Tối ưu hóa qui trình điều chế felodipin từ (e) - Methyl 2 - (2, 3 - dichlorobenzylidene) - 3 - Oxobutanoat và ethyl 3 - Aminocrotonat

Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Dược Học 381
TỐI ƯU HÓA QUI TRÌNH ĐIỀU CHẾ FELODIPIN 
TỪ (E)-METHYL 2-(2,3-DICHLOROBENZYLIDENE)-3-OXOBUTANOAT 
VÀ ETHYL 3-AMINOCROTONAT 
Nguyễn Thị Thu Hà*, Truong Ngoc Tuyen*, Lê Minh Trí*, Trần Bội Châu**, Trần Thành Đạo* 
TÓM TẮT 
Đặt vấn đề: Felodipin thuộc nhóm chẹn kênh calci chọn lọc, được sử dụng rộng rãi trong điều trị các bệnh 
tim mạch. Hiện nay nhu cầu felodipin trong nước khá lớn, vì thế nghiên cứu qui trình tổng hợp nguyên liệu 
felodipin trong điều kiện ở nước ta hiện nay là cần thiết. 
Mục tiêu: Tối ưu hóa các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp để có thề áp dụng vào sản xuất 
Phương pháp: Felodipin được điều chế dựa theo phản ứng tổng hợp dẫn chất dihydropyridin của Hantzsch. 
Bố trí thí nghiệm theo qui hoach thực nghiệm “thiết kế bề mặt đáp ứng” mô hình Box-Behnken, với sự hỗ trợ của 
phần mềm thống kê JMP. 
Kết quả: Chúng tôi đã xác định được các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu suất tổng hợp felodipin và điều kiện tối 
ưu và xây dựng qui trình tổng hợp ở qui mô phòng thí nghiệm. 
Kết luận: qui trình tổng hợp felodipin với các thông số tối ưu thông qua mô hình Box-Behnken có thể ứng 
dụng sản xuất felodipin trong điều kiện Việt Nam. 
Từ khóa: felodipin, tối ưu qui trình, mô hình Box-Behnken. 
ABSTRACT 
OPTIMIZATION OF PARAMETERS FOR PROCEDURE OF SYNTHESIS OF FELODIPINE 
Nguyen Thi Thu Ha, Truong Ngoc Tuyen, Le Minh Tri, Tran Boi Chau, Tran Thanh Dao 
* Y Hoc TP. Ho Chi Minh * Vol. 18 - Supplement of No 2 - 2014: 381 - 385 
Background: Felodipine, a dihydropyridin calcium blocker is commonly used for treatment of cardiovascular 
diseases such as anti-anginal and anti-hypertensive. Felodipine is imported costly with a large scale for 
formulation. Therefore, setting up an optimal process for synthesis of felodipine is critical need towards local 
pharmaceutical factories. 
Methods: Felodipine was synthesized via the Hantzsch reaction, in which the conditions were established via 
the Box-Behnken design. 
Results: The suitable procedure for making felodipine with high yield in laboratory conditions was set up 
successfully. 
Conclusion: This optimal and possible procedure of synthesis of felodipine could be developed to apply in 
bigger scale 
Keywords: felodipine, Box-Behnken design, optmal procedure 
ĐẶT VẤN ĐỀ 
Felodipin là thuốc trị cao huyết áp thuộc 
nhóm ức chế kênh calcium, được dùng rất 
rộng rãi với số lượng lớn nhờ vào tính chất 
dược động học thuận lợi (thời gian bán hủy 
* Khoa Dược, Đại học Y Dược TP. Hồ Chí Minh 
** Trường Đại học Tôn Đức Thắng TP. Hồ Chí Minh 
Tác giả liên lạc: Nguyễn Thị Thu Hà ĐT: 01654199567 Email: nthithuha2002@yahoo.com 
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014
Chuyên Đề Dược Học 382
khá dài, ít tác dụng phụ, trong khi tác dụng hạ 
huyết áp rất ổn định)(9) 
Hiện nay, tuy đã có nhiều công trình nghiên 
cứu tổng hợp felodipin được công bố(7,1,2,4,6) các 
công bố trước đây vẫn chưa thể hiện các điều 
kiện phản ứng tối ưu do vậy khi áp dụng vẫn 
chưa thể thu được felodipin có hiệu suất cao và 
đạt chất lượng dược dụng. 
