Tổng hợp và thiết lập tạp chất đối chiếu của carvedilol sử dụng trong kiểm nghiệm

Luận án tiến sĩ dược học Tổng hợp và thiết lập tạp chất đối chiếu của carvedilol sử dụng trong kiểm nghiệm. Theo số liệu báo cáo của Cục quản ý Dược, đến nay Việt Nam đã có hơn 232 nhà máy sản xuất đạt tiêu chuẩn Thực hành sản xuất tốt (Good manufacturing practices – GMP) 1. Mục tiêu đến năm 2030, thị phần của thuốc sản xuất trong nước chiếm tỷ lệ khoảng 80% về số lượng sử dụng và 70% về giá trị thị trường 2. Để kiểm soát chất lượng thuốc và nguyên liệu làm thuốc, Bộ Y tế đã ban hành nhiều thông tư 3,4, quy định dược chất làm nguyên liệu thuốc cần kiểm soát nhiều chỉ tiêu như hàm lượng hoạt chất, độ ẩm, kim loại nặng, tạp chất liên quan… Tạp chất liên quan là những chất được tạo thành trong quá trình sản xuất, bảo quản và lưu thông phân phối của nguyên liệu và thành phẩm. Các tạp chất này dù chỉ tồn tại một lượng nhỏ cũng có thể làm ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm, tác động không nhỏ đến hiệu quả điều trị, làm thay đổi hiệu quả lâm sàng và đặc tính an toàn của thuốc hoặc gây các tác dụng không mong muốn của thuốc 5-7.

Trong khi đó, bệnh tim mạch là một trong những nguyên nhân gây tử vong hàng đầu thế giới và đang có xu hướng tăng lên 8,9. Đa số các thuốc điều trị bệnh tim mạch được người bệnh sử dụng hàng ngày, trong thời gian dài hoặc có thể dùng suốt đời 10. Carvedilol là một chất đối kháng adrenergic với tác dụng chẹn thụ thể beta không chọn lọc, chẹn thụ thể alpha 1 chọn lọc và là một thuốc giãn mạch có hoạt tính chống oxy hóa 11,12. Carvedilol đã cho thấy những lợi ích có ý nghĩa về mặt lâm sàng trong quản lý bệnh nhân suy tim và sau nhồi máu cơ tim. Carvedilol còn góp phần vào điều trị bệnh động mạch vành, tăng huyết áp, suy thận, bệnh tiểu đường 12. Với những lợi ích trên, carvedilol ngày càng được sử dụng phổ biến trong điều trị các bệnh về tim mạch. Hiện nay ở nước ta có ít nhất 11 đơn vị sản xuất các dạng bào chế khác nhau chứa carvedilol. Việc sản xuất thuốc chứa carvedilol trong nước vẫn còn phụ thuộc nhiều vào nguồn nguyên liệu carvedilol được nhập khẩu từ các công ty nước ngoài.
Đối với dược chất carvedilol, dược điển Mỹ (USP) 43 qui định phải kiểm tra 9 tạp, trong đó 5 tạp yêu cầu có chất chuẩn đối chiếu đơn thành phần, gồm tạp A (1- (9H-carbazol-4-yloxy)-3-(2-(2-methoxyphenoxy)ethylamin) propan-2-ol), tạp B
2
(3,3’-(2-(2-methoxyphenoxy)ethylazandiyl)bis(1-(9H-carbazol-4-yloxy)propan-2- ol)), tạp C (1-(9H-carbazol-4-yloxy)-3-(benzyl(2-(2-methoxyphenoxy)ethyl)amino) propan-2-ol), tạp D (4-(oxiran-2-ylmethoxy)-9H-carbazol) và tạp E (2-(2- methoxyphenoxy)ethylamin) 13. Trong đó, tạp C là tạp phân hủy 14 và tạp D được xếp vào nhóm có khả năng gây đột biến gen 15,16. Đây là các tạp cần được kiểm soát chặt chẽ trong thành phẩm carvedilol. Dược điển Anh (BP) 2023 và dược điển Châu Âu (EP) 11.0 qui định kiểm tra 4 tạp đối với nguyên liệu carvedilol 17,18. Dược điển Việt Nam (DĐVN) V chưa có chuyên luận carvedilol 19.
