tạo amid bằng oxi hóa (oxidative amidation) là
phương pháp này có thể xuất phát từ nguyên liệu alcol hoặc aldehyd [19], [46] sử dụng
phản ứng oxy hóa trung gian hemi-aminal để tạo amid và loại bỏ một phân tử hydro
(Sơ đồ 1.9a). Hạn chế của phương pháp này là phạm vi cơ chất bị giới hạn do có ít các
nghiên cứu trên quy mơ lớn. Ngồi ra, các dẫn chất nitril cũng có thể đóng vai trị thay
thế acid carboxylic hiệu quả trong sự hình thành amid như: Trong phản ứng Ritter dẫn
chất nitril phản ứng với một carbocation để tạo amid; hydrat hóa nitril trong sự có mặt
của muối kim loại khác nhau hoặc được xử lí bằng amin thay thế khác để tạo ra amid
(Sơ đồ 1.9 b,c,d) [39].
Tạo amid bằng aryl-carbonyl hóa (carbonylative amidation): Do cấu trúc của
nguyên liệu nên phương pháp này chỉ giới hạn trong tổng hợp các aryl và heteroaryl
amid (Sơ đồ 1.8) và vẫn còn ít nghiên cứu. Tuy nhiên các aryl và heteroaryl amid lại
thường phổ biến trong cấu trúc của các hoạt chất, do đó tạo ra tiềm năng ứng dụng
phương pháp này trong nghiên cứu tổng hợp dược phẩm. Phản ứng xuất phát từ
nguyên liệu aryl halogenid hay các hydrocarbon thơm có Csp3-H [55], tuy nhiên quá
trình này sử dụng các chất xúc tác đắt và điều kiện tương đối khó khăn: Pd/CO trong
dung môi toluen hay Pb(Xanphos)Cl2/CO nhưng lại hiệu suất thấp hơn so với xúc tác
trực tiếp giữa các acid carboxylic.

Sơ đồ 1.9 Phản ứng tạo amid từ nguyên liệu alcol và dẫn chất nitril
14


Tạo amid từ ester (Ester amidation): hiện nay đang là một trong các phương pháp
thay thế tiền năng cho phản ứng amid hóa. Khác với các dạng ester hoạt hóa bằng cách
sử dụng các tác nhân ghép cặp ở trên (DCC, HATU,...), trong phản ứng này các dẫn
chất kém hoạt động như methyl, ethyl ester sẽ phản ứng trực tiếp với amin nhờ các hệ
xúc tác. Phương pháp này có ưu điểm rất lớn trong tổng hợp hóa học nói chung và

tổng hợp dược phẩm vì các trung gian trong giai đoạn cuối có nhóm chức carboxy
thường được bảo vệ bằng phương pháp ester hóa. Bên cạnh đó là ưu điểm về tính an
tồn và bền vững: các dẫn chất ester thường an tồn và ít độc hơn cho người thưc hiện,
tránh ăn mịn thiết bị, máy móc [41]. Để lựa chọn và cải tiến một phản ứng amid hóa
thích hợp cho quy trình tổng hợp hoạt chất nói chung, ngồi việc đạt hiệu suất tốt thì
sản phẩm thu được cần có độ tinh khiết cao, chi phí, tính an tồn của xúc tác và dung
mơi sử dụng cũng rất quan trọng và cần phải được cải tiến. Nhất là đối với các quy
trình tổng hợp thuốc có giai đoạn cuối là phản ứng amid hóa và yêu cầu sản phẩm có
độ tinh khiết cao như osimertinib, afatinib, lidocain,…. Vì vậy dựa trên các ưu điểm
này, trong luận văn này chúng tơi sẽ tập trung phân tích phương pháp amid hóa trực
tiếp từ dẫn chất ester.
1.3.1. Phản ứng amid hóa trực tiếp từ nguyên liệu ester và amin.
Quá trình amid hóa ester có thể sử dụng dạng tác nhân như phức hợp DABALAl(CH3)3 / khơng khí [28], hay các hệ xúc tác của các kim loại chuyển tiếp. Năm 2016,
Hie L. và cộng sự đã thành công sử dụng chất xúc tác Ni-NHC (NHC = NHeterocyclic carben)/Al(Ot-Bu)3 cho phép hình thành liên kết amid trực tiếp, mặc dù
phạm vi cơ chất được giới hạn trong các ester metyl 1-naphthoat và các dẫn xuất Nalkyl anilin [20]. Năm 2017, một hệ xúc tác khác dựa trên kim loại chì Pd:
Pd(IPr)(allyl)Cl cũng đã được sử dụng bởi Halima T.B. và cộng sự thực hiện trên các
ester benzoat với anilin (hoặc dẫn chất) [6]. Cả hai hệ xúc tác đều được thực hiện trong
dung môi toluen ở nhiệt độ từ 80 đến 110°C.

Sơ đồ 1.10 Phản ứng amid hóa với hệ xúc tác của niken và chi
Để mở rộng phạm vi các ester và amin đầu vào cho phản ứng, Ben-Halima và cộng
sự đã phát triển một hệ xúc tác khác của Niken: Ni(cod)2/3-Bis (2,6-diisopropylphenyl)imidazol-2-yliden (IPr) [5]. Trong đó phản ứng giữa các methyl ester và amin

15