Chương trình phát triển nguồn nguyên liệu 
dược trong nước do Nhà nước khởi động đã bắt 
đầu tiến hành nhằm mục tiêu cung cấp nguyên 
liệu hóa dược cho sản xuất thuốc trong nước, 
nhưng khó khăn là hóa chất cơ bản và nguyên 
liệu trung gian phải nhập ngoại. 
Trong nghiên cứu đã công bố trước đây, 
chúng tôi đã khảo sát thành công phương pháp 
điều chế felodipin, tuy nhiên kết quả thu được 
chỉ dựa trên số liệu thống kê mô tả, chưa thực 
hiện qui hoạch thực nghiệm theo phương pháp 
biến ngẫu nhiên nên kết quả do vậy chưa thể 
hiện được tính chất tối ưu, đặc biệt giai đoạn 2 
hiệu suất vẫn còn rất thấp(6). 
Nghiên cứu này áp dụng mô hình qui hoạch 
thực nghiệm tối ưu hóa các điều kiện phản ứng 
đóng vòng Hantzsch kiểu đáp ứng bề mặt (mô 
hình Box-Benhken), có sự hỗ trợ của phần mềm 
JMP (version 4.0) (5). Đây là điểm mới của đề tài, 
theo đó kết quả thu được sẽ có độ tin cậy cao 
hơn các phương pháp thống kê mô tả như nhiều 
nghiên cứu khác đã thực hiện. Kết quả thu được 
làm cơ sở cho các bước nghiên cứu chuyển qui 
mô sản xuất từ phòng thí nghiệm sang qui mô 
pilot thuận tiện hơn. 
NGUYÊN LIỆU - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 
Nguyên liệu và trang thiết bị 
Bộ phản ứng 4 chỗ Eyela/Tokyo Ribakikai, 
model PPV3000; máy khuấy từ gia nhiệt, máy 
hút chân không, Máy đo điểm chảy 
Gallenkamp, bản sắc ký lớp mỏng tráng sẵn 
Kieselgel 60F 254 (Merck); máy đo IR FTIR-
8210 PC (Shimadzu); máy sắc ký lỏng hiệu 
năng cao Waters 2695 với detector PDA; máy 
đo 1H-NMR Bruker 500 MHz. 
Hóa chất 
Acetonitril; (E)-methyl 2-(2,3-
dichlorobenzylidene)-3-oxobutanoat (viết tắt là 
M.B.I = methyl benzyliden itermidiate); ethyl 3-
aminocrotonat; dicloromethan; isopropanol 
Qui trình tổng hợp tổng quát 
Qui trình tổng hợp felodipin được thực hiện 
theo Sơ đồ 1. 
Cho M.B.I và ethyl-3-aminocrotonate vào 
bình cầu 250 ml, thêm vào 30 ml etanol tuyệt đối 
và một lượng thích hợp pyridin làm xúc tác, cho 
cá từ vào bình phản ứng, đặt bình phản ứng lên 
bếp từ và gắn hệ thống sinh hàn hồi lưu, cài đặt 
nhiệt độ phản ứng là 40-90 oC, tốc độ khuấy là 
185 vòng/phút. Tiến hành phản ứng và theo dõi 
bằng SKLM cho đến khi phản ứng kết thúc, thời 
gian phản ứng đối với thí nghiệm này là 7 giờ. 
Hỗn hợp sau phản ứng được đem đi tinh chế 
bằng cách kết tinh trong ethanol sấy khô 1 ngày 
đêm ở nhiệt độ dưới 40 oC. 