Cục Quản lý Dược Việt Nam đã có yêu cầu phải kiểm tra tạp chất liên quan một cách chặt chẽ trong nguyên liệu và thành phẩm đăng ký cho sản xuất và lưu hành. Tuy nhiên, vấn đề kiểm soát các tạp chất liên quan trong nguyên liệu và thành phẩm carvedilol hiện gặp nhiều khó khăn tại Việt Nam. Mặc dù nhân lực và trang thiết bị các phòng kiểm nghiệm đã được cải thiện đáng kể, vẫn tồn tại vấn đề do thiếu chất đối chiếu cho các tạp chất liên quan. Các tạp chất chuẩn không có sẵn trong ngân hàng chất chuẩn của các Viện Kiểm nghiệm, nên các đơn vị phải mua chất chuẩn bán với giá rất đắt từ nước ngoài, không có sẵn trên thị trường và phải chờ đợi trong thời gian dài. Trong khi đó các công trình nghiên cứu từ tài liệu nước ngoài không công bố cụ thể, chi tiết đối với việc tổng hợp và tiêu chuẩn hóa các tạp của carvedilol.
Xuất phát từ những lý do trên, đề tài “Tổng hợp và thiết lập tạp chất đối chiếu của carvedilol sử dụng trong kiểm nghiệm” được thực hiện với mục đích góp phần chủ động trong việc kiểm tra tạp chất của carvedilol trong nguyên liệu và thành phẩm, làm giàu thêm ngân hàng chất chuẩn trong nước để nâng cao công tác kiểm tra đánh giá chất lượng thuốc trong tiến trình hội nhập với ngành dược trên thế giới hiện nay. Mục tiêu cụ thể là:
1. Tổng hợp các tạp A, B, C, D và E của carvedilol ở qui mô phòng thí nghiệm.
2. Thiết lập được các tạp chất đối chiếu A, B, C, D và E của carvedilol dùng cho mục đích định lượng.
3. Xây dựng quy trình định lượng đồng thời carvedilol và các tạp trong nguyên liệu và thành phẩm bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao và điện di mao quản
 

Trang
Lời cám ơn …………………………………………………………………………………………………….i
Lời cam đoan…………………………………………………………………………………………………ii
Mục lục………………………………………………………………………………………………………. iii
Danh mục chữ viết tắt và thuật ngữ anh – việt …………………………………………………..v
Danh mục hình …………………………………………………………………………………………….vii
Danh mục sơ đồ…………………………………………………………………………………………. viii
Danh mục bảng …………………………………………………………………………………………….ix
ĐẶT VẤN ĐỀ ………………………………………………………………………………………………1
Chương 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU …………………………………………………………….3
1.1. Tổng quan về carvedilol…………………………………………………………………………3
1.2. Tổng quan các tạp chất liên quan của carvedilol ……………………………………….6
1.3. Kiểm nghiệm tạp chất của carvedilol trong nguyên liệu và thành phẩm……..21
1.4. Một số công trình phân tích tạp chất liên quan của carvedilol …………………..26
1.5. Thiết lập chất đối chiếu………………………………………………………………………..32
Chương 2. ĐỐI TƯỢNG, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ………………………..40
2.1. Thiết kế nghiên cứu……………………………………………………………………………..40
2.2. Đối tượng nghiên cứu ………………………………………………………………………….40
2.3. Thời gian và địa điểm nghiên cứu …………………………………………………………43
2.4. Cỡ mẫu của nghiên cứu………………………………………………………………………..43
2.5. Xác định các biến số độc lập và phụ thuộc……………………………………………..44
2.6. Phương pháp và công cụ đo lường, thu thập số liệu…………………………………44
2.7. Quy trình nghiên cứu …………………………………………………………………………..66
2.8. Phương pháp phân tích dữ liệu ……………………………………………………………..67
2.9. Đạo đức trong nghiên cứu…………………………………………………………………….68
Chương 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU …………………………………………………………69
3.1. Tổng hợp và tinh chế các tạp ………………………………………………………………..69
3.2. Thử tinh khiết và xác định cấu trúc sản phẩm tổng hợp……………………………82
iv
3.3. Xây dựng và thẩm định quy trình xác định độ tinh khiết các tạp tổng hợp bằng
sắc ký lỏng hiệu năng cao………………………………………………………………………….89
3.4. Đánh giá và thiết lập chất đối chiếu……………………………………………………….94
3.5. Xây dựng quy trình định lượng đồng thời carvedilol và các tạp trong nguyên
