Применение метода титрования для контроля качества лекарственных препаратов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Химический факультет

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу «Аналитическая химия»

на тему: «Применение метода титрования для контроля качества лекарственных препаратов»

Студентки 2 курса 1 группы

Шороховой Э. В.

Научный руководитель:

кандидат химических наук,

Андреев Ю. А.

Ростов-на-Дону - 2014

Оглавление

Введение

1. Титриметрический анализ

2. Йодометрия

3. Анальгин (Метамизол натрия)

4. Практическая часть

Вывод

Список использованной литературы

Введение

Фармацевтическая химия - наука, которая, базируясь на общих законах химических наук, изучает многообразный круг вопросов, связанных с лекарственными веществами: их получение и химическую природу, состав и строение, влияние отдельных особенностей строения их молекул на характер действия на организм, изучает физические и химические свойства лекарственных веществ и методы контроля их качества, определяет условия хранения лекарств.

Фармацевтическая химия занимает ведущее место в комплексе существующих фармацевтических наук (технология лекарств, токсикологическая химия, фармакогнозия, экономика и организация фармацевтического дела), являясь необходимым фундаментом для их понимания и знания.

В то же время фармацевтическая химия, являясь специализированной наукой, не может не опираться на знания смежных химических (неорганическая, органическая, аналитическая, физическая и коллоидная химия), а также медико-биологических (фармакология, физиология, биологическая химия) дисциплин.

Знание биологических дисциплин необходимо для понимания сложных физиологических процессов, происходящих в организме, в основе которых лежат химические и физические реакции. Это позволяет более рационально применять лекарственные вещества, наблюдать за их действием в организме и на основании этого изменять в необходимом направлении структуру молекул создаваемых лекарственных веществ с целью получения желаемого фармакологического эффекта. По результатам фармакологического испытания лекарственных веществ дается заключение о возможности использования их в медицинской практике.

Действие лекарственного вещества определяется не только его химической структурой, но зависит также и от его физико-химических свойств. Поэтому фармацевтическая химия тесно связана с физической и коллоидной химией. Изучение структуры молекулы лекарственного вещества, разработка методов синтеза и анализа его невозможны без знания органической и аналитической химии. Вопросы совместимости лекарственных веществ в рецептурной прописи, способы изготовления, сроки годности, условия хранения и отпуска лекарств связывают фармацевтическую химию с технологией лекарств, экономикой и организацией фармации. Но решать вопросы совместимости, условия хранения лекарств может лишь специалист, владеющий знаниями фармацевтической химии.

На современном этапе фармацевтическая химия тесно связана с физикой и математикой. На общих законах этих наук базируются физико-химические методы анализа лекарств и расчеты в фармацевтическом анализе.

Фармацевтический анализ - это наука о химической характеристике и измерении биологически активных веществ на всех этапах производства: от контроля сырья до оценки качества полученного лекарственного вещества, изучения его стабильности, установления сроков годности и стандартизации готовой лекарственной формы. Фармацевтический анализ имеет свои специфические особенности, отличающие его от других видов анализа. Эти особенности заключаются в том, что анализу подвергают вещества различной химической природы: неорганические, элементорганические, радиоактивные, органические соединения от простых алифатических до сложных природных биологически активных веществ. Чрезвычайно широк диапазон концентраций анализируемых веществ. Объектами фармацевтического анализа являются не только индивидуальные лекарственные вещества, но и смеси, содержащие различное число компонентов. Количество лекарственных средств с каждым годом увеличивается. Это вызывает необходимость разработки новых способов анализа.

Для фармацевтического анализа на современном этапе характерны исключительные темпы развития. Преимущественное развитие получают физико-химические и физические методы, которые в совокупности называют инструментальными методами анализа. Измеряют плотность, вязкость, прозрачность, показатель преломления, вращение плоскости поляризации оптически активных веществ, электропроводность, радиоактивность и др. К достижениям последнего времени относится внедрение в практику фармацевтического анализа хроматографии в различных ее разновидностях (колоночная, бумажная, тонкослойная, газовая, газожидкостная) и фотометрических методов, основанных на светопоглощении исследуемых веществ. Все шире используются методы, затрагивающие ядерные реакции - