Tổng hợp 5-formyl-2,4-dimethyl-1H-pyrrole-3-carboxylic acid làm tác nhân điều chế thuốc sunitinib chống ung thư

 51
Tạp chí phân tích Hóa, Lý và Sinh học - Tập 21, Số 2/2016 
TỔNG HỢP 5-FORMYL-2,4-DIMETHYL-1H-PYRROLE-3- CARBOXYLIC 
ACID LÀM TÁC NHÂN ĐIỀU CHẾ THUỐC SUNITINIB CHỐNG UNG THƯ 
Đến tòa soạn 30 - 12 - 2015 
Lương Thị Mỹ Hạnh, Trần Thị Thanh Vân, Mạc Đình Hùng 
Khoa Hóa học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên, Đại học Quốc gia Hà Nội 
SUMMARY 
SYNTHESIS OF 5-FORMYL-2,4-DIMETHYL-1H-PYRROLE-3-
CARBOXYLIC ACID USED IN PREPARATION OF SUNITINIB 
A short and convenient synthesis of 5-formyl-2,4-dimethyl-1H-pyrrole-3-carboxylic 
acid – an intermediate in preparation of anticancer drug Sunitinib have been 
reported. By using a cheap, ready available starting material, a key intermediate in 
synthesis of Sunitinib was prepared by simple sequence reaction with high overall 
yield without purification by column. 
Keyword(s): anticancer, sunitinib,Paal-Knor reaction 
1. MỞ ĐẦU 
Nghiên cứu thực hiện ở 184 nước với 
28 loại ung thư, cho thấy năm 2012 đã 
có hơn 14 triệu ca ung thư mới. Con số 
này trong nghiên cứu năm 2008 là 12,7 
triệu ca. Nghiên cứu ước tính có khoảng 
32,6 triệu người trên toàn thế giới ở độ 
tuổi ngoài 15, đang sống đã từng được 
chẩn đoán bị ung thư trong vòng 5 năm 
trước. Hơn một nửa số ca ung thư và số 
ca tử vong do ung thư đến từ các khu 
vực kém phát triển và các con số này sẽ 
tiếp tục tăng cho đến năm 2025. 
Sunitinib được biết đến là một loại dược 
phẩm rất tốt trong quá trình điều trị ung 
thư thận do nó có tác dụng điều khiển, 
ức chế hoạt động của protein kinase và 
khả năng kết hợp cùng với các thuốc 
khác để điều trị căn bệnh này.[1,2,3].. 
Sunitinib (SU-11248, Sutent) có khả 
năng ức chế ít nhất tám loại receptor 
tyrosine protein – kinase, bao gồm yếu 
tố tăng trưởng nội mô mạch máu 1-3 
(VEGFR1-VEGFR3), yếu tố tăng 
trưởng tiểu cầu có nguồn gốc từ 
(PDGFRα và PDGFRβ), receptor tế bào 
 52
gốc (Kit ), Fit-3, và yếu tố kích thích 
receptor Colony-1 (CSF-1R), VEGFR1 
và VEGFR2 đóng vai trò quan trọng 
trong quá trình hình thành mạch. 
PDGFRβ, được tìm thấy trong pericytes 
bao quanh tế bào nội mô mao mạch, 
đóng một vai trò quan trọng trong việc 
ổn định nội mô mạch máu, Sunitinib ức 
chế sự hình thành mạch bằng cách làm 
giảm tín hiệu thông qua VEGFR1, 
VEGFR2, và PDGFRβ. [4,5,6,7,8] 
Tại Việt Nam, chưa có nghiên cứu nào 
tổng hợp Sunitinib, thuốc dùng chữa trị 
ung thư dạ dày. Trong bài báo này, 
chúng tôi thực hiện việc tổng hợp axit 
5-formyl-2,4-dimethyl-1H-pyrrole-3-
carboxylic, chất trung gian quan trọng 
trong việc tổng hợp Sunitinib. Việc điều 
chế thành công chất trung gian này sẽ 
làm tiền đề để hướng tới việc tổng hợp 
toàn phần Sunitinib tại Việt Nam. 
