Luận án Nghiên cứu cải tiến qui trình tổng hợp nguyên liệu mesna và ứng dụng bào chế thuốc tiêm

c thành phần khác. Đe kiểm soát ảnh hưởng của pH, sử dụng các chất, nhóm chất khác nhau để điều chỉnh pH và đánh giá ảnh hưởng đến độ ổn định của dd tiêm mesna. Ket quả được trình bày trong bảng 3.55. Bảng 3.55. Anh hưởng của chất điều chỉnh pH đến độ ổn định của mesna Mầu Chất điều chỉnh pH Điêu kiện 0 tháng 3 tháng 6 tháng pH Hàm lưọng (g/ml) ApH % mesna còn lại ApH % mesna còn lại 16 NaOH Câp tôc 7,42 100,34 -0,32 97,60 ± 0,3 -0,44 95,17 ±0,37 Dài hạn 7,42 100,34 -0,10 98,45 ± 0,23 -0,21 96,27 ± 0,29 17 Đệm phosphat Câp tôc 7,43 100,64 -0,18 97,17 ±0,15 -0,46 95,05 ± 0,29 Dài hạn 7,43 100,64 -0,12 98,21 ±0,17 -0,22 96,14 ± 0,21 Nhận xét: Việc sử dụng đệm phosphat không tăng độ ổn định của dd tiêm mesna so với NaOH, Ở điều kiện dài hạn, sau 03 tháng đối với mẫu 16 sử dụng NaOH tỉ lệ mesna còn lại 98,45% trong khi đó với mẫu sử dụng đệm phosphat tỉ lệ mesna còn lại là 98,21% (p-value = 0,311). Tương tự như vậy sau 6 tháng theo dõi ở điều kiện dài hạn tỉ lệ mesna còn lại lần lượt là 96,27% và 96,14% (/7-value = 0,643 > 0,05). Vì vậy sử dụng dd NaOH là chất điều chỉnh pH của dd tiêm. b) Ảnh hưởng của nồng độ dinatri edetat ■ Nguyên liệu Mesna Dinatri edetat Dd natri hydroxid 1,0M Nước cất Khí nitơ Lượng/lọ 4 ml 400 mg 0/ 1,0/2,0 mg Điều chỉnh pH 7,4 Vừa đủ 4 ml Sục 2 phút Lượng/ mẻ 100 ml 10000 mg 0/25/50 mg Điều chỉnh pH 7,4 Vừa đủ 100 ml Sục 10 phút 104 Quan sát cảm quan, đo sự thay đổi pH và xác định hàm lượng mesna trong dd sau bảo quản ở điều kiện lão hóa cấp tốc trong 30 ngày và tủ sấy 60 °C/7 ngày. Bảng 3.56. Anh hưởng của nồng độ đinatri edetat đến hàm lượng mesna Mầu Nồng độ dinatri edetat (mg/ml) 40 °C/30 ngày 60 °C/7 ngày ApH % mesna còn lại ApH % mesna còn lại 16 0,00 -0,05 98,05 ±0,16 -0,13 94,34 ± 0,37 17 0,25 -0,01 99,84 ±0,18 -0,04 99,37 ±0,21 18 0,50 -0,01 99,89 ± 0,33 -0,03 99,47 ± 0,25 Nhận xét: - Việc sử dụng dinatri edetat làm tăng độ ổn định của mesna trong quá trình bảo quản. Sau thời gian 30 ngày đặt trong điều kiện lão hóa cấp tốc, mẫu sử dụng dinatri edetat có hàm lượng dược chất còn lại là 99,84 (với nồng độ 0,25 mg/ml) và 99,89 (với nồng độ dinatri edetat là 0,5 mg/ml) đều lớn hơn mẫu không sử dụng dinatri edetat (98,05%) có ý nghĩa thống kê. Cụ thể giá trị sig. của kiểm định Levene = 0,387 > 0,05 chứng tỏ số liệu đưa vào phù hợp để phân tích ANOVA. Ket quả phân tích ANOVA về trung bình % mesna còn lại cho giá trị sig. giữa 03 công thức 16, 17, 18 là 0,001 < 0,05 chứng tỏ có ít nhất 01 mẫu nghiên cứu % mesna còn lại khác với các công thức khác. Giá trị />-value giữa công thức 16 và 17 là 0,005 < 0,05; giá trị p- value giữa công thức 16 và 18 là 0,004 < 0,05. Chứng tỏ dinatri edetat (mẫu 17 và 18) làm tăng độ ổn định của mẫu dd tiêm mesna khi bảo quản lâu dài. - Ở nồng độ dinatri edetat 0,25 và 0,50 mg/ml, tỉ lệ mesna còn lại khác nhau không nhiều (giá trị />-value giữa công thức 17 và 18 là 0,99 > 0,05). Vì vậy, lựa chọn nồng độ chất chống oxy hóa dinatri edetat 0,25 mg/ml trong công