CH3O
COOR
EtOOC
H3C NH2
+
N
H
COOEtMeOOC
H3C CH3
Cl
Cl
Cl
Cl
M.B.I. ethyl 3-aminocrotonat felodipin 
Sơ đồ 1. Sơ đồ tổng hợp felodipin theo phản ứng Hanzsch 
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Dược Học 383
Phương pháp xác định thông số tối ưu của 
phản ứng bằng phần mềm JMP 
Với mức giới hạn các yếu tố ảnh hưởng đến 
hiệu suất phản ứng đã được xác định sơ bộ, 
phần mềm JMP được dùng để bố trí thí nghiệm 
bằng phương pháp đáp ứng bề mặt theo mô 
hình Box-Behnken. Ma trận quy hoạch thực 
nghiệm thu được gồm 15 phản ứng. Thông số 
đáp ứng của ma trận quy hoạch thực nghiệm là 
hiệu suất. Kết quả thu được từ 15 thí nghiệm sẽ 
được xử lý bằng phần mềm thống kê JMP. Từ 
kết quả thu đươc sẽ xác định mối tương quan 
giữa các yếu tố nhiệt độ, thời gian, tỉ lệ mol giữa 
các chất và hiệu suất phản ứng; xây dựng 
phương trình bề mặt đáp ứng và dự đoán điều 
kiện phản ứng cho hiệu suất tối ưu. 
KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 
Tổng hợp felodipin 
Thực hiện phản ứng tổng hợp theo mô tả 
trong phương pháp nghiên cứu. Felodipin được 
tinh chế bằng cách kết tinh lại trong ethanol. 
Nhiệt độ nóng chảy: 143 oC. Phổ IR: (KBr, cm-
1): có các đỉnh 1698, 1496, 1206, 1097 tương 
đương với phổ của felodipin đối chiếu. Phổ H1-
NMR (CDCl3, δppm): 1,09 - 1,12 (t, 3H, -CH2-
CH3); 2,22 (s, 3H, CH3 thế trên nhân pyridinyl); 
2,23 (s, 3H, -CH3 thế trên nhân pyridinyl); 3,54 (s, 
3H, COOCH3); 3,98 - 4,02 (q, 2H, CH2-CH3); 5,39 
(s, 1H, H nhân pyridin); 5,72 (bs, 1H, NH-
pyridinyl); 6,98 – 7,01 (t, 1H, H-phenyl); 7,16 – 
7,20 (dd, 1H, J-8Hz, J=1,5Hz, H-phenyl); 7,22 – 
7,24 (dd, 1H, J = 8Hz, J = 1,5 Hz, H-phenyl). 
Khảo sát sơ bộ các yếu tố ảnh hưởng đến 
hiệu suất tổng hợp felodipin 
Dựa theo phản ứng tổng hợp felodipin, nhận 
thấy có các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hiệu 
suất phản ứng như nhiệt độ, tỷ lệ mol tác chất, 
thời gian phản ứng Do đó, chúng tôi tiến hành 
khảo sát sự ảnh hưởng của các yếu tố trên đến 
hiệu suất phản ứng, khảo sát khoảng giới hạn 
ảnh hưởng và chọn ra 3 yếu tố có ảnh hưởng 
nhất và để tiến hành tối ưu hóa nhờ sự trợ giúp 
của phần mềm JMP. 
Nhiệt độ phản ứng được thay đổi trong 
khoảng từ 40 - 90 oC, kết quả thực nghiệm cho 
thấy nhiệt độ có ảnh hưởng tới hiệu suất phản 
ứng. Khoảng nhiệt độ cho hiệu suất cao nhất là 
75-85 oC, do vậy giới hạn khoảng khảo sát tối ưu 
của yếu tố nhiệt độ sẽ là 75 – 85 oC. 