2. THIẾT BỊ VÀ PHƯƠNG PHÁP 
2.1. Điều kiện thực nghiệm chung: 
Tất cả các phản ứng được thực hiện 
trong phòng thí nghiệm Hóa dược – 
Khoa Hóa học, đại học Khoa học tự 
nhiên, đại học Quốc gia Hà Nội. Các 
hóa chất và dung môi đều được nhập từ 
các công ty hóa chất, khi làm phản ứng 
không cần tinh chế lại, ngoại trừ n-
hexan và ethylacetate dùng cho TLC đã 
được cất lại trước khi sử dụng sắc kí 
cột. Phổ 1H NMR và phổ 13C NMR 
được đo bằng máy có tần số 300Hz 
hoặc 400Hz trong dung môi CDCl3 
hoặc DMSO. Phản ứng được theo dõi 
bằng TLC (TLC: 3/1 (v/v) n-
hexan/EtOAc), được quan sát bằng ánh 
đèn có bước sóng 254nm hoặc 356nm 
và chất phản ứng được phát hiện bởi 
dung dich KMnO4. 
2.2.1. Tổng hợp 3,5-dimethyl-1H-
pyrrole-2,4-dicarboxylic acid 2-ter 
butyl ester 4-ethyl ester (4). Chuẩn bị 
dung dịch NaNO2 : NaNO2 (4,4g) được 
hòa tan trong 6,4ml nước. Cho 10g ter 
butyl acetoacetate (10,54ml; 0,063mol) 
rồi thêm 30ml acid acetic vào bình cầu 
ba cổ 500ml. Khuấy đều hỗn hợp ở 
nhiệt độ khoảng 0o-5oC. Sau đó, thêm 
thật từ từ dung dịch NaNO2 vừa pha vào 
bình cầu sao cho nhiệt độ của phản ứng 
không được vượt quá 5oC. Để phản ứng 
ổn định ở 0o-5oC trong khoảng 90 phút 
(sử dụng bong bóng khí Nitơ để giữ cho 
môi trường phản ứng luôn trơ). Sau đó, 
dần dần đưa hệ trở về nhiệt độ phòng và 
duy trì phản ứng trong 4 giờ. Tại nhiệt 
độ phòng, thêm từ từ 8,24g ethyl 
acetoacetate (8,1 ml; 0,063 mol) vào 
hỗn hợp phản ứng rồi thêm tiếp bột kẽm 
(9,5g; 0,146 mol) vào hệ sao cho nhiệt 
độ của hệ luôn đạt xấp xỉ 70oC (Ta có 
thể chia nhỏ 9,5g kẽm thành nhiều phần 
nhỏ rồi nhanh tay cho vào hệ phản ứng). 
Sau khi thêm kẽm, để hệ phản ứng 
trong vòng 1-2 giờ ở 70oC (kiểm tra 
bằng sắc kí bản mỏng để theo dõi thời 
gian kết thúc phản ứng). Làm nguội hệ 
đến nhiệt độ phòng. Sau khi hỗn hợp 
phản ứng đạt đến nhiệt độ phòng, thủy 
phân sản phẩm trong 250ml nước. Sau 
đó, chiết bằng 300ml ethyl acetate, rồi 
rửa sản phẩm bằng NaCl bão hòa và 
làm khô với Na2SO4 khan rồi cô quay, 
ta thu được tinh thể chất rắn màu vàng. 
 53
Sản phẩm thô được tinh chế bằng pp kết 
tinh lại trong 34ml MeOH để thu được 
chất rắn màu vàng (6.42g, 38%) 
1H NMR δ 4,3(q, J=7,04 Hz, 2H), δ 
2,54(s,3H), δ 2,51(s, 3H), δ 1,58(s, 9H), 
δ 1,36(t, J=6,87 Hz, 3H) 
13C NMR δ 165,76; 161,28; 138,3; 
130,14; 119,35; 113,68; 81,37; 59,62; 
28,68; 14,63; 14,53; 12,13. 