thức dd tiêm mesna 100 mg/ml. c) Ánh hưởng của thời gian hấp đến hàm lượng mesna ■ Nguyên liệu Lượng/lọ 4 ml 400 mg 1,0 mg Điều chỉnh pH 7,4 Vừa đủ 4 ml Sục 2 phút Mesna Dinatri edetat Dd natri hydroxid 1,0M Nước cất Khí nitơ Lượng/mẻ 50 ml 5000 mg 12,5 mg Điều chỉnh pH 7,4 Vừa đủ 50 ml Sục 10 phút 105 Theo USP 40, thời gian hấp tiệt khuẩn tối thiểu đối với các dung dịch tiêm thể tích nhỏ là 121 °c/15 phút, vì vậy việc đánh giá ảnh hưởng của thời gian hấp đến hàm lượng mesna là cần thiết. Ket quả được trình bày trong bảng 3.57. Bảng 3.57. Anh hưởng của thời gian hấp đến hàm lượng mesna Mau Điều kiện hấp pH/ApH Hàm lượng/%mesna còn lại 19 Trước khi hấp 7,4 101,03 mg/ml 19 1 2 1 °c/15 phút 0,01 99,92 ± 0,46 % 19 121 °C/30 phút -0,06 99,47 ±0,19% Nhận xét: Sau 15 phút hấp ở 121 °c, hàm lượng mesna giảm còn 99,92%, sau thời gian 30 phút, tỉ lệ mesna còn 99,47%, khác nhau không có ý nghĩa thống kê (p- value = 0,261). Như vậy, sau hấp 15 phút, không ảnh hưởng đáng kể đến hàm lượng mesna trong dung dịch. d) Ảnh hưởng của ánh sáng ■ Nguyên liệu Lượng/lọ 4 ml Lượng/mẻ 100 ml Mesna 400 mg 1000 mg Dinatri edetat 1,0 mg 25 Dd natri hydroxid 1,0M Điều chỉnh pH 7,4 Điều chỉnh pH 7,4 Nước cất Vừa đủ 4 ml Vừa đủ 100 ml Khí nitơ Sục 2 phút Sục 10 phút Các mẫu đều được đóng trong lọ thủy tinh không màu, hấp tiệt khuẩn ở 121°c/15 phút, theo dõi độ ổn định sau 06 tháng bảo quản trong điều kiện phòng thí nghiệm (nhiệt độ 15-40 °c và độ ẩm 50 -90%) không tránh ánh sáng và có tránh (bọc giấy bạc phía ngoài) ánh sáng khuếch tán trong phòng. Kết quả được thể hiện trong bảng 3.58. Bảng 3.58. Anh hưởng của ánh sáng đến hàm lượng mesna Thòi gian Không tránh ánh sáng Tránh ánh sáng ApH % mesna còn lại ApH % mesna còn lại 01 tháng -0,01 99,90 ± 0,40 -0,01 99,92 ± 0,43 03 tháng -0,05 99,82 ±0,19 -0,06 99,81 ±0,37 06 tháng -0,08 99,76 ±0,18 -0,09 99,79 ± 0,30 Nhận xét: Sau khi bảo quản ở 2 điều kiện tránh và không tránh ánh sáng, sự thay đổi pH và hàm lượng dược chất khác biệt không đáng kể so với mẫu ban đầu và so 106 giữa các điều kiện bảo quản khác nhau (/?-value > 0,05 giữa các tháng và giữa các mẫu). Vì vậy, trong điều kiện bào chế với thành phần công thức và qui trình đã thực hiện, chưa ghi nhận sự ảnh hưởng của ánh sáng tới độ ổn định của mesna trong dd. Vì vậy bao bì được lựa chọn để pha chế dd tiêm mesna 100 mg/ml là lọ thủy tinh không màu. e) Ảnh hưởng của sục khí nitơ Độ ổn định của dd tiêm mesna phụ thuộc nhiều vào kỹ thuật bào chế. Việc sục khí nitơ nhằm loại không khí có trong dịch thuốc, giảm phản ứng oxy hóa giữa mesna và oxy. Quá trình đánh giá ảnh hưởng tá dược đến độ ổn định của dd, nitơ đều được sục vào nước cất trước, sau khi pha và trước khi đóng nút. Đe làm rõ ảnh hưởng của việc sục khí nitơ, pha 02 mẫu 21 và 22 theo công thức đã được lựa chọn, trong quá trình đóng lọ, mẫu 21 được sục khí nitơ, mẫu 22 không được sục khí nitơ để so sánh. Hai mẫu được hấp 121°c trong 15 phút và để trong điều kiện lão hóa cấp tốc, dài hạn trong 07 ngày. Tiến hành đo pH và định lượng mesna còn lại, kết quả thu được trong bảng 3.59. Bảng 3.59. Ảnh hưởng của sục khí nitơ đến hàm lượng mesna Mẫu 30 °C/07 ngày 40 °C/07 ngày ApH % mesna còn lại ApH % mesna còn lại 21 (Có sục khí nitơ) -0,02 99,87 ±0,41 -0,01 99,71 ±0,45 22 (Không sục khí nitơ) -0,07 96,48 ± 0,32 -0,13 93,42 ± 0,44 Nhận xét: Tỉ lệ mesna còn lại có sự thay đổi đáng kể đối với mẫu không sục nitơ sau bảo quản 40 °C/07 ngày, hàm lượng dược chất của mẫu 22 còn lại là 96,48% thấp hơn so với mẫu 21 là 99,87% (/?-value = 0,000). Ở điều kiện bảo quản 40 °C/07 ngày, hàm lượng mesna trong mẫu 22 giảm còn 93,42% (p-value = 0,000 rất nhỏ). 3.7.2. Công thức và qui trình bào chế dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml Bảng 3.60. Công thức dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml TT Thành phần Lọ 4 ml Mẻ 1000 mỉ 1 Mesna 400 mg 100 g 2 Dinatri edetat 1 mg 250 mg 3 dd Natri hydroxid 1,0N Điêu chỉnh pH 7,2-7,6 Điêu chỉnh pH 7,2-7,6 4 Nước cất pha tiêm vừa đủ 4 ml 1000 ml 5 Khí nitơ Sục nước cất pha tiêm và trước khi đóng nút 107 Trên cơ sở kết quả khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố công thức đến độ ổn định của dd tiêm mesna và tham khảo các tài liệu, luận án lựa chọn công thức của dd tiêm mesna với thành phần trong bảng 3.60 Sau khảo sát, qui trình bào chế dd tiêm mesna 100 mg/ml được đưa ra như sau: 1. Xử lý bao bì theo phương pháp thường qui 2. Sục khí nitơ trong 10 phút nước cất pha tiêm 2. Cân dinatri edetat, hòa tan trong khoảng 80% lượng nước. 3. Cân mesna và hòa tan. 4. Điều chỉnh về pH 7,4 bằng dd natri hydroxyd IN. 5. Bổ sung nước cất pha tiêm vừa đủ thể tích. 6. Lọc qua màng 0,22 Jim. 7. Đóng dd vào các lọ thủy tinh không màu đã qua xử lý, sục khí nitơ vào các lọ trong 2 phút, đậy nút cao su, xiết nắp nhôm. 8. Hấp tiệt khuẩn ở 121 °c/15 phút. 3.7.3. Đe xuất tiêu chuẩn chất lượng của dung dịch tiêm mesna a) Yêu cầu về chất lượng Dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml gồm 1 ống dd 4 ml. Qua tham khảo các tài liệu về thuốc tiêm dđ được qui định chung trong USP 38 [117] BP 2015 [116] và Dược điển Việt Nam IV [5], tiêu chuẩn nguyên liệu mesna được qui định trong BP 2015 và thực tế của quá trình nghiên cứu, luận án đề xuất tiêu chuẩn chất lượng cho dung dịch tiêm mesna 100 mg/ml với các nội dung như sau: 1. Tính chất: Dd trong suốt không màu đựng trong lọ thủy tinh không màu. 2. Độ trong: Dd phải trong suốt và không có tiểu phân kiểm tra bằng mắt thường. 3. Giới hạn tiểu phân không nhìn thấy bằng mắt thường: phải đạt DĐVN IV. 4. Định tính: Chế phẩm phải thể hiện phép thử định tính của Mesna 5. Thể tích: từ 4,0 - 4,6 ml thể tích ghi trên nhãn. 6. pH: 6,5-8,0. 7. Nội độc tố vi khuẩn: không quá 0,20 IƯ/mg Mesna. 8. Độ vô khuẩn: Chế phẩm phải vô khuẩn. 9. Tạp chất liên quan: - Tạp chất D: Không quá 3,0%. - Tạp chất C: Không quá 0,2%. - Tạp chất A, B, E: Không quá 0,3%. - Tạp chất không định danh: Không quá 0,1%. - Tổng tạp đơn không định danh: Không quá 0,3°/o- 108 10. Định lượng: chế phẩm phải chứa mesna (C2HsNa0 3 S2) từ 90,0% đén 110,0% so với hàm lượng ghi trên nhãn. b) Phương pháp thử 1. Tính chất: thử bằng cảm quan dđ trong không màu trong ống thủy tinh không màu. 2. Độ trong: thử theo DĐVN IV, phụ lục 11.8- Mục B [5]. 