Luận văn Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate dùng làm thuốc điều trị ung thư máu

ấp thụ ấy nên trên thực tế phổ tử ngoại cũng chỉ giới hạn trong một số hợp chất, chủ yếu là các chất có cấu trúc liên kết π liên hợp. Đặc điểm của phổ tử ngoại là phổ của một chất phức tạp có thể giống với phổ của một chất đơn giản nếu 2 chất ấy cùng chứa một nhóm cấu trúc giống nhau. c. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (nuclear magnetic resonance, viết tắt là NMR) là phương pháp hiện đại trong việc phân tích cấu trúc các hợp chất hoá học, dựa trên nguyên tắc cộng hưởng của các hạt nhân của các nguyên tử khi được đặt trong một từ một phân tử là độ chuyển dịch hoá học δ và hằng số tương tác spin – spin J. Từ các dữ liệu phân tích các phổ 1D và 2D NMR cho phép xây dựng cấu trúc phân tử của mẫu đo. Phổ cộng hưởng từ hạt nhân được đo trên máy Bruker AM 500 FT-NMR Spectrometer, Viện Hoá học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam với TMS (Tetrametylsilan) là chất chuẩn nội. d. Phổ khối lượng (Mass spectrometry- MS) Phổ khối lượng là một trong các phương pháp thường được sử dụng để xác định khối lượng phân tử của chất nghiên cứu dựa vào sự phát hiện ra ion phân tử [M]+, [M+H]+, [M-H]- ..., từ đó giúp ta xây dựng công thức phân tử. Phổ khối lượng được đo bằng phương pháp ESI trên máy Agilent 1120 tại Viện Hoá học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam. 2.2. Nội dung nghiên cứu Dựa trên phương pháp của Wang và cộng sự, những nội dung chính thực hiện đề tài bao gồm: - Nghiên cứu tổng hợp nguyên liệu đầu: 3-(dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2-en-1-one ; 4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine. Nghiên cứu tổng hợp các hợp chất trung gian : N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)-2-amine; 6-Methyl-N-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine; 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-ylamino)phenyl)benzamide. Nghiên cứu qui trình tổng hợp imatinib base. Nghiên cứu quy trình tổng hợp imatinib mesylate từ imatinib base. Xác định cấu trúc các hợp chất đã tổng hợp bằng phương pháp phổ hồng ngoại, phổ cộng hưởng hạt nhân, và phổ khối lượng. Xác định hàm lượng imatinib mesylate của sản phẩm cuối bằng phương pháp HPLC. CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 2.1. Hóa chất và thiết bị 2.1.1 Hóa chất - Nguyên liệu được sử dụng trong các quy trình bao gồm 3-acetylpyridine, DMF-DMA, guanidine nitrate Gua.NO3, DMEDA, 4-(chloromethyl)benzoyl chloride, 1-methylpiperazine, methansulfonic acid , Xúc tác Ni Raney xuất xứ Merck hoặc Aldrich; NaOH, K2CO3, CuI, FeCl3, C, N2H4.H2O, Fe, Zn xuất xứ Trung Quốc. - Dung môi sử dụng: xylene, n-butanol, dioxane, n-hexane, methanol, ethylacetate, etanol, aceton, dichloromethane xuất xứ từ Trung Quốc. Tất cả các dung môi sử dụng là hoá chất công nghiệp và được tinh chế tại phòng thí nghiệm trước khi sử dụng. - Thuốc thử: Ce(SO4)2 - Bản mỏng Silicagel 60F254 (Merck - Đức). 