liệu và thành phẩm bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao ……………………………………100
3.6. Xây dựng quy trình định lượng đồng thời carvedilol và các tạp trong nguyên
liệu và thành phẩm bằng điện di mao quản ………………………………………………..108
Chương 4. BÀN LUẬN ……………………………………………………………………………..115
4.1. Tổng hợp, tinh chế và xác định cấu trúc các tạp…………………………………….115
4.2. Quy trình xác định độ tinh khiết các tạp tổng hợp bằng sắc ký lỏng hiệu năng
cao………………………………………………………………………………………………………..133
4.3. Thiết lập chất đối chiếu………………………………………………………………………135
4.4. Xây dựng quy trình định lượng các tạp trong nguyên liệu và thành phẩm
carvedilol bằng sắc ký lỏng hiệu năng cao …………………………………………………136
4.5. Xây dựng quy trình định lượng các tạp trong nguyên liệu và thành phẩm
carvedilol bằng điện di mao quản……………………………………………………………..141
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……………………………………………………………………148
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ CÓ LIÊN QUAN TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

 DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1. Sắc ký đồ định lượng các tạp của carvedilol trong viên nén trong nghiên
cứu của Stojanovic………………………………………………………………………..26
Hình 1.2. Sắc ký đồ định lượng các tạp của carvedilol trong viên nén trong nghiên
cứu của Sajan……………………………………………………………………………….27
Hình 1.3. Sắc ký đồ định lượng các tạp của carvedilol trong nguyên liệu và viên nén
trong nghiên cứu của Raghava Raju……………………………………………….28
Hình 1.4. Sắc ký đồ định lượng các tạp của carvedilol trong viên nén trong nghiên
cứu của Samba Siva Rao ……………………………………………………………….29
Hình 1.5. Sắc ký đồ định lượng các tạp của carvedilol trong viên nén trong nghiên
cứu của Nitin Mahajan…………………………………………………………………..30
Hình 1.6. Điện di đồ định lượng carvedilol và các tạp phân huỷ………………………..31
Hình 3.1. Sắc ký đồ định lượng tạp chất liên quan trong nguyên liệu theo quy trình
của USP 2023 …………………………………………………………………………….101
Hình 3.2. Khảo sát thành phần pha động ………………………………………………………102
Hình 3.3. Khảo sát tốc độ dòng ……………………………………………………………………103
Hình 3.4. Sắc ký đồ đánh giá tính đặc hiệu……………………………………………………105
Hình 3.5. Biểu đồ độ tinh khiết của píc carvedilol và các tạp…………………………..105
Hình 3.6. Khảo sát điều kiện điện di. ……………………………………………………………110
Hình 3.7. Điện di đồ đánh giá tính đặc hiệu…………………………………………………..112
Hình 3.8. Biểu đồ độ tinh khiết của píc carvedilol và các tạp…………………………..112
Hình 4.1. Cơ chế sắc ký pha đảo ghép cặp ion của tạp E với acid 1-
heptansulfonic…………………………………………………………………………….139
viii
DANH MỤC SƠ ĐỒ
Trang
Sơ đồ 1.1. Phản ứng tổng hợp carvedilol…………………………………………………………..6
Sơ đồ 1.2. Con đường phát sinh tạp A………………………………………………………………9
Sơ đồ 1.3. Sơ đồ tổng hợp tạp A theo G. Madhusudhan ……………………………………10
Sơ đồ 1.4. Sơ đồ tổng hợp tạp A theo Somisetti Narender Rao ………………………….11
Sơ đồ 1.5. Con đường phát sinh tạp B…………………………………………………………….13
Sơ đồ 1.6. Con đường phát sinh tạp C do quá trình tổng hợp …………………………….15
Sơ đồ 1.7. Sơ đồ tổng hợp tạp C theo Somisetti Narender Rao ………………………….16
Sơ đồ 1.8. Sơ đồ tổng hợp tạp E dạng base theo Thota Giridhar ………………………..20
Sơ đồ 2.1. Sơ đồ tổng hợp tạp A carvedilol……………………………………………………..45
Sơ đồ 2.2. Sơ đồ tổng hợp tạp B carvedilol……………………………………………………..47
Sơ đồ 2.3. Sơ đồ tổng hợp tạp C carvedilol……………………………………………………..47
Sơ đồ 2.4. Sơ đồ tổng hợp tạp D carvedilol……………………………………………………..48
Sơ đồ 2.5. Sơ đồ điều chế tạp E carvedilol………………………………………………………49
Sơ đồ 2.6. Quy trình nghiên cứu của đề tài ……………………………………………………..67
Sơ đồ 3.1. Cấu trúc hóa học của 4-(oxiran-2-ylmethoxy)-9-(oxiran-2-ylmethyl)-9Hcarbazol……………………………………………………………………………………….83
Sơ đồ 3.2. Cấu trúc hóa học của tạp A carvedilol …………………………………………….84