3. Giới hạn tiểu phân không nhìn thấy bằng mắt thường: thử theo DĐVN IV, phụ lục 11.8- Mục A [5] 4. Định tính: phương pháp HPLC: Trên sắc ký đồ thu được ở phần định lượng mesna dd thử phải cho các pic chính có thời gian lưu tương ứng với thời gian lưu của pic mesna trên sắc ký đồ của dd chuẩn. 5. Thể tích: Thử theo DĐVN IV, Phụ lục 1.19- Mục B [5]. 6. pH: Thử theo DĐVN IV, Phụ lục 6.2 [5]. 7. Nội độc tố vi khuẩn: Thử theo DĐVN IV, Phụ lục 13.2 [5]. 8. Thử vô khuẩn: Thử theo DĐVN IV, Phụ lục 13.7 [5]. 9. Tạp chất liên quan: Phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao, DĐVN IV, phụ lục 5.3 và chuyên luận mesna của BP 2015 [5]. Thuốc thử. Kali dihydrophosphat; Dikali hydrophosphat; Tetrabutylamoni hydrogen Sulfat; Methanol HPLC; Acid phosphoric, Điểu kiện sắc ký: Pha động: Hòa tan 2,94 g kali dihydrophosphat; 2,94 g dikali hydro phosphat và 2,6 g tetrabutylamoni hydrogen Sulfat trong khoảng 600 ml nước. Điều chỉnh đến pH 2,3 bang acid phosphoric, thêm 335 ml methanol và pha loãng thành 1000 ml với nước. Cột: C18 (250 X 4,6 mm; 10 Ịim). Detector: 235 nm. Tốc độ dòng: 1,0 ml/phút. Thể tích tiêm: 20 ỊJÌ. Tiến hành: Dd placebo: Pha loãng 1,0 ml mẫu placebo thành 25,0 ml với pha động. Lọc qua màng lọc 0,45 Ịil và tiến hành đo HPLC. (Mau placebo: Hòa tan 25 mg natri edetat trong 90 ml nước, điều chỉnh đến pH 7,0 bằng dd natri hydroxyd 1 N, thêm nước vừa đủ 100 ml). 109 Dd thử: Pha loãng 1,0 ml dd tiêm thành 25,0 ml với pha động. Lọc qua màng lọc 0,45 Ịim và tiến hành đo HPLC. Dung dịch thích hợp hệ thống: Dd có chứa 0,18 mg/ml chất chuẩn mesna và 0,004 mg/ml chất chuẩn tạp chất c trong pha động. Lọc qua màng lọc 0,45 Ịim và tiến hành đo HPLC. Dd chuẩn 1: Dd 8 Ịig/ml chất chuẩn tạp chất c và 120 Jj-g/ml chất chuẩn tạp chất D trong pha động. Lọc qua màng lọc 0,45 Ịim và tiến hành đo HPLC. Dd chuẩn 2: 12 Jig/ml chất chuẩn mesna trong pha động. Lọc qua màng lọc 0,45 Ịj.m và tiến hành đo HPLC. Thời gian chạy sắc ký: Gấp 4 lần thời gian lưu của mesna - Kiểm tra khả năng thích hợp của hệ thống sắc ký: Tiêm dd thích hợp hệ thống, độ phân giải giữa pic mesna và tạp chất c không được nhỏ hơn 3,0. - Tiêm mẫu trắng, dd chuẩn 1, dd placebo và dd thử. - Thời gian lưu tương đối của các pic so với pic mesna như sau: Tạp chất A và tạp chất B khoảng 0,6; tạp chất E khoảng 0,8; tạp chất c khoảng 1,4; tạp chất D khoảng 2,3. Tính toán kết quả: - Trên sắc ký đồ của dd thử loại các pic placebo. - Hệ số hiệu chỉnh để tính hàm lượng tạp: Nhân diện tích pic của tạp chất A,B và E với 0,01. - Tính toán kết quả hàm lượng tạp chất c và tạp chất D lần lượt theo nồng độ của tạp chất c và tạp chất D trong dd chuẩn 1. - Tính toán hàm lượng các tạp chất A, B, E và các tạp không định danh khác theo nồng độ mesna trong dd chuẩn 2. - Bỏ qua các pic tạp chất nhỏ hơn 0,05% trên sắc ký đồ của dd thử. 10. Định lượng mesna: phương pháp sắc ký lỏng hiệu năng cao (mục 3.6) - Điều kiện sắc ký như phần tạp chất liên quan: + Cột Lichrospher