2.1.2 Dụng cụ thiết bị - Dụng cụ thuỷ tinh: cốc, lọ, ống hút, bình cầu, bình quả nhót, ống đong 5mL, 10mL, 50mL, 100mL,. - Cột sắc ký cỡ Ф 10mm, 20mm, 25mm, 30mm, cột sephadex. - Máy cất quay chân không Buchi waterbath B-480. - Tủ sấy Memmert. - Cân phân tích 4 số Model: CP224SSartorius -Đức. - Đèn tử ngoại Desaga (Đức) - bước sóng 254nm và 366nm. - Điểm nóng chảy được đo trên máy Boetius. - Phổ hồng ngoại (IR) được ghi trên máy FTIR Impact- 410 theo phương pháp nén viên KBr hoặc Film. - Phổ tử ngoại khả kiến (UV- VIS) được đo trên máy Cintra 40. - Phổ khối phun mù electron (ESI-MS) được đo trên máy ghi phổ khối Agilent 1100. - Phổ khối phân giải cao (FT-ICR-MS) được đo trên máy Varian 910. - Các phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) được ghi trên máy Bruker Avance 500 MHz với TMS là chất chuẩn nội. - Độ quay cực được đo trên máy Polax-21 của hãng Atago. 3.2. Tổng hợp nguyên liệu đầu 3.2.1. Tổng hợp 3-(dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2-en-1-one (1) Quy trình chung: Trong một bình 3 cổ đáy tròn có lắp máy khuấy, sinh hàn ngưng tụ, lần lượt cho 3-acetylpyridine (AcPy) (1,1 mL,10 mmol, 1,21 g, 14 eqv.); DMF-DMA (2,7 mL, 20 mmol, 2,38 g; 2 eqv.); xylene (3,5 mL (1 mmol acetylpyridine/0,35 mL xylene). Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu ở 140oC trong khoảng 6-10 giờ (phụ thuộc vào lượng tác nhân). Kiểm tra SKLM, sau khi chất đầu biến mất trên bản mỏng thì dừng phản ứng. Sau đó cất loại methanol sinh ra trong quá trình phản ứng. Hỗn hợp phản ứng được làm lạnh đến nhiệt độ phòng, n-hexane đã được thêm vào và được khuấy khoảng 20 phút, sản phẩm kết tủa được lọc và rửa với n-hexane. Cặn thô đã được kết tinh lại từ xylene cho 1,6 g sản phẩm màu vàng với hiệu suất ~92%. Khảo sát các điều kiện phản ứng: Phản ứng tổng hợp hợp chất 3-(dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2-en-1-one (7), đã được khảo sát các yếu tố về: Tỉ lệ mol các tác nhân AcPy/DMF-DMA (Bảng 1) và lượng dung môi phản ứng (Bảng 2). Các kết quả thu được được trình bày trong các Bảng 1 và Bảng 2 Bảng 1: Nghiên cứu ảnh hưởng của tỉ lệ mol tác nhân AcPy/DMF-DMA đến hiệu suất phản ứng STT AcPy (M=121) (mol) DMF-DMA (M=119) (mol) Tỉ lệ mol AcPy/DMF-DMA Xylene (mL) tpư (giờ) H (g/%) 1 0,01 0,01 1:1 3,5 6 1,32/75 2 0,01 0,015 1:1,5 3,5 6 1,5/85 3 0,01 0,02 1:2 3,5 6 1,62/92 4 0,01 0,025 1:2,5 3,5 7 1,62/92 5 0,01 0,03 1:3 3,5 7 1,63/92,5 Bảng 2: Nghiên cứu ảnh hưởng của lượng dung môi đến hiệu suất phản ứng STT AcPy (M=121) (mol) DMF-DMA (M=119) (mol) Tỉ lệ mol AcPy/DMF-DMA Xylene (ml) tpư (giờ) H (g/%) 1 0,01 0,020 1:2 2 6 1,5/85 2 0,01 0,020 1:2 3 6 1,53/87 3 0,01 0,020 1:2 3,5 6 1,62/92 4 0,01 0,020 1:2 4 6 1,61/91,5 5 0,01 0,020 1:2 4,5 6 1,62/92 Các kết quả thu được trong Bảng 1, Bảng 2 cho thấy, tỉ lệ mol của các tác nhân (AcPy/DMF-DMA) là (1/2) (mol/mol) với lượng dung môi tương ứng là 1mmol AcPy sử dụng 3,5 mL xylene cho hiệu suất cao nhất là 92%. Chất 7: là sản phẩm màu vàng Tnc= 79-80 oC FT-IR (KBr) νmax (cm-1): 3419, 2922, 1639, 1587, 1527, 1363, 1251, 1067, 901, 774, 654, 588. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 9,09 (1H, d, J = 1,6 Hz); 8,68 (1H, dd, J = 1,6, 4,5 Hz); 8,21 (1H, m); 7,85 (1H, d, J = 12,2 Hz); 7,37 (1H, dd, J = 4,9; 7,9 Hz); 5,69 (1H, d, J = 12,2 Hz); 3,19 (3H, s); 2,96 (3H, s). 13C-NMR (125 MHz, CDCl3): 186,2; 154,6; 151,3; 148,7; 135,7; 135,2; 123,3; 91,8; 45,2; 37,4. ESI-MS m/z: 177[M+H]+. 3.2.2 Tổng hợp 4-(Pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (21) Quy trình chung: Trong bình một cổ đáy tròn lắp máy khuấy và sinh hàn ngưng tụ được nạp lần lượt các chất 3-(dimethylamino)-1-(pyridin-3-yl)prop-2-en-1-one (7) (1,76 g, 0,01 mol), guanidine nitrate (0,01 mol, 1,22 g), NaOH (0,01 mol, 0,4 g), n-butanol (12,5 mL). Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu trong khoảng 12 giờ đến phản ứng kết thúc (kiểm tra SKLM), sau đó được để nguội đến nhiệt độ phòng, kết tủa hình thành được lọc, rửa với nước, sấy khô ở 75-80oC thu được 1,46 g sản phẩm tinh thể màu trắng với hiệu suất 85%. Khảo sát các điều kiện phản ứng: Hợp chất 4-(Pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine 21 được tổng hợp theo quy trình trên và được khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng như: Tỉ lệ mol của các tác nhân 7/GuaNO3 (Bảng 3) Lượng NaOH ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng (Bảng 4) Lượng dung môi ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng (Bảng 5) Các kết quả thu được được trình bày trong các Bảng 3, Bảng 4, Bảng 5. Bảng 3: Ảnh hưởng tỉ lệ mol của tác nhân 7 và GuaNO3 đến hiệu suất phản ứng S T T Chất 7 (M=176) (mol) GuaNO3 (M=122) (mol) NaOH (M=40) (mol) Tỉ lệ mol (7/GuaNO3/NaOH) Butanol (mL) tpư (giờ) H (g/%) 1 0,01 0,008 0,01 1/0,8/1 12,5 10 0,96/70 2 0,01 0,009 0,01 1/0,9/1 12,5 10 1,16/75 3 0,01 0,01 0,01 1/1/1 12,5 10 1,46/85 4 0,01 0,011 0,011 1/1,1/1,1 12,5 10 1,44/84 5 0,01 0,012 0,012 1/1,2/1,2 12,5 10 1,44/84 Bảng 4: Ảnh hưởng của lượng NaOH đến hiệu suất phản ứng S T T Chất 7 (M=176) (mol) GuaNO3 (M=122) (mol) NaOH (M=40) (mol) Tỉ lệ mol (7: GuaNO3: NaOH) Butanol (mL) tpư (giờ) H (g/%) 1 0,01 0,01 0,08 1: 1: 0,8 12,5 10 9,63/70 2 0,01 0,01 0,09 1: 1: 0,9 12,5 10 11,6/75 3 0,01 0,01 0,1 1: 1: 1 12,5 10 14,6/85 4 0,01 0,01 0,11 1: 1: 1,1 12,5 10 14,5/84 5 0,01 0,01 0,12 1: 1: 1,2 12,5 10 14,48/84 Bảng 5: Ảnh hưởng của lượng dung môi đến hiệu suất phản ứng S T T Chất 7 (M=176) (mol) GuaNO3 (M=122) (mol) NaOH (M=40) (mol) Tỉ lệ mol (7:GuaNO3:NaOH) Butanol (mL) tpư (giờ) H (g/%) 1 0,01 0,01 0,01 1: 1: 1 10 10 1,29/75 2 0,01 0,01 0,01 1: 1: 1 11 10 1,38/80 3 0,01 0,01 0,01 1: 1: 1 12,5 10 1,46/85 4 0,01 0,01 0,011 1: 1: 1,1 13 10 1,47/85,5 5 0,01 0,01 0,012 1: 1: 1,2 15 10 1,29/75 Từ các kết quả nghiên cứu trên chúng tôi đã lựa chọn tỉ lệ mol cho hiệu suất cao nhất là: Tỉ lệ các tác nhân (7/GuaNO3/NaOH) là (1/1/1) (mol/mol/mol) với lượng dung môi tương ứng là 1 mmol tác nhân 7 là 12,5ml butanol, hiệu suất 85%. Chất 21: dạng tinh thể màu trắng Tnc= 188-191 oC FT-IR (KBr) νmax (cm-1): 3330, 3152, 1656, 1572, 1478, 1216, 798, 712, 601. 1H-NMR (500 MHz, CDCl3): 9,16 (1H, d, J = 1,9 Hz); 8,67 (1H, dd, J = 1,5; 4,8 Hz); 8,37 (1H, d, J = 5,3 Hz); 8,35 (1H, m); 7,49 (1H, dd, J = 4,9; 7,9 Hz); 7,08 (1H, d, J = 5,3). 13C-NMR (125MHz, CDCl3): 163,0; 162,9; 158,6; 150,7; 147,8; 134,9; 132,9; 123,8; 107,1. ESI-MSm/z: 172[M+H]+. 