Tổng hợp acefyllin dược dụng từ theophyllin

Đại học Nguyễn Tất Thành 
49 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 7 
Tổng hợp acefyllin dược dụng từ theophyllin 
Nguyễn o Thiện*, Huỳnh Linh Tý 
Khoa Dược, ại học Nguyễn Tất Thành 
*
ndthien@ntt.edu.vn 
Tóm tắt 
Theophyllin đã được sử dụng trong nhiều thập niên để trị bệnh hen suyễn cấp và mạn tính. Tuy 
nhiên, thực tế sử dụng theophyllin không hề dễ d ng. Theophyllin ít tan trong nước, gây khó chịu 
dạ dày và nhịp tim nhanh. Dẫn chất của theophyllin là acefyllin (theophyllin-7-acetic acid) có ít 
tác dụng phụ hơn. Acefyllin được tổng hợp bởi aisse v o năm 1949[1] v hiện nay được dùng 
thay thế theophyllin, nhưng phải nhập từ nước ngo i. Do đó đề tài tham gia nghiên cứu tổng hợp 
acefyllin nhằm chủ động tạo nguồn nguyên liệu trong nước thay thế ngoại nhập. Phản ứng tổng 
hợp acefyllin được tiến hành ở nhiệt độ 90oC, tỉ lệ mol theophyllin: acid cloroacetic: NaOH = 1 : 
1,6 : 2,9 cho hiệu suất cao. Sản phẩm được xác định cấu trúc bằng FTIR, MS, 1H NMR và 13C 
NMR, đạt độ tinh khiết cao 99,97% (HPLC) và có thể sử dụng làm nguyên liệu thuốc. 
® 2019 Journal of Science and Technology - NTTU 
Nhận 16.04.2019 
 ược duyệt 26.07.2019 
Công bố 20.09.2019 
Từ khóa 
theophyllin, acefyllin, 
theophyllin-7-acetic acid 
1 ặt vấn đề 
Theophyllin là một methylxanthin được chiết xuất từ lá trà 
v xác định cấu trúc v o năm 1888, đến năm 1902 được sử 
dụng trong lâm s ng như l thuốc lợi tiểu v 20 năm sau 
được sử dụng trong điều trị hen suyễn. Nghiên cứu liên 
quan cấu trúc tác dụng, các nhóm thế trên các N tạo các dẫn 
chất có hoạt tính sinh học khác nhau[2]: 
Các dẫn chất thế trên N7 là thích hợp nhất. Vào những 
năm thập niên 1940, xuất hiện một số công trình nghiên 
cứu tổng hợp dẫn chất thế N7 của metylxanthin có tác 
dụng trị liệu. Ví dụ, etophylline clofibrate - giảm lipid 
máu, penethyllin - kích thích thần kinh trung ương, 
acefyllin - dãn khí, phế quản[3],.. 
Nhu cầu sử dụng nguyên liệu acefyllin và các dẫn chất muối 
acefyllin ở nước ta ngày c ng tăng nhưng hầu hết nguyên liệu 
nhập từ nước ngoài. Vì vậy acefyllin đã được nghiên cứu bởi 
các tác giả Lê Minh Trí và cộng sự[4]. V đã được tối ưu hóa 
qui trình điều chế và xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm bởi các 
tác giả Trần Th nh ạo và cộng sự[5]. ác đề tài nghiên cứu 
điều chế acefyllin nhằm chủ động tạo nguồn nguyên liệu trong 
nước thay thế ngoại nhập. 
2 Thực nghiệm 
2.1 Nguyên liệu 
Theophyllin, các hóa chất và dung môi sử dụng cho phản 
ứng tổng hợp đạt tiêu chuẩn tổng hợp, xuất xứ Trung Quốc. 
Acid cloroacetic đạt tiêu chuẩn tổng hợp, xuất xứ Ấn ộ. 
Acetonitril v amonium acetat, cho pha động đạt tiêu chẩn 
HPLC, xuất xứ Merck. Kali bromid đạt tiêu chẩn đo IR, 
xuất xứ ức. 
2.2 Trang thiết bị 
Bộ phản ứng 4 chỗ Eyela/Tokyo Rikakikai, máy đo điểm chảy 
Stuart, bếp khuấy từ gia nhiệt Stuart, bình hút ẩm, cân phân 
tích Sartorius 224S, máy đo quang phổ hồng ngoại Shimadzu 
FTIR 8201, máy Khối phổ Micromas quattro microTMAPI, 
máy sắc kí lỏng hiệu năng cao Aglilent HPL 1260, máy đo 
phổ cộng hưởng từ hạt nhân NMR Buker AC 500 MHz. 