C18 (250 X 4,6; 10ji); + Nhiệt độ cột: 30 °C; + Detector UV: 215 nm; + Tốc độ dòng: 1,0 ml/phút; + Thể tích tiêm: 20 fil. + Pha động: hòa tan 2,94 g kali dihydrophosphat; 2,94 g dikali hydrophosphat và 2,60 g tetrabutylamoni hydrosulfat trong khoảng 600 ml nước. Điều chỉnh đen pH 110 2,3 bằng acid phosphoric, thêm 335 ml methanol và pha loãng thành 1000 ml với nước. - Dd thích hợp hệ thống như phần tạp chất liên quan. - Dd chuẩn mesna: cân chính xác khoảng 25 mg chất chuẩn mesna vào bình định mức dung tích 50 ml, hòa tan và pha loãng trong pha động thành 50 ml. Lắc đều, lọc qua màng lọc 0,45 Ịim và tiến hành đo HPLC. - Dd thử: Hút chính xác 1,0 ml dd tiêm pha loãng với pha động thành 200 ml. Lắc đều, lọc qua màng lọc 0,45 Jim và tiến hành đo HPLC. - Kiếm tra khả năng thích hợp của hệ thống sắc ký: Tiêm dd thích hợp hệ thống, độ phân giải giữa pic mesna và tạp chất c không nhỏ hơn 3,0. Tính toán kết quả hàm lượng mesna (C2HsNa0 3 S) trong chế phẩm dựa vào lượng cân chất chuẩn, diện tích pic mesna của dd chuẩn và dd thử, hệ số pha loãng của dd chuẩn và dd thử. 3.7.4. Đánh giá độ ấn định của dung dịch tiêm mesna Tiến hành bào chế 1000 ml dd tiêm mesna theo công thức và qui trình pha chế đã được lựa chọn từ nguyên liệu được tổng hợp theo con đường I và con đường IV. Sản phẩm được kiểm nghiệm tại Viện Kiểm nghiệm thuốc Trung ương theo tiêu chuẩn cơ sở đã đề xuất. Kết quả cho thấy mẫu đạt các chỉ tiêu trong tiêu chuẩn cơ sở đã đề xuất [Phụ lục 15.4], [Phụ lục 15.5]. Dd tiêm mesna 100 mg/ml được bảo quản ở điều kiện lão hóa và điều kiện dài hạn. Sau thời gian qui định, tiến hành đánh giá một số chỉ tiêu chất lượng theo phương pháp ghi trong mục 3.7.3: - Hình thức. -pH. - Hàm lượng mesna. - Tỉ lệ tạp chất liên quan. Trong quá trình theo dõi cho thấy, trong các tạp chất liên quan, chỉ có tạp D là thay đổi tỉ lệ, các tạp chất khác hầu như không có sự biến đổi theo thời gian. Vì vậy, kết quả chỉ trình bày tỉ lệ của tạp chất D. a) Đối với dd tiêm từ nguyên liệu được tổng hợp theo con đường I. ■ Kết quả theo dõi độ ỗn định - Hình thức sau thời gian theo dõi: dung dịch trong, không màu. - về pH, hàm lượng mesna và tỉ lệ tạp D được trình bày trong bảng 3.61 111 Bảng 3.61. Độ ổn định của dung dịch tiêm mesna (nguyên liệu được tổng hợp theo con đường I) Chỉ tiêu 0 tháng Sau 3 tháng Sau 6 tháng Sau 9 tháng Sau 12 tháng Thử nghiệm lão hóa pH Mẻ 1 7,45 7,42 7,38 Mẻ 2 7,60 7,58 7,52 Mẻ 3 7,54 7,49 7,46 Hàm lương (%) Mẻ 1 98,81 98,25 97,89 Mẻ 2 95,82 95,21 94,84 Mẻ 3 99,33 98,78 98,27 Tap D (%) Mẻ 1 1,78 2,01 2,20 Mẻ 2 1,80 2,02 2,18 Mẻ 3 1,65 1,86 1,98 Thử nghiệm dài hạn pH Mẻ 1 7,45 7,45 7,45 7,43 7,41 Mẻ 2 7,60 7,60 7,58 7,52 7,48 Mẻ 3 7,54 7,53 7,42 7,42 7,41 Hàm lương (%) Mẻ 1 98,81 98,63 98,48 98,35 98,23 Mẻ 2 95,82 95,67 95,54 95,41 95,34 Mẻ 3 99,33 99,16 99,01 98,89 98,78 Tap D (%) Mẻ 1 1,78 1,89 1,98 2,07 2,12 Mẻ 2 1,80 1,90 1,99 2,06 2,12 Mẻ 3 1,65 1,74 1,83 1,91 1,98 Nhận xét: Kết quả theo dõi độ ổn định của các mẻ dung dịch tiêm mesna cho thấy sau 6 tháng bảo quản ở điều kiện lão hóa cấp tốc và 12 tháng bảo quản