Tỉ lệ mol giữa M.B.I và ethyl-3-
aminocrotonat được khảo sát sơ bộ ở khoảng từ 
0,8 đến 1,3. Kết quả cho thấy hiệu suất cao nhất 
khi tỉ lệ mol trong khoảng 0,9-1,1, do vậy giới 
hạn khoảng khảo sát tối ưu của yếu tố tỉ lệ mol 
được chọn là 0,9 – 1,1. 
Trong khoảng thời gian từ 2-12 giờ, khi 
tăng thời gian thì hiệu suất của phản ứng tăng. 
Từ 8-10 giờ, hiệu suất phản ứng có thay đổi 
nhưng không đáng kể. Sau đó, từ 10-12 giờ, 
thời gian tăng không làm hiệu suất tăng nữa 
mà hiệu suất phản ứng giảm đi. Kết quả cho 
thấy hiệu suất cao nhất khi thời gian khảo sát 
trong khoảng 4-8 giờ. 
Tối ưu hóa hiệu suất phản ứng tổng hợp 
felodipin 
Từ các kết quả sơ bộ nêu trên, ma trận các 
phản ứng tối ưu được thiết lập với 3 yếu tố biến 
thiên: nhiệt độ, tỉ lệ mol chất phản ứng và thời 
gian phản ứng. Mỗi yếu tố biến thiên được chia 
thành 3 mức. Yếu tố nhiệt độ có 3 mức là 75 - 80 - 
85; yếu tố tỉ lệ mol M.B.I và ethyl 3-
aminocrotonat có 3 mức là 0,9 – 1,0 – 1,1; yếu tố 
thời gian có 3 mức là 4 – 6 – 8. Ma trận thực 
nghiệm gồm có 15 thí nghiệm (Bảng 2.), các thí 
nghiệm sẽ được lặp lại 3 lần. 
Bảng 2. Mã hóa ma trận quy hoạch thực nghiệm và 
hiệu suất thu được 
STT 
Mã thí 
nghiệm 
Nhiệt độ Tỉ lệ mol Thời gian Hiệu suất 
1 --0 75 0,9 6 0,604 
2 -0- 75 1,0 4 0,448 
3 -0+ 75 1,0 8 0,469 
4 -+0 75 1,1 6 0,850 
5 0-- 80 0,9 4 0,351 
6 0-+ 80 0,9 8 0,780 
7 000 80 1,0 6 0,828 
Nghiên cứu Y học Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014
Chuyên Đề Dược Học 384
STT 
Mã thí 
nghiệm 
Nhiệt độ Tỉ lệ mol Thời gian Hiệu suất 
8 000 80 1,0 6 0,843 
9 000 80 1,0 6 0,823 
10 0+- 80 1,1 4 0,519 
11 0++ 80 1,1 8 0,600 
12 +-0 85 0,9 6 0,747 
13 +0- 85 1,0 4 0,552 
14 +0+ 85 1,0 8 0,776 
15 ++0 85 1,1 6 0,897 
Từ các giá trị trong Bảng 2, sử dụng phần 
mềm JMP để phân tích sự ảnh hưởng của các 
yếu tố nhiệt độ, tỉ lệ mol chất phản ứng, thời 
gian phản ứng lên hiệu suất tổng hợp felodipin, 
phương trình bề mặt đáp ứng được xác định 
như sau: 
Y = 0,8276667 + 0,96875X1 + 0,04325X2 + 0,113625X3 
+ 0,0495X1X3 –0.07325X2X3 – 0,24108X32 (1) 
Trong đó: Y: hiệu suất; X1: nhiệt độ; X2: tỉ lệ 
mol giữa các chất; X3: thời gian phản ứng. 
Kết quả phân tích trên phần mềm JMP cũng 
thể hiện sự tương quan giữa các yếu tố ảnh 
hưởng đến hiệu xuất phản ứng (Hình 1). Theo 
đó, sự tương quan tuyến tính giữa các yếu tố đối 
với hiệu suất là có ý nghĩa với giá trị R2 = 0,91, ở 
độ tin cậy 95% (Hình 1A). 