2.3 Tổng hợp 
7. -Giảm tác động giãn phế quản 
 -Giảm độc tính 1,3 
-Giãn phế quản 
- ộc tính: tăng 8. -Giãn phế quản: không ảnh hưởng 
- ộc tính: tăng 
9. Mất tác động giãn phế quản 
Hình 1 Ảnh hưởng các nhóm thế 
Đại học Nguyễn Tất Thành 
Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 7 
50 
2.3.1 Sơ đồ tổng hợp acefyllin 
Hình 2 Sơ đồ tổng hợp acefyllin 
2.3.2 Tổng hợp acefyllin 
Thông số tối ưu: nhiệt độ 90oC, tỉ lệ mol theophyllin : acid cloroacetic: NaOH là 1 : 1,6 : 2,9 [5] 
Phân tử lượng 180,16 94,50 40,00 
Tỉ lệ mol 1 1,6 2,9 
Khối lượng (g) 10 8,4 6,4 
Hòa tan 8,4g acid cloroacetic vào 60ml nước cất lạnh trong 
bình phản ứng dung tích 250ml, làm lạnh dung dịch phản 
ứng trong nước đá. Hòa tan 6,4g natri hydroxid với 60ml 
nước cất lạnh vào becher, làm lạnh trong nước đá. ặt bình 
phản ứng trên bếp khuấy từ, giữ nhiệt độ < 10°C. Thêm từ 
từ dung dịch NaOH vào bình phản ứng, tráng becher với 
20ml nước cất lạnh. Sau 10 phút, ngưng l m lạnh, gia nhiệt 
từ từ hỗn hợp phản ứng cho đến khi dung dịch đạt khoảng 
30
o
C. Thêm từ từ 10g theophyllin vào bình phản ứng và gia 
nhiệt cho phản ứng. Hỗn hợp phản ứng được đun hồi lưu v 
khuấy 300 vòng/phút trong 6 giờ. ể nguội bình phản ứng, 
sau đó trung hòa dịch phản ứng với acid hydrocloric đậm 
đặc, tủa xuất hiện, làm lạnh. Lọc và rửa tủa bằng nước cất 
lạnh. Acefyllin thô được tinh chế bằng cách kết tinh lại 
trong nước. Lọc thu tủa và rửa tủa bằng nước cất. Sấy khô ở 
nhiệt độ 80oC. Hiệu suất thu được sau khi tinh chế là 85%. 
H m lượng phân tích trên hệ thống HPL đạt 99,97% 
acefyllin. 
3 Kết quả và thảo luận 
3.1 Kết quả của công trình đã có[4] 
Acefyllin thu được có dạnh tinh thể hình kim màu trắng, ít 
tan trong nước, ethanol, cloroform; tan nhiều hơn trong 
methanol, aceton. iểm chảy 271-272oC. Phổ IR (KBr) 
3136 (δO–H); 1708 (ʋC=O); 1392 (ʋN–C). 
1
H-NMR (CDCl3, 
500 MHz): 3,43 (s, 3H, CH3); 3,64 (s, 3H, CH3); 5,11 (s, 
acefyllin tủa thô 
acefyllin 
tinh khiết 
10g Theophyllin 
theophyllin & tác nhân 
acefyllinat natri
Dung dịch 6,4g NaOH & 
8,4 g acid cloroacetic 
 un hồi lưu 6 giờ, 
nhiệt độ 90 oC 
 ể nguội 
acid hydrocloric đđ 
Kết tinh lại trong nước 
Đại học Nguyễn Tất Thành 
51 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 7 
2H, -CH2-); 7,49 (s, 1H, -CH=N- ); 7,64 (s,1H,-COOH). 
MS m/z 237,3 [(M-H)
-] (phương pháp ES-) suy ra M = 
238,3 (M tính theo lí thuyết 238,2). Sản phẩm thu được có 
h m lượng 99,99% (phương pháp HPL ). 
3.2 Kết quả mới của đề tài 
Acefyllin thu được có dạnh tinh thể hình kim màu trắng, ít 
tan trong nước, ethanol, cloroform; tan nhiều hơn trong 
methanol, aceton. iểm chảy 271-272oC. Phổ IR (KBr): 
3448 (δOH - OH acid); 2997 (υC–H - CH2); 1678 (υC=O - C=O 
amid); 1612 (υC=C - = nhân thơm); 1386 (υC–N - N – 
CH3); 1271 (υC=O - C – O acid). 