ở điều kiện dài hạn sản phẩm được bào chế theo công thức và qui trình đã lựa chọn ổn định về các chỉ tiêu: hình thức, pH của dd, độ trong, hàm lượng dược chất, tỉ lệ tạp D. ■ Dự đoán tuôi thọ: Dự đoán tuối thọ của dung dịch tiêm mesna trong thử nghiệm dài hạn bằng phần mềm Minitab 17.0.1. đối với nguyên liệu được tổng hợp theo con đường I theo pH, hàm lượng mesna và tỉ lệ tạp D. 112 Shelf Life Plot for All Batches Shelf Life = 41.0776 Shelf Life Plot for All Batches Shelf Life = 128.572 Thời gian(tháng) : Lower Specification, us = Upper Specification Thời g ian (tháng) LS = Lower Specification, us = Upper specification Ilình 3.3. Ket quả dự đoán tuồi thọ của dung dịch tiêm theo tỉ lệ tạp D và hàm lượng mesna (nguyên liệu mesna được tông họp theo con đường I) Nhận xét: Dữ liệu độ ổn định dài hạn cho thấy tỉ lệ tạp D tăng dần, hàm lượng mesna giảm dần theo thời gian bảo quản, nhưng vẫn trong giới hạn qui định sau 12 tháng bảo quản. Tuổi thọ của sản phẩm dự đoán theo pH là 63,0 tháng, theo hàm lượng mesna là 128,7 tháng, theo tỉ lệ tạp D là 41,0 tháng, từ đó kết luận rằng dung dịch tiêm được bào chế có tuổi thọ dự đoán là 41,0 tháng. b) Đổi với dd liêm được bào chế từ nguyên liệu được tồng hợp theo con điròmgiv Do chưa đủ thời gian, vì vậy, độ ổn định của dung dịch tiêm mesna (pha chế từ nguyên liệu được tổng hợp theo con đường IV) được theo dõi trong vòng 06 tháng. Kết quả cho thấy, sau thời gian bảo quản, về hình thức dung dịch trong, không màu, các chỉ tiêu khác pH, hàm lượng mesna và tỉ lệ tạp chất liên quan (chỉ có tạp D thay đôi) được trình bày trong bảng 3.62. Bảng 3.62. Độ ôn định của dung dịch tiêm mesna (nguyên liệu được tong hợp theo con đường IV) Chỉ tiêu 0 tháng Sau 1 tháng Sau 3 tháng Sau 6 tháng Điêu kiên lão hóa • pH Mẻ 1 7,47 7,45 7,43 7,40 Mẻ 2 7,40 7,38 7,36 7,35 Mẻ 3 7,38 7,36 7,33 7,30 Hàm lượng mesna (%) Mẻ 1 104,55 104,23 103,79 102,13 Mẻ 2 102,37 102,01 101,57 100,05 Mẻ 3 103,18 102,82 102,24 101,17 Tạp D (%) Mẻ 1 1,57 1,73 2,06 2,54 Mẻ 2 1,34 1,57 1,78 1,99 Mẻ 3 1,45 1,63 1,92 2,32 113 Chỉ tiêu 0 tháng Sau 1 tháng Sau 3 tháng Sau 6 tháng Điều kiện dài hạn pH Mẻ 1 7,47 7,46 7,45 7,45 Mẻ 2 7,40 7,40 7,38 7,38 Mẻ 3 7,38 7,38 7,37 7,35 Hàm lượng (%) Mẻ 1 104,55 104,49 104,45 104,29 Mẻ 2 102,37 102,27 102,25 102,17 Mẻ 3 103,18 103,14 103,07 102,98 Tạp D (%) Mẻ 1 1,67 1,69 1,75 1,86 Mẻ 2 1,34 1,41 1,45 1,58 Mẻ 3 1,45 1,52 1,57 1,69 Nhận xét: Sau 06 tháng theo dõi ở điều kiện lão hóa cấp tốc và điều kiện dài hạn dung dịch tiêm mesna được pha từ nguyên liệu tổng hợp theo phương pháp mới (con đường IV) ổn định, nằm trong giới hạn cho phép của các chỉ tiêu theo dõi: pH, hàm lượng mesna và tỉ lệ tạp chất liên quan. 114 Chương 4. BÀN LUẬN 4.1. Phương pháp tổng họp mesna 4.1.1. Phản ứng tống hợp natri 2-cloroethansulfonat ■ Về cơ chế phản ứng Phản ứng tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat được tiến hành dựa trên cơ sở “phản ứng Strecker” (được báo cáo từ năm 1868). Phản ứng này được sử dụng để điều chế các muối alkyl sulfonat thông qua cơ chế thế ái nhân Saổ giữa một muối S u l