Sơ đồ 3.3. Cấu trúc hóa học của tạp B carvedilol……………………………………………..85
Sơ đồ 3.4. Cấu trúc hóa học của tạp C carvedilol……………………………………………..86
Sơ đồ 3.5. Cấu trúc hóa học của tạp D carvedilol …………………………………………….87
Sơ đồ 3.6. Cấu trúc hóa học của tạp E carvedilol……………………………………………..89
Sơ đồ 4.1. Cơ chế phản ứng giai đoạn tạo hợp chất 4-(oxiran-2-ylmethoxy)-9-(oxiran-
2-ylmethyl)-9H-carbazol (6)…………………………………………………………115
Sơ đồ 4.2. Cơ chế phản ứng giai đoạn tổng hợp tạp A…………………………………….118
Sơ đồ 4.3. Cơ chế phản ứng giai đoạn tổng hợp tạp B …………………………………….123
Sơ đồ 4.4. Cơ chế phản ứng giai đoạn tổng hợp tạp C …………………………………….126
Sơ đồ 4.5. Cơ chế phản ứng giai đoạn tổng hợp tạp D…………………………………….129
ix
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1. Phương pháp định tính carvedilol trong nguyên liệu và thành phẩm viên
nén trong các dược điển…………………………………………………………………3
Bảng 1.2. Phương pháp định lượng carvedilol trong nguyên liệu và thành phẩm viên
nén trong các dược điển…………………………………………………………………4
Bảng 1.3. Các tạp chất liên quan của carvedilol được đề cập trong các dược điển tham
chiếu …………………………………………………………………………………………..6
Bảng 1.4. Một số tạp không được đề cập trong các dược điển tham chiếu…………..20
Bảng 1.5. So sánh quy định định lượng tạp trong nguyên liệu carvedilol trong USP
2023, EP 11 và BP 2023………………………………………………………………22
Bảng 1.6. So sánh các quy định định lượng tạp trong viên nén carvedilol trong USP
2023 và BP 2023 bằng HPLC ………………………………………………………23
Bảng 1.7. Giới hạn cho phép của các tạp trong nguyên liệu và viên nén carvedilol
được quy định trong các Dược điển tham chiếu………………………………25
Bảng 2.1. Các chất đối chiếu dùng trong nghiên cứu………………………………………..40
Bảng 2.2. Hóa chất và dung môi dùng trong nghiên cứu …………………………………..41
Bảng 2.3. Các trang thiết bị chính trong nghiên cứu…………………………………………42
Bảng 3.1. Khảo sát dung môi điều chế tạp E……………………………………………………81
Bảng 3.2. Bảng tóm tắt điều kiện sắc ký của các qui trình kiểm tra độ tinh khiết các
tạp tổng hợp bằng phương pháp HPLC………………………………………….90
Bảng 3.3. Kết quả đánh giá tính phù hợp hệ thống của các quy trình xác định độ tinh
khiết ………………………………………………………………………………………….91
Bảng 3.4. Kết quả đánh giá tính tuyến tính và độ lặp lại của các quy trình xác định
độ tinh khiết……………………………………………………………………………….93
Bảng 3.5. Độ tinh khiết của các tạp được tổng hợp (n = 12)………………………………94
Bảng 3.6. Kết quả đánh giá tạp A…………………………………………………………………..94
Bảng 3.7. Kết quả đánh giá tạp B …………………………………………………………………..95
Bảng 3.8. Kết quả đánh giá tạp C …………………………………………………………………..96
Bảng 3.9. Kết quả đánh giá tạp D…………………………………………………………………..97
x
Bảng 3.10. Kết quả đánh giá tạp E …………………………………………………………………97
Bảng 3.11. Khối lượng chất đóng trong 01 lọ và tổng số lọ đóng được ………………98
Bảng 3.12. Kết quả đánh giá độ đồng nhất của quá trình đóng lọ……………………….99
Bảng 3.13. Kết quả xác định giá trị ấn định và giá trị công bố các chất đối chiếu 100
Bảng 3.14. Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống của quy trình…………………….104
Bảng 3.15. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính, độ đúng, độ chính xác, LOD
và LOQ của quy trình. (PL 6.2, 6.3, 6.4, 6.5)………………………………..106
Bảng 3.16. Kết quả định lượng carvedilol và các tạp trong các nguyên liệu và thành
phẩm viên nén bằng HPLC ………………………………………………………..107
Bảng 3.17. Kết quả khảo sát tính phù hợp hệ thống của quy trình…………………….111
Bảng 3.18. Kết quả khảo sát khoảng nồng độ tuyến tính, độ đúng, độ chính xác, LOD
và LOQ của quy trình. (PL 7.1, 7.2, 7.3, 7.4)………………………………..113
Bảng 3.19. Kết quả định lượng carvedilol và các tạp trong các nguyên liệu và thành
phẩm viên nén bằng CE……………………………………………………………..11