3.3. Tổng hợp các hợp chất trung gian 3.3.1 Tổng hợp N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (8) Quy trình chung: 4-(pyridin-3-yl-)pyrimidin-2-amine 21 (1,89 g, 11 mmol), CuI (0,476 g, 2,5 mmol) và K2CO3 khan được nạp vào trong một bình 3 cổ có lắp nhiệt kế, sinh hàn hồi lưu rồi được làm trơ bằng hút chân không và nạp khí N2 3 lần. Sau đó, dioxane (50 mL), 2-bromo-1-methyl-4-nitrobenzene (2,16 g, 10 mmol) và N,N-dimetylethylenediamine (DMEDA) (0,22 g, 2,5 mmol) đã được thêm vào và khuấy ở nhiệt độ phòng. Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu ở 100oC trong 20-24 giờ. Sau khi phản ứng kết thúc (kiểm tra SKLM) hỗn hợp phản ứng được làm lạnh xuống nhiệt độ phòng, sau đó dung dịch của amoniac đậm đặc (40 mL) và thêm vào dung dịch NaCl bão hòa (200 mL). Hỗn hợp được chiết với ethyl acetate (3 x 150 mL). Dịch chiết ethyl acetate đã được cô quay chân không thu được chất rắn là sản phẩm thô, sản phẩm thô này được kết tinh lại trong ethanol thu được sản phẩm N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine. Khảo sát các điều kiện phản ứng ảnh hưởng đến hiệu suất Phản ứng kết hợp Ullmann tổng hợp hợp chất trung gian N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (8) được thực hiện theo quy trình trên. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng đã được khảo sát như: Ảnh hưởng của tỉ lệ tác nhân đến hiệu suất phản ứng (Bảng 6). Ảnh hưởng của tỉ lệ xúc tác đến hiệu suất phản ứng (Bảng 7). Ảnh hưởng của tỉ lệ bazơ đến hiệu suất phản ứng (Bảng 8). Các kết quả phản ứng thu được được trình bày trong Bảng 6, Bảng 7 và Bảng 8 Ảnh hưởng của tỉ lệ tác nhân đến hiệu suất phản ứng Bảng 6: Ảnh hưởng của tỉ lệ tác nhân đến hiệu suất phản ứng S T T 21 (M=172) (mol) 23 (M=216) (mol) CuI (M=190) (mol) DMEDA (M=88) (mol) K2CO3 (M=138) (mol) Diox. (mL) tpư (giờ) H (g/%) 1 0,013 0,01 0,0025 0,0025 0,02 50 25 3,17/79,5 2 0,012 0,01 0,0025 0,0025 0,02 50 25 2,91/79 3 0,011 0,01 0,0025 0,0025 0,02 50 25 2,67/79 4 0,01 0,01 0,0025 0,0025 0,02 50 25 2,36/77 5 0,009 0,01 0,0025 0,0025 0,02 50 25 2,07/75 Kết quả thu được cho thấy khi lượng mol của amine 21 dư ít ảnh hưởng đến hiệu suất phản ứng và cho hiệu suất của phản ứng tốt nhất ở tỉ lệ các tác nhân (21/23) là (1,1/1) vào khoảng 79%. Khi tỉ lệ mol các tác nhân (21/23) là (1/1) hiệu suất phản ứng bị giảm xuống 77%. Khi lượng mol hợp chất arylhalogen 23 lớn hơn phản ứng sinh ra sản phẩm phụ 8a rất khó tách khỏi hỗn hợp phản ứng và làm giảm đáng kể hiệu suất phản ứng. Vì vậy chúng tôi chọn tỉ lệ mol tác nhân (21/23) cho phản ứng này là (1,1/1) (mol/mol). Ảnh hưởng của tỉ lệ xúc tác đến hiệu suất phản ứng Để khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ lượng xúc tác đến hiệu suất phản ứng chúng tôi tiến hành tổng hợp chất 8 theo qui trình với tỉ lệ mol của các tác nhân (21/23) là (1,1/1) (mol/mol) và với lượng xúc tác theo tỉ lệ mol (21/23/CuI) lần lượt là (1,1/1/0,1); (1,1/1/0,2); (1,1/1/0,25); (1,1/1/0,3). Các kết quả thu được được trình bày trong Bảng 7. Bảng 7: Ảnh hưởng của tỉ lệ xúc tác đến hiệu suất phản ứng S T T 21 (M=172) (mol) 23 (M=216) (mol) CuI (M=190) (mol) DMEDA (M=88) (mol) K2CO3 (M=138) (mol) Diox. (mL) tpư (giờ) H (g/%) 1 0,011 0,01 0,001 0,001 0,002 50 25 0,41/12 2 0,011 0,01 0,002 0,002 0,002 50 25 1,72/51 3 0,011 0,01 0,0025 0,0025 0,002 50 25 2,67/79 4 0,011 0,01 0,003 0,003 0,002 50 25 2,70/80 5 0,011 0,01 0,005 0,005 0,002 50 25 2,74/81 Kết quả thực nghiệm cho thấy tỉ lệ xúc tác ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất phản ứng, khi tỉ lệ lượng xúc tác so với tác nhân halogen 23 tăng lên từ 0,0021 mol đến 0,0025 mol thì hiệu suất phản ứng tăng lên rõ rệt từ 51% đến 79%, nhưng nếu tiếp tục tăng lượng xúc tác hiệu suất cũng tăng không đáng kể. Vì vậy chúng tôi đã sử dụng tỉ lệ các tác nhân và xúc tác cho phản ứng này là (21/23/CuI) (1,1/1/0,25) (mol/mol/mol). Ảnh hưởng của tỉ lệ bazơ đến hiệu suất phản ứng Để tìm được bazơ ảnh hưởng tốt nhất đến hiệu suất phản ứng chúng tôi tiến hành tổng hợp chất 8 với các điều kiện tác nhân đã được nghiên cứu ở trên là (21/23/CuI) (1,1/1/0,25) (mol/mol/mol) với bazơ lần lượt là K2CO3, Na2CO3, NaOH, Cs2CO3, TEA. Các kết quả thu được được trình bày trong Bảng 8. Bảng 8: Ảnh hưởng của bazơ đến hiệu suất phản ứng S T T 21 (M=172) (mol) 23 (M=216) (mol) CuI (M=190) (mol) DMEDA (M=88) (mol) Bazơ Diox. (mL) tpư (giờ) H (g/%) 1 0,011 0,01 0,0025 0,0025 K2CO3 50 25 2,67/79 2 0,011 0,01 0,0025 0,0025 Na2CO3 50 25 0,10/3 3 0,011 0,01 0,0025 0,0025 NaOH 50 25 2,20/65 4 0,011 0,01 0,0025 0,0025 Cs2CO3 50 25 2,74/81 5 0,011 0,01 0,0025 0,0025 TEA 50 25 2,67/79 Các kết quả thu được cho thấy ở tỉ lệ mol các tác nhân (21/23/CuI/DMEDA/ K2CO3) (1,1/1,0/0,25/0,25/2,0) (mol/mol/mol/mol) và lượng dung môi tương ứng 1 mol chất 23 dùng 5L dioxane với thời gian phù hợp, phản ứng kết thúc khi kiểm tra SKLM không còn chất 23 hoặc chỉ còn vệt rất mờ. Chất 8: là chất rắn màu vàng đất Tnc=193-194 oC FT-IR (KBr) νmax (cm-1): 3257, 3102, 2968, 1585, 1530, 1410, 1343, 1029, 880, 795, 697. 1H-NMR (500 MHz, DMSO-d6): 9,32 (1H, br.s); 9,24 (1H, s); 8,80 (1H, d, J = 2,3 Hz); 8,72 (1H, br.d, J = 4,0 Hz); 8,61 (1H, d, J = 5,2 Hz); 8,48 (1H, dt, J = 1,8; 8,0 Hz); 7,90 (1H, dd, J = 2,4, 8,4 Hz); 7,58 (1H, d, J = 5,2 Hz); 7,56 (1H, dd, J = 4,8; 8,0 Hz); 7,51(1H, d, J = 8,4); 2,43 (3H, s). 13C-NMR (125 MHz, DMSO-d6): 161,6; 160,3; 159,7; 151,6; 148,1; 145,8; 138,9; 138,7; 134,3; 131,9; 131,2; 123,9; 117,9; 117,5; 108,9; 18,3. ESI-MS m/z: 307[M]+. 3.3.2 Tổng hợp chất 6-methyl-N-(4-pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine (9) Quy trình chung: Hỗn hợp phản ứng gồm N-(2-methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl) pyrimidin-2-amine 8 (0,307 g, 1 mmol), hydrezine monohydrate (0,154 g của dung dịch 65%, 2 mmol), FeCl3 (2,1 mg, 0,013 mmol), than hoạt tính (0,02 g) và nước (40 mL) được cho vào bình cầu 1 cổ đáy tròn (100 mL) có lắp sinh hàn hồi lưu và nhiệt kế. Phản ứng được đặt trong vòng 6 - 8h ở 80°C, sau đó dừng phản ứng, đưa về nhiệt độ phòng. Phần chất không tan được lọc bỏ, phần dịch đem chiết với EtOAc (5x10mL). Pha hữu cơ sau đó được rửa với dung dịch muối bão hoà và làm khan bằng MgSO4. Dung môi được loại bỏ bằng cô quay chân không đến kết tủa. Hỗn hợp được để nguội, kết tủa hình thành được lọc rửa với ethanol, sấy khô thu được 0,232 g sản phẩm 9 dưới dạng tinh thể màu vàng (H= 83.8%). Ảnh hưởng của tác nhân khử Các tác nhân khử được quan tâm là Fe/HCl, Zn/HCl; N2H4.H2O/Ni Raney; N2H4. H2O/FeCl3. Sơ đồ phản ứng: Qui trình sử dụng tác nhân khử là hệ Kim loại/HCl Trong bình 3 cổ có lắp sinh hàn, Fe, hoặc Zn (3 eqv.) được thêm dần vào hỗn hợp dung dịch của N-(2-Methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (chất 8, 1 eqv.) trong hỗn hợp dung môi MeOH/HCl (1M) (1/1, v/v)(1 mmol chất 8 cần 20 mL hỗn hợp dung môi). Quá trình thêm vào kéo dài khoảng 5 đến 10 giờ phụ thuộc vào lượng tác nhân. Sau khi phản ứng kết thúc (Kiểm tra trên SKLM) dừng phản ứng và kiềm hóa hỗn hợp phản ứng bằng NaOH đến pH 11-12 rồi chiết hỗn hợp phản ứng bằng ethyl acetate nhiều lần. Dịch chiết ethyl acetate được rửa bằng nước muối bào hòa, làm khan bằng Na2SO4, quay cất loại dung môi thu được sản phẩm là chất rắn màu vàng với hiệu suất 35-55%. Qui trình sử dụng tác nhân khử là N2H4. H2O/Ni Raney Trong bình ba cổ có lắp sinh hàn hồi lưu, cho xúc tác Ni Raney (0,03 g, 0,52 mmol) được cho dần vào huyền phù của chất 8 (1 mmol) trong MeOH (7 mL), sau đó dung dịch của hydrazine hydrate 50% (4 mmol) được thêm vào lần một, nhiệt độ phản ứng tăng đến hồi lưu. Hỗn hợp dung dịch được khuấy khoảng 1 giờ sau đó được làm lạnh về nhiệt độ phòng (khoảng 30 oC) rồi khuấy tiếp 1,5 giờ nữa. Tiếp theo hỗn hợp phản ứng lại được cho thêm dung dịch của hydrazine hydrate 50% (4 mmol) và khuấy tiếp 3 giờ nữa rồi đưa xuống nhiệt độ phòng. Sau khi phản ứng kết thúc (Kiểm tra SKLM) lọc bỏ các chất vô cơ, rửa bằng MeOH. Dịch lọc được cô quay loại hết MeOH, rồi được chiết bằng ethylacetate dichlomethane, dịch chiết được rửa bằng H2O, làm khan bằng Na2SO4, quay cất loại dung môi thu được sản phẩm là chất rắn màu vàng nhạt với hiệu suất khoảng 75%. Qui trình sử dụng tác nhân khử là N2H4. H2O/FeCl3/C Trong bình cầu 3 cổ 100 mL được lắp nhiệt kế sinh hàn, khuấy từ, được hút làm khô và nạp đầy khí nitơ, lần lượt cho N-(2-Methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (chất 8, 1 eqv.), chất khử (2 eqv.), FeCl3( 0,015 eqv.) và carbon (1 mol chất 8 sử dụng 1,6 mol carbon) và H2O (1 mol chất 8 cần 40 L H2O). Hỗn hợp được đun ở 800C trong khoảng 6-8h. kiểm tra SKLM phản ứng kết thúc, dừng phản ứng, đưa về nhiệt độ phòng, lọc bỏ phần không tan phần dịch nước được chiết với AE (3 lần). Các dịch chiết được gom lại rồi rửa với nước muối bão hòa, làm khan bằng Na2SO4 cất loại dung môi thu được sản phẩm rắn màu vàng với hiệu suất vào khoảng từ 25-95% phụ thuộc vào điều kiện phản ứng. Bảng 9: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các tác nhân khử STT Chất 8 g/mmol Tác nhân khử Mol/mol/mol Dung môi, mL Nhiệt độ, thời gian Hiệu suất (g/%) 1 0,307/1mmol Fe/HCl 3mmol/5ml/10mmol MeOH 10 ml Hồi lưu 8 giờ 0.097/35 2 0,307/1mmol Zn/HCl 3mmol/10mmol MeOH 10 ml Hồi lưu 8 giờ 0,125/45 3 0,307/1mmol N2H4.H2O/Ni Raney 8mmol/2mmol MeOH 10 ml Hồi lưu 5 giờ 0,208/75 4 0,307/1mmol N2H4. H2O/FeCl3/C 2/0,015/1,6 H2O 40 ml ~80 oC 8 