f i t (amoni, natri, kali) với một hợp chất halogeno-alkyl (methyl iodid, ethyl iodid benzyl halogenid, cloro-ceton...) (sơ đồ 4.1). Phản ứng có thể được thực hiện trong dung môi phân cực, ở áp suất khí quyển hoặc áp suất cao, tại các nhiệt độ khác nhau. Ưu điểm của phản ứng Strecker là tạo ra các alkyl sulfonat với hiệu suất tốt, độ tinh khiết cao, qui trình và điều kiện phản ứng tương đối đơn giản [125]. Sơ đồ 4.1. Phản ứng Strecker tổng hợp muối alkyl sulfonat [125] ■ về các thông số phản ứng Đe tổng hợp natri 2-cloroethansulfonat từ 1,2-dicloroethan, quá trình phản ứng kéo dài 22 giờ và yêu cầu sự có mặt của xúc tác. Ưu điểm khi đi từ nguyên liệu 1,2- dicloroethan là thực hiện đơn giản, không yêu cầu phải nhỏ giọt từ từ dd Na2SC>3 như đối với 1,2-dibromoethan (nguyên liệu thường được sử dụng trong tổng hợp mesna) mà vẫn thu được chất 2 tinh khiết với hiệu suất tương đối cao (80,6%). Trong quá trình thực nghiệm, không phát hiện vết sản phẩm phụ disulfonat trên SKLM, cho thấy phản ứng thế hầu như chỉ xảy ra trên một nguyên tử clo. Tác giả R. Bai và cộng sự đã khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến phản ứng và đã lựa chọn được các thông số: xúc tác Cu, tỉ lệ mol giữa 1,2-dieloroethan : natri Sulfit là 4 : 1, thời gian phản ứng 22 giờ, tỉ lệ dung môi nước : ethanol là 5,5 : 5, hiệu suất quá trình là 81 % [22]. Tuy nhiên, khi lặp lại các điều kiện phản ứng của tác giả [22], hiệu suất của quá trình chỉ đạt 76,0%. Điều này đặt ra cho đề tài sự cần thiết phải tiến hành khảo sát lại một số thông số liên quan đến phản ứng. o II R - X + M2 S0 3 ------- ► R —S—O - M II R = alkyl, benzyl, allyl o M*" - Na , K+, NH4 Ọ II o II 115 Tỉ lệ mol của 1,2-dicloroethan : natri Sulfit ảnh hưởng đến hiệu suất và chất lượng của sản phẩm 2 (bảng 3.1). Việc dùng dư 1,2-dicloroethan so với natri Sulfit là cần thiết để hạn chế tạp dinatri l,2-ethandisulfonat (sơ đồ 4.2). Tác giả R. Bai đã sử dụng tỉ lệ mol 4 : 1 , trong khi đó tỉ lệ 3 : 1 và 4 : 1 cho kết quả tương đương (76,5% và 75%). Ớ các tỉ lệ mol 1 : 1 và 2 : 1 đều quan sát thấy vết của tạp disulfonat với R/= 38 (pha động hệ C). Do vậy, lựa chọn tỉ lệ mol 3 : 1 vừa đảm bảo hiệu suất, độ tinh khiết của sản phẩm 2, vừa hạn chế được việc sử dụng một lượng lớn 1,2-dicloroethan. C l ^ C1 + 2Nầ*SOs ----- - Na03S/ v ^ S° 3Na Sơ đồ 4.2. Phản ứng tạo dinatri l,2-ethandisulfonat Dung môi của phản ứng là hỗn hợp nước - ethanol 96%. Tỉ lệ nước : ethanol 96% ảnh hưởng đến độ tan của các nguyên liệu tham gia phản ứng (bảng 3.3): 1,2- dicloroethan tan tự do trong ethanol và khó tan trong nước (lg /130 ml nước); ngược lại natri Sulfit dễ tan trong nước (lg/1,6 ml nước) và hầu như không tan trong ethanol [28], [67]. Thực nghiệm đã chỉ ra ở tỉ lệ nước : ethanol 96% = 4 :5 hoặc 5 : 5 hoặc 6 : 5 dung môi chứa nhiều ethanol làm cho natri Sulfit không hòa tan hoàn toàn, giảm sự tiếp xúc giữa 1,2-dicloroethan và natri Sulfit, dẫn tới hiệu suất phản ứng thấp. Khi tỉ lệ nước : ethanol là 8 : 5 thì độ tan của 1,2-dicloroethan giảm, do hỗn hợp phản ứng chứa nhiều nước, điều này cũng