2.2.2. Tổng hợp 2,4 – dimethyl - 1H – 
pyrrole – 3 - carboxylic acid ethyl 
ester (5) 
Cho vào bình cầu ba cổ 250ml chất (4) 
(6g; 0,0225mol) sau đó thêm 18ml 
ethanol và khuấy đều hỗn hợp ở nhiệt 
độ phòng. Thêm từ từ 8,5ml HCl đậm 
đặc và lúc này nhiệt độ của phản ứng sẽ 
đạt khoảng 55oC và thấy có bọt khí 
thoát ra. Khuấy hỗn hợp mạnh hơn và 
ngừng phản ứng khi hết khí thoát ra, lúc 
này nhiệt độ của hệ tăng lên khoảng 
65oC (kiểm tra bằng sắc kí bản mỏng để 
tìm thời điểm dừng phản ứng). Sau khi 
phản ứng xong, làm lạnh phản ứng 
trong nước đá (0oC-5oC) và thêm vào 
hỗn hợp phản ứng 74ml nước, khuấy 
đều. Lọc sản phẩm, chấm sắc kí bản 
mỏng để kiểm tra độ tinh khiết. Sản 
phẩm ở dạng tinh thể màu tím hồng 
(3,073g, 82%). 
1H NMR δ 6,36(s, 1H); δ 4,29(q, J=7,56 
Hz, 2H); δ 2,5(s, 3H); δ 2,25(s,3H); δ 
1,36(t, J=7,56 Hz, 3H) 
13C NMR δ 166,27; 135,81; 121,63; 
110,89; 59,03; 14,49; 14,05; 12,55. 
2.2.3. Tổng hợp 5-formyl-2,4-
dimethyl-1H-pyrrole-3-carboxylic 
acid ethyl ester (6) 
Cho vào bình cầu ba cổ 250ml 3ml 
DMF, hạ nhiệt độ của bình xuống 0oC, 
sau đó thêm từ từ 1,26ml POCl3 sao cho 
nhiệt độ của phản ứng không vượt quá 
5oC. Sau đó, từ từ nâng nhiệt độ của 
hỗn hợp phản ứng đến nhiệt độ phòng. 
Trong khi đó, hòa tan chất (5) (1,735g; 
0,012 mol) bằng 3ml DMF. Sau đó 
thêm từ từ dung dịch này vào bình phản 
ứng và khuấy đều ở khoảng 25o-30oC. 
Sau đó thì hỗn hợp sẽ từ từ tăng nhiệt 
độ lên đến khoảng 50oC, giữ như vậy 
trong vài giờ. Kiểm tra bằng sắc kí bản 
mỏng để tìm thời điểm ngừng phản ứng. 
Sau khi ngừng phản ứng, hạ nhiệt độ 
của hỗn hợp về khoảng 10oC và thủy 
phân sản phẩm với hỗn hợp 6ml nước 
đá+5ml HCl đậm đặc. Để yên trong 30 
phút. Chỉnh pH của hỗn hợp đến 
khoảng 12 bằng KOH 10N. Lọc sản 
phẩm và rửa bằng khoảng 15ml nước 
sạch. Sản phẩm thu được là tinh thể mịn 
màu vàng nhạt (1,67g, 82%). 
1H NMR δ 9,6(s,1H); δ 4,3(q, J=7,56 
Hz, 2H);δ 2,55(d, J=12,37 Hz, 6H); δ 
1,37(t, J=7,56 Hz, 3H) 
13C NMR δ 177,37; 164,99; 143,658; 
136,22; 128,26; 114,16; 59,71; 14,39; 
14,29; 10,06. 