giờ 0,125/45 5 0,307/1mmol N2H4. H2O/FeCl3/C 2/0,015/1,6 MeOH 10 ml Hồi lưu 6 giờ 0,235/85 Từ các kết quả khảo sát ảnh hưởng của tác nhân đến hiệu suất phản ứng chúng tôi thấy: - Các tác nhân khử là hệ Fe/HCl hay Zn/HCl là những hóa chất rẻ và sẵn có trên thị trường nhưng rất khó khăn trong quá trình xử lý để thu được sản phẩm. Mặc dù kiểm tra trên SKLM cho thấy phản ứng đã chuyển hóa hoàn toàn nhưng hiệu suất phản ứng thu được không cao. - Tác nhân khử là hệ N2H4. H2O/Ni Raney cho hiệu suất phản ứng chấp nhận được nhưng giá thành Niken Raney lại cao vì vậy cũng không thích hợp cho việc triển khai lượng lớn. - Tác nhân khử là hệ N2H4. H2O/FeCl3/C sử dụng xúc tác FeCl3 rẻ, sẵn có trên thị trường và sản phẩm thải ra của nó không ảnh hưởng đến môi trường. Mặc dù phản ứng cho hiệu suất tuy không cao nhưng dựa vào phản ứng chúng tôi thấy có thể do sử dụng dung môi H2O các tác nhân phản ứng không tan trong nước đã ảnh hưởng lớn đến phản ứng. Vì vậy cần nghiên cứu thêm ảnh hưởng của dung môi đến phản ứng sử dụng tác nhân khử này. Ảnh hưởng của dung môi đến hiệu suất phản ứng . Qui trình chung cho việc sử dụng tác nhân khử là N2H4. H2O/FeCl3/C Trong bình cầu 3 cổ 100 mL được lắp nhiệt kế sinh hàn, khuấy từ, được hút làm khô và nạp đầy khí nitơ, lần lượt cho N-(2-Methyl-5-nitrophenyl)-4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-amine (chất 8, 1 eqv.), chất khử (2 eqv.), FeCl3( 0,015 eqv.) và carbon (1 mol chất 8 sử dụng 1,6 mol carbon) và dung môi (1mol chất 8 cần 15-40 L H2O). Hỗn hợp được đun từ 70- 800C trong khoảng 6-8h. kiểm tra SKLM phản ứng kết thúc, dừng phản ứng, đưa về nhiệt độ phòng, lọc bỏ phần không tan phần dịch nước được chiết với ethyl acetate (3 lần). Các dịch chiết được gom lại rồi rửa với nước muối bão hòa, làm khan bằng Na2SO4 cất loại dung môi thu được sản phẩm rắn màu vàng với hiệu suất vào khoảng từ 25-95% phụ thuộc vào điều kiện phản ứng. Khảo sát phản ứng sử dụng hệ tác nhân khử N2H4. H2O/FeCl3/C với các hệ dung môi khác nhau. Các dung môi được khảo sát là H2O, DMF/H2O, MeOH, EtOH. Kết quả khảo sát được thể hiện trong Bảng 10. Bảng 10: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của các dung môi STT Chất 8 g/mol N2H4. H2O/FeCl3/C mol/mol/mol Dung môi, mL Nhiệt độ, thời gian Hiệu suất (g/%) 1 0,307/0,001 2/0,015/1,6 H2O 40 mL Hồi lưu 8h 0,097/35 2 0,307/0,001 2/0,015/1,6 DMF/H2O (5 mL/5 mL) Hồi lưu 8h 0,241/87 3 0,307/0,001 2/0,015/1,6 MeOH 10mL Hồi lưu 5h 0,238/86 4 0,307/0,001 2/0,015/1,6 EtOH 10mL Hồi lưu 5h 0,241/87 Từ các kết qủa khảo sát trên chúng tôi thấy với hệ tác nhân khử N2H4.H2O/FeCl3/C dung môi ảnh hưởng rất lớn đến hiệu suất phản ứng, khi dung môi hòa tan được các tác nhân phản ứng thì hiệu suất phản ứng xảy ra hoàn toàn và hiệu suất thu hồi sản phẩm lên đến 95%. Hệ dung môi DMF: H2O cũng cho hiệu suất cao nhưng giá thành DMF cao, còn với dung môi MeOH và H2O thì chúng tôi chọn sử dụng dung môi EtOH đỡ độc hại hơn. Như vậy, ethanol được lựa chọn cho phản ứng khử sử dụng hệ khử N2H4.H2O/FeCl3/C. Ảnh hưởng của tỉ lệ mol tác nhân đến hiệu suất phản ứng. Chúng tôi đã tiến hành khảo sát tỉ lệ mol của tác nhân