dẫn tới giảm hiệu suất phản ứng. Đe tài đã lựa chọn được tỉ lệ nước : ethanol 96% = 7 :5 đảm bảo hòa tan hoàn toàn các nguyên liệu và nâng hiệu suất lên 78,9%. Ngoài ra, tổng thể tích dung môi nước, ethanol 96% được khảo sát nhằm tìm ra lượng thích hợp đế hoà tan các chất tham gia phản ứng cũng như để hạn chế sự tạo thành sản phấm phụ disulfonat. Với tổng thế tích dung môi 450 ml hiệu suất thu được cao nhất 80,6% (bảng 3.4). ■ Tinh ché sản phẩm Trong nghiên cứu của R. Bai việc tinh chế natri 2-eloroethansulfonat được thực hiện như sau: kết thúc phản ứng, cất tới khô, chiết sản phẩm bằng ethanol nóng, cất tới kiệt thu được sản phẩm 2 với hiệu suất 81% [22]. Khi lặp lại phương pháp tinh chế này, hiệu suất của thí nghiệm đạt 85% và sản phẩm có chứa nhiều tạp (khoảng chảy rộng), dẫn đến khó tinh chế ở các phản ứng tiếp theo. Do đó, việc cải tiến giai đoạn tinh chế bằng cách kết tinh trong ethanol 96% giúp sản phẩm 2 tinh khiết hơn, hiệu suất sau quá trình tinh chế đạt 80,6%, việc thực hiện các phản ứng tiếp theo được thuận lợi. 116 4.1.2. Phản ứng tổng hợp mesna qua trung gian muối thiouroni 4.1.2. ỉ. về phản ứng tổng hợp muối 2-S-thiouroni ethansul/onat ■ Cơ chế phản ứng Phản ứng tổng hợp chất 3 là phản ứng iS-alkyl hóa thioure bằng tác nhân natri 2- cloroethansulíonat, xảy ra theo cơ chế s n2 (sơ đồ 4.3). Việc sử dụng xúc tác KBr hoặc KI làm tăng khả năng phản ứng của tác nhân alkyl clorid 2 nhờ sự trao đổi giữa clo và brom (hoặc iod) [124]. MXR C1 R X :S:1 . c .HUN NH. MCI I H2N^CsNH2 © H->N s1 8-s X 5- A ^ s o , H2n '' 'NH j NH2© nhanh \ s ^I h 2n | c ' n h 2 .so . Sơ đồ 4.3. Cơ chế phản ứng tổng hợp l-^-thiouroni ethansulíonat [124] Thioure trong môi trường nước là một tác nhân ái nhân mạnh do còn 2 cặp điện tử chưa tham gia liên kết của s và có sự hỗ biến trong cấu trúc tạo thành dạng anion S" với khả năng phản ứng cao. Anion này sẽ tấn công vào vị trí nghèo điện tử của c liên kết với halogen tạo thành trạng thái chuyển tiếp có năng lượng cao nhất. Ở trạng thái chuyển tiếp, liên kết R-X trở nên kém bền, đồng thời giữa c và s hình thành liên kết chưa bền vững, sau đó X tách ra và hình thành liên kết C-S bền vững. ■ Các thông số phản ứng Ket quả khảo sát nhiệt độ phản ứng cho thấy, khi tăng nhiệt độ từ 70 °c đến 90 °c dẫn đến tăng hiệu suất (từ 65,9% lên 72,8%) và giảm thời gian phản ứng (từ 16,5 giờ xuống 9 giờ). Tuy nhiên khi tăng đến nhiệt độ hồi lưu (100 °C) thì hiệu suất phản ứng bị sụt giảm đáng kể (63,1%), sản phẩm chứa nhiều tạp và khó tinh chế ở các giai đoạn sau (bảng 3.9). Điều này có thế do trong môi trường nước ở nhiệt độ 100 °c, thioure bị phân hủy đáng kể thành muối thiocyanat [110] (sơ đồ 4.4). Điều này cũng giải thích cho việc cần thiết phải sử dụng dư thioure 1,25 lần so với chất 2. sn h ' n n ' H h ' 'h s H Ỵ ^ N ^i N> c\ /H H H -► NH3 + HNCS N H / + CNS" Sơ đồ 4.4. Cơ chế hình thành muối thiocyanat trong môi trường nước [110] 117 Sản phẩm 3 là dạng muối phân cực, tan được trong nước, chính vì vậy lượng nước của phản ứng ảnh hưởng trực tiếp hiệu suất thu tinh thể 3 (bảng 3.8). Kết hợp