Hình 1: Biểu đồ và kết quả phân tích thể hiện tương quan tuyến tính của các yếu tố với hiệu suất tổng hợp 
felodipin 
Hình 2: Dự đoán các thông số tối ưu của các yếu tố ảnh hưởng lên hiệu suất phản ứng tổng hợp với sự hỗ trọ của 
công cụ Prediction Profiler trong phần mềm JMP.
Những số liệu phân tích trong Hình 1B, cho 
thấy rõ hơn về mức độ ảnh hưởng của từng yếu 
tố lên hiệu suất phản ứng. Trong đó, ảnh hưởng 
của các yếu tố được coi là có ý nghĩa khi p<0,05 
(xem cột Prob., trong Hình 1B). Kết quả thu được 
cho thấy cả 3 yếu tố khảo sát đều ảnh hưởng đến 
hiệu suất phản ứng, trong đó nhiệt độ và thời 
gian ảnh hưởng mạnh nhất(p < 0,05). 
Giải phương trình (1) với 3 tham số như trên 
sẽ thu được các giá trị cần khảo sát. Để đơn giản 
hơn cho việc giải phương trình trên, công cụ dự 
đoán (prediction profier) trong phần mêm JMP 
Y
1.124
0.285
0.921579
Nhietdo(75,85)
7
5
8
5
84.9
Tile mol(0.9,1.1)
0
.9
1
.1
1
Thoi gian(4,8)
4 8
6.5
Prediction Profiler
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
Y
 A
c
tu
a
l
.4 .5 .6 .7 .8 .9 1.0
Y Predicted P=0.0385 RSq=0.91
RMSE=0.0949
Actual by Predicted Plot
Intercept
Nhietdo(75,85)&RS
Tile mol(0.9,1.1)&RS
Thoi gian(4,8)&RS
Nhietdo(75,85)*Tile mol(0.9,1.1)
Nhietdo(75,85)*Thoi gian(4,8)
Tile mol(0.9,1.1)*Thoi gian(4,8)
Nhietdo(75,85)*Nhietdo(75,85)
Tile mol(0.9,1.1)*Tile mol(0.9,1.1)
Thoi gian(4,8)*Thoi gian(4,8)
Term
0.8276667
 0.096875
 0.04325
 0.113625
 -0.01675
 0.0495
 -0.07325
-0.027583
-0.017833
-0.241083
Scaled Estimate
0.054811
0.033564
0.033564
0.033564
0.047467
0.047467
0.047467
0.049406
0.049406
0.049406
Std Error
 15.10
 2.89
 1.29
 3.39
 -0.35
 1.04
 -1.54
 -0.56
 -0.36
 -4.88
t Ratio
 <.0001
 0.0343
 0.2539
 0.0196
 0.7386
 0.3448
 0.1834
 0.6007
 0.7329
 0.0046
Prob>|t|
Scaled Estimates
A B 
Y Học TP. Hồ Chí Minh * Tập 18 * Phụ bản của Số 2 * 2014 Nghiên cứu Y học
Chuyên Đề Dược Học 385
được sử dụng để xác định nhanh giá trị của các 
tham số thuộc phương trình trên. Theo đó, hiệu 
suất tối đa của phản ứng có thể đạt đến 92,15% 
khi thực hiện phản ứng ở nhiệt độ 85oC, tỉ lệ mol 
giữa M.B.I và ethyl-3-aminocrotonat là 1,0 và 
thời gian phản ứng là 6,5 giờ (Hình 2). 
Để kiểm tra tính tương thích của phương 
trình bề mặt đáp ứng đối với thực nghiệm, tiến 
hành phản ứng 3 lần ở điều kiện dự đoán, lượng 
M.B.I sử dụng là 0,05 mol. 
Bảng 2. Kết quả hiệu suất phản ứng ở những điều 
kiện dự đoán. 
Từ bảng số liệu 2 tính được hiệu suất trung 
bình cho 3 lần phản ứng là 89,40 % gần sát với 
kết quả tối ưu đã xác định từ chương trình JMP 
là 92,15%. 