1
H-NMR (D2O, 500 MHz): 
3,17 (s, 3H, N
1
CH3); 3,40 (s, 3H, N
3
CH3); 5,04 (s, 2H, 
N
7
CH2); 8,00 (s, 1H, C
8
H). 
13
C-NMR (DMSO-d6): 27,4 (N
1
-
CH3); 29,4 (N
3
-CH3); 47,2 (N
7
-CH3); 106,4 (CH=); 143,2 
(CH=); 147,9 (CH=); 151,0 (C
6
=O); 154,5 (C
2
=O); 169,0 
(O=C
11
-OH). MS m/z 237,51 [(M-H)
-
]; MS m/z 239,51 
[M+H]
+ (phương pháp ES-) suy ra M = 238,51 (M tính theo 
lí thuyết 238,2). Sản phẩm thu được có h m lượng 99,97% 
(phương pháp HPL ). 
3.2.1 Phổ hồng ngoại (IR) 
Hình 3 Phổ hồng ngoại của acefyllin 
Bảng 1 iện giải phổ hồng ngoại của acefyllin 
Đỉnh hấp thu (cm-1) Cường độ Kiểu dao động Nhóm chức 
3448 Yếu δOH OH acid 
2997 Trung bình υC–H CH2 
1701 Mạnh υC=O C = O acid 
1678 Mạnh υC=O C = O amid 
1612 Trung bình υC = C = nhân thơm 
1386 Trung bình υC–N N – CH3 
1271 Trung bình υC–O C – O acid 
Đại học Nguyễn Tất Thành 
Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 7 
52 
3.2.2 Khối phổ (MS) 
Hình 4 Khối phổ (MS) [(M-H)-] của acefyllin 
Hình 5 Khối phổ (MS) [M+H]+của acefylline 
Bảng 2 iện giải phổ MS của acefyllin 
Mảnh cơ bản [M-H]- tại m/z = 237,51 Mảnh cơ bản [M+H]+ tại m/z = 239,5 
Suy ra khối lượng phân tử của sản phẩm thu 
được từ thực nghiệm phù hợp khối lượng 
phân tử lí thuyết của acefyllin l 238,20. 
Suy ra khối lượng phân tử của sản phẩm thu 
được từ thực nghiệm phù hợp khối lượng 
phân tử lí thuyết của acefyllin l 238,20. 
3.2.3 Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) 
Hình 6 Phổ 1H-NMR của acefyllin 
C9H10N4O4 
238,20 
[M-H]- tại m/z 
[M+H]+ tại m/z 
1H 
C
8
H 
2H 
N
7
CH2 
3H 
N
1
CH3 
3H 
N
3
CH3 
C9H10N4O4 
238,20 
Đại học Nguyễn Tất Thành 
53 Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 7 
 Bảng 3 iện giải phổ 1H-NMR của acefyllin 
Độ dịch chuyển hoá học 
δ( ppm) 
Hình dạng đỉnh Số proton 1H Vị trí proton 1H 
3,17 s 3 N
1
CH3 
3,40 s 3 N
3
CH3 
5,04 s 2 N
7
CH2 
8,00 s 1 C
8
H 
Hình 6 Phổ 13C-NMR của acefyllin 
Bảng 4 iện giải phổ 13C-NMR của acefyllin 
Độ dịch chuyển hoá họcδ( ppm) Vị trí C 
27,4 N
1
-CH3 
29,4 N
3
-CH3 
47,2 N
7
-CH2 
106,4 CH= 
143,2 CH= 
147,9 CH= 
151,0 C
6
=O 
154,5 C
2
=O 
169,0 O=C
11
-OH 
3.2.4 Sắc kí lỏng hiệu năng cao (HPL ) 
Cột phân tích Aglient C18, kích thước cột 4,6 x 250mm, 
kích thước hạt 5µm. Nhiệt độ cột: nhiệt độ phòng. 
Dectector PDA 2996 (Water). ước sóng phát hiện: 
274,4nm. Pha động: AcCN - CH3COONH4 0,025 M (1 : 9) 
(pH ≈ 7,18). Thể tích tiêm mẫu: 10µl. Tốc độ dòng: 0,8ml/ 
phút. Nồng độ mẫu đo: 100µg/ml (dung môi l pha động). 