2.2.4. Tổng hợp 5-formyl-2,4-
dimethyl-1H-pyrrole-3-carboxylic 
acid (7) 
Cho vào bình cầu hai cổ chất (6) (0,5g; 
2,3.10-3mol) 4,5ml methanol, 2,583g 
KOH và 14ml nước, khuấy đều. Đun 
hồi lưu khoảng 2giờ (dùng sắc kí bản 
mỏng để kiểm tra thời điểm dừng phản 
ứng). Sau khi phản ứng hoàn toàn, làm 
 54
lạnh hỗn hợp xuống đến 8oC. Chiết sản 
phẩm bằng ethyl acetate thu lấy lớp 
nước. Chỉnh pH của lớp nước đó xuống 
4 (cần khoảng 0,6ml HCl đậm đặc). Sau 
đó, thêm nước vào hỗn hợp và khuấy 
đều. Lọc hút, rửa sản phẩm bằng nước, 
sấy khô thu được sản phẩm dạng tinh 
thể (0,241g, 64%). 
1H NMR δ 12,178(s, 1H); δ 9,685(s, 
1H); δ 3,433(s, 1H, NH) δ 2,449 và 
2,411 (2s, 6H) 
13C NMR δ 177,84; 165,965; 142,727; 
134,085; 128,146; 113,277; 13,559; 
10,368. 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
 Đi từ tertbutyl acetoacetate, với sự có 
mặt của NaNO2/CH3COOH, sau thời 
gian phản ứng, thu được oxim (2). 
Thêm Ethyl acetoacetate và kẽm bột, để 
thực hiện phản ứng đóng vòng Knorr 
pyrrole, thu được 3,5-dimethyl-1H-
pyrrole-2,4-dicarboxylic acid 2-ter butyl 
ester 4-ethyl ester (4). Qua hai bước 
phản ứng, hiệu suất thu được là 38%, 
chất thu được bằng phương pháp kết 
tinh lại. 
Sau khi thu được 3,5-dimethyl-1H-
pyrrole-2,4-dicarboxylic acid 2-ter butyl 
ester 4-ethyl ester (4) thực hiện phản 
ứng decarboxyl hóa, sử dụng EtOH/HCl 
đậm đặc, thu được hợp chất 2,4 – 
dimethyl - 1H – pyrrole – 3 - carboxylic 
acid ethyl ester (5). Hiệu suất phản ứng 
đạt 82%, sản phẩm sạch ngay khi kết 
tinh lại. [9, 10] 
Thực hiện phản ứng Vilsmeier Hack để 
gắn thêm nhóm aldehyde cho 2,4 – 
dimethyl - 1H – pyrrole – 3 - carboxylic 
acid ethyl ester (5), trong DMF/POCl3 
ta thu được 5-formyl-2,4-dimethyl-1H-
pyrrole-3-carboxylic acid (6), cũng 
bằng phương pháp kết tinh lại. Phản 
ứng đạt hiệu suất cao, 82%. 
Từ 5-formyl-2,4-dimethyl-1H-pyrrole-
3-carboxylic acid (6), thực hiện phản 
ứng xà phòng hóa với KOH/MeOH, 
đun hồi lưu khoảng 2 giờ, ta thu được 
hợp chất 5-formyl-2,4-dimethyl-1H-
pyrrole-3-carboxylic acid (7) với hiệu 
suất 64%. Sản phẩm này cũng được thu 
bằng phương pháp kết tinh lại. [11, 12, 
13] 
Quy trình được lựa chọn để tổng hợp 
Sunitinib là quy trình gồm những phản 
ứng thực hiện đơn giản, hóa chất đã có 
sẵn trong phòng thí nghiệm [14, 15, 16]. 
Hiệu suất của phản ứng không quá thấp, 
ở một số phản ứng như phản ứng 
decarboxyl hóa và phản ứng Vilsmeier 
Hack đạt hiệu suất rất cao (82%). 
 TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1.Jerad M. Manley, Monica J. Kalman, 
Brian G. Conway, Cynthia C. Ball, 
Jeffrey L. Havens, Rajappa 
Vaidyanathan (2003), J. Org. Chem., 
68, 6447- 6450. 
 55
2.A. Östman (2010), Nat. Rev. Cancer., 
2004, 15, 275-286. 
Marius Raica, Anca Maria Cimpean, 
Pharmaceuticals., 3, 572-599. (2010) 
3.(a) Tang, P. C.; Miller, T.; Li, X.; 
Sun, L.; Wei, C. C.; Shirazian,S.; Liang, 
C.; Vojkovsky, T.; Nematalla, A. S. WO 
01/60814. (b) Mendel,D. B.; Laird, A. 
D.; Xin, X.; Louie, S. G.; Christensen, 
J. G.; Li, G.;Schreck, R. E.; Abrams, T. 
J.; Ngai, T. J.; Lee, L. B.; Murray, L. 
J.;Carver, J.; Chan, E.; Moss, K. G.; 
Haznedar, J. O.; Sukbuntherng, 
J.;Blake, R. A.; Sun, L.; Tang, C.; 
Miller, T.; Shirazian, S.; McMahon,G.; 
Cherrington, J. M. Clin. Cancer Res., 9, 
327. (2003) 
4.R. Roskoski Jr, Crit. Rev. Oncol. 
Hematol., 62, 179-213, (2007) 
5.K. Pietras, T. Sjoblom, K. Rubin, 
C.H. Heldin, A. Östman, Adv. Cancer. 
Res., 3, 439–443, (2003) 
6.Li Sun, Ngoc Tran Congxin Liang, 
Flora Tang, Audie Rice, Randall 
Schreck, Kara Waltz, Laura K. 
Shawver, Gerald McMahon, Cho Tang, 
J. Med. Chem., 42, 5120 – 5130 (1999) 
7.R. Roskoski Jr, Biochem. Biophys. 
Res. Com., 356, 323–328.(2007) 
8.(a) Fischer, H. Org. Syn; Wiley: 
New York, 2, 202. (1943) (b) Treibs, 
A.; Hintermeier, K. Chem. Ber., 86, 
1167. (1954) (c) de Groot, J. A.; Roy, 
G. M. G-L.; van Koveringe, J. A.; 
Lugtenburg, J. Org. Prep. Proced. 
Int., 13, 97,(1981) .Corwin; 
Quattlebaum, Jr., J. Am. Chem. Soc., 
58, 1083. (1936) 
9.Knorr, Ann. 236, 318.(1886) 
10.Beholz, L. G.; Benovsky, P.; Ward, 
D. L.; Barta, N. S.; Stille, J.R, J. Org. 
Chem., 62, 1033, (1997) 
11.Moon, M. W.; Church, A. R.; 
Steinhards, A. Ger. Offen. 
DE2235811, (1973). 
12.(a) Itoh, K.; Sugihara, H.; Miyake, 
A.; Tada, N.; Oka, Y, Chem.Pharm. 
Bull., 26, 504, (1978), (b) Doyle, T. W.; 
Belleau, B.; Luh, B.-Y.;Conway, T. T.; 
Menard, M.; Douglas, J. L.; Chu, D. T.-
W.; Lim, G.;Morris, L. R.; Rivest, P.; 
Casey, M, Can. J. Chem., 55, 484.( 
1977) 
13.(a) Winans, C. F.; Adkins, H, J. Am. 
Chem. Soc., 55, 4167, (1933).(b) 
Ochiai, E.; Tsuda, K.; Ikuma, S. Chem. 
Ber., 68, 1710. (1935) 
14.Battersby, A. R.; Dutton, J. C.; 
Fookes, C. J. R. J. Chem Soc., Perkin 
Trans. 1, 1569. (1988) 
15.Hafner, K.; Bernhard, C. Angew. 
Chem., 69, 533. (1957) 
16.J.Q. Wang, K.D. Miller, G.W. 
Sledge, Q.H. Zheng, Bio. Med. Chem. 
Lett., 15, 4380–4384. (2005) 
Lời cảm ơn: Đề tài thực hiện với sự tài 
trợ kinh phí của trường Đại học Khoa 
học Tự nhiên (TN.15.12)