phản ứng chất 8 với hệ chất khử N2H4.H2O/FeCl3/C. Phản ứng được tiến hành theo qui trình chung cho việc sử dụng tác nhân khử là N2H4. H2O/FeCl3/C, các kết quả được trình bày trong bảng 11. Bảng 11: Kết quả khảo sát ảnh hưởng của tỉ lệ mol các tác nhân phản ứng S T T Chất 8 g/mol N2H4.H2O/FeCl3/C mol/mol/mol Dung môi, mL Nhiệt độ, thời gian phản ứng Hiệu suất (g/%) 1 0,307/0,001 1/0,015/1,6 EtOH 10 mL Hồi lưu 8h 0,152/55 2 0,307/0,001 1,5/0,015/1,6 EtOH 10 mL Hồi lưu 8h 0,227/82 3 0,307/0,001 2/0,015/1,6 EtOH 10 mL Hồi lưu 8h 0,241/87 4 0,307/0,001 2,5/0,015/1,6 EtOH 10 mL Hồi lưu 5h 0,238/86 5 0,307/0,001 3/0,015/1,6 EtOH 10 mL Hồi lưu 5h 0,230/83 Các kết quả trên bảng 11 cho thấy ở tỉ lệ mol của chất 8/N2H4.H2O(1/1) hiệu suất phản ứng thấp, khi lượng mol của chất khử tăng lên thì hiệu suất phản ứng tăng lên, hiệu suất đạt cao nhất tại tỉ lệ mol chất 8/N2H4.H2O(1/2) sau đó hiệu suất không tăng nữa và có dấu hiệu giảm do lượng tác nhân dư thừa ảnh hưởng đến quá trình xử lý sản phẩm. Như vậy điều kiện tốt nhất cho phản ứng khử hóa nhóm -NO2 của chất 8 đã được nghiên cứu là sử dụng hệ tác nhân khử N2H4.H2O/FeCl3/C trong ethanol với tỉ lệ mol các tác nhân phản ứng là Chất 8/N2H4.H2O/FeCl3/C (1/2/0,015/1,6) (mol/mol/mol). Chất 9: là chất rắn màu vàng nhạt Tnc: 139-142 oC ESI-MS: m/z= 276[M]+ 1H-NMR(500MHz, DMSO-d6): 9,25(d, J=1,9Hz, 1H), 8,70-8,68(m, 2H), 8,46(d, J=5,1Hz, 1H), 8,40(dt, J=1,9, 7,9Hz, 1H), 7,52(dd, J=4,8, 7,9Hz, 1H), 7,35(d, J=5,1Hz, 1H), 6,88(d, J=8,1Hz, 1H); 6,83(d, J=2,2Hz, 1H), 6,36(dd, J= 2,2, 8,0Hz, 1H), 4,9(sbr, 2H), 2,08(s, 3H). 13C-NMR(125MHz, DMSO-d6): 161,50, 161,31, 159,33, 151,30, 148,11, 146,75, 137,97, 134,26, 132,30, 130,36, 123,80, 119,34, 11,10, 110,96, 107,09, 17,23. 3.3.3. Tổng hợp 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-ylamino)phenylbenzamide (12) Quy trình chung: Trong bình 3 cổ đáy tròn có lắp máy khuấy từ, sinh hàn ngưng tụ đã được nạp đầy khí nitơ, các hợp chất: tác nhân 6-Methyl-N-(4-pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine 9 (1 eqv.) ( 2,77 g, 10 mmol); dung môi (1 mmol tác nhân cần 5 mL THF); bazơ (2 eqv.) (TEA, K2CO3, NaOH) đã được lần lượt nạp vào. Hỗn hợp phản ứng đã được làm lạnh xuống 0oC, sau khi khuấy ở nhiệt độ này khoảng 30’, một dung dịch của 4-(chloromethyl)benzoyl chloride a (1,15 eqv.) trong THF (1 mmol cần hòa trong 1,15 mL dung môi) đã được nhỏ giọt vào trong khoảng 20 phút. Sau khi khuấy khoảng 3 giờ, kiểm tra SKLM đã chỉ ra sự vắng mặt của chất đầu thì dừng phản ứng. Hỗn hợp phản ứng được thêm nước (1 mmol tác nhân cho khoảng 15 mL nước) từng giọt một với sự khuấy, tủa màu vàng suất hiện. Sau khi đã tủa hoàn toàn, kết tủa đã được lọc, rửa với H2O, sấy khô thu được sản phẩm 4-(Chloromethyl)-N-(4-methyl-3-(4-(pyridin-3-yl)pyrimidin-2-ylamino)phenylbenzamide 12 với hiệu suất khoảng 50-85% phụ thuộc vào điều kiện phản ứng. Khảo sát các điều kiện phản ứng ảnh hưởng đến hiệu suất Ảnh hưởng của bazơ: Phản ứng acyl hóa giữa 6-Methyl-N-(4-pyridin-3-yl)pyrimidin-2-yl)benzene-1,3-diamine 5 và 4-(chloromethyl)benzoyl chloride 6 được nghiên cứu sử dụng với 3 tác nhân bazơ Na