H m lượng % của chất thử được tính bằng cách xác định 
diện tích pic dưới dạng % của tổng diện tích tất cả các pic 
trừ các pic của dung môi hay thuốc thử và các pic ở dưới 
mức có thể bỏ qua. 
Hình 7 Phổ HPL của acefyllin 
N
1
CH3 N
3
CH3 N
7
-CH2 CH= O=C
11
-OH C
2
=O C
6
=O 
Đại học Nguyễn Tất Thành 
Tạp chí Khoa học & Công nghệ Số 7 
54 
Bảng 5 iện giải phổ HPL của acefyllin 
Thời 
gian lưu 
Diện tích pic 
Chiều cao 
pic 
% Hàm 
lượng 
3.588 6.84166e
-1 
1.11614e
-1
 0.0289 
4.136 2832.98706 212.85815 99.9678 
10.163 9.12238e
-1
 2.11601 e
-1
 0.0322 
Kết quả đo phổ HPLC (Hình 7), sản phẩm đạt được độ tinh 
khiết cao 99,9678%. Pic của acefyllin trong sắc kí đồ thu 
được có thời gian lưu khoảng 4,136 phút, pic sắc nét, 
đường nền phẳng, ít nhiễu. 
4 Kết luận và kiến nghị 
4.1 Kết luận 
Có thể tổng hợp acefyllin bằng phương pháp cổ điển ở điều 
kiện phòng thí nghiệm cho hiệu suất v độ tinh khiết cao. 
4.2 Kiến nghị 
Xác định các tạp chất trong qui trình tổng hợp acefyllin. 
Tìm ra qui trình tổng hợp các dạng muối của acefyllin với 
độ hấp thu, hoạt tính cao với nhiều tác dụng trị liệu khác 
nhau. Ví dụ, acefyllin heptaminol - trị thiếu máu, hạ huyết 
áp; diacefyllin diphenhydramin - chống nôn; ambroxol 
acefyllinat - giãn phế quản. ũng như các dẫn chất ester của 
acefyllin với các glycol – tăng tính thân dầu v tăng độ ổn 
định thuốc. 
Lời cảm ơn: Nghiên cứu n y được tài trợ một phần bởi Quĩ 
Phát triển Khoa học và Công nghệ ại học Nguyễn Tất 
Thành trong đề tài mã số 2018.01.36 
Tài liệu tham khảo 
1. Baisse J., (1949). Sur un dérivé de la theophyllin. Bull. Soc. Chim. France, 769. 
2. Buckle D. R. and Smith H., (1984). Future developments, Development of Anti-asthma Drugs, Butterworths, London, 219. 
3. Buckle D. R. and Smith H., (1984). Theophylline, Development of Anti-asthma Drugs, Butterworths, London, 207. 
4. Lê Minh Trí, Trần Thị Anh Thư, Trần Ngọc hâu, Trần Th nh ạo (2012). Nghiên cứu tối ưu hóa qui trình điều chế 
acefyllin v muối acefyllin piperazin. Tạp chí Dược học, 52(9), 47-51. 
5. Trần Th nh ạo, Ngô Văn ần, (2013). Tối ưu hóa qui trình điều chế và xây dựng tiêu chuẩn kiểm nghiệm acefyllin, 
Khóa luận tốt nghiệp Dược sĩ đại học, Trường ại học Y Dược Tp. HCM. 
Synthesis of acefylline from theophylline 
Nguyễn o Thiện*, Huỳnh Linh Tý 
Faculty of Pharmacy, Nguyen Tat Thanh University 
*
ndthien@ntt.edu.vn 
Abstract Theophylline has been used for decades to treat both acute and chronic asthma. However, in practice, theophylline 
is not a particularly easy drug to use because of its physical and pharmacological properties. It is poorly soluble in water; 
furthemore, it is frequently associated with gatric upset and palpitations. One of the theophylline derivatives that has been 
used in an attempt to circumvent side effects is acefylline (theophylline-7-acetic acid). Acefylline was synthesized by Baisse 
in 1949[1] and is currently marketed as an alternative to theophylline. However, The raw material for domestic 
pharmaceutical production is now mainly imported, so acefylline was synthesized. The Optimal yield obtained when the 
reaction is carried out at 90
o
C, mol ratio theofylline: chloroacetic acid:NaOH = 1:1,6:2,9. Its structure was confirmed by 
FTIR, MS, 
1
H NMR and 
13
C NMR spectral data. The product has very high purity rate (99.97% by HPLC) and can be used 
as a pharmaceutical ingredient. 
Keywords theophylline, acefylline, theophylline-7-acetic acid.