Hiệu suất tinh chế 
Để thu sản phẩm tinh khiết, quá trình tinh 
chế được thực hiện theo các tài liệu đã công bố 
trước, trong đó dung môi dùng kết tinh là 
isopropanol, nhiệt độ hòa tan để kết tinh 45oC. 
Khi đó hiệu suất trung bình đạt 70,26%. Điều 
này có thể giải thích là do một phần felodipin đã 
bị mất trong quá trình chiết và lọc, rửa. 
Kiểm nghiệm 
Sản phẩm felodipin được kiểm tra chất 
lượng theo BP 2009(8) (tại Viện kiểm nghiệm 
thuốc thành phố Hồ Chí Minh) cho kết quả 
đạt tiêu chuẩn chất lượng của Dược điển Anh 
về định tính (phổ IR ở Hình 6), phổ UV có hấp 
thu cựa đại tại 361 nm và 238 nm là 0,35. Mất 
khối lượng do làm khô: 0,06%. Định lượng: 
chế phẩm chứa 99.47% felodipine tính theo 
chế phẩm khô. Ngoài ra phổ NMR proton 
cũng được phân tích bổ sung xác nhận cấu 
trúc của felodipin tổng hợp. 
KẾT LUẬN 
Nhờ vào sự trợ giúp của phần mềm JMP, 
quá trình xác định các thông số tối ưu của một 
phản ứng được tiến hành nhanh hơn, ma trận 
quy hoạch thực nghiệm theo mô hình Box-
Behnken giúp thực hiện thí nghiệm ít hơn, tiết 
kiệm được tiền của và giảm thiểu được sự độc 
hại cho người làm thí nghiệm cũng như môi 
trường xung quanh. 
Quá trình tổng hợp felodipine từ M.B.I và 
ethyl-3-aminocrotonate đạt hiệu suất tổng hợp 
89,40 % và hiệu suất tinh chế ở quy mô phòng thí 
nghiệm là 72,75% với những điều kiện như sau: 
- Nhiệt độ phản ứng: 85 oC. 
- Tỉ lệ mol tác chất M.B.I - ethyl-3-
aminocrotonate (1 : 1). 
- Thời gian phản ứng: 6,5 giờ. 
Các kết quả kiểm nghiệm cho thấy 
felodipine tổng hợp đạt tiêu chuẩn BP 2009. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
1. Auerbach J (1994), “Process for the prepararion of 4-substituted-
1,4-dihydropydrines”, patent No. US 4769374. 
2. Auerbach J, Brooklyn (1994), “Process for the preparation of 4-
substituted-1,4-dihydropyrines”, patent No. US 5,310,917. 
3. BP 2009, p2443-2447. 
4. Cascio G, Castelli E, Manghisi E (1998), “Process for the 
preparation of dihydropyridines”, International publication 
number: WO98/07698. 
5. CD JMP version 4.0. 
6. Che D, Murthy K (2005), “Process to prepare 1,4-dihydropyridine 
intermediates and derivatives thereof ”, patent No. US 6,858,747 B2. 
7. Gustavsson A, Sweden S (1999), “Manufacturing process for 
felodipine”, patent No. US 5,942,624. 
8. Phạm Hoài Thanh Vân, Trần Thành Đạo, Võ Quang Hùng, Lê 
Minh Trí (2010). Tổng hợp felodipin. Y học TP. Hồ Chí Minh, 
14(1):105-109. 
9. Trương Phương, Trần Thành Đạo. Hóa Dược 2. Nhà xuất bản 
Giáo dục, 2009: 7-10. 
Ngày nhận bài: 14.12.2012 
Ngày phản biện nhận xét bài báo24.12.2012 
Ngày đăng bài: 
STN Nhiệt độ (oC) Tỉ lệ mol Thời gian (h) Hiệu suất (%) 
1 85 1,0 6,5 88,68 
2 85 1,0 6,5 89,47 
3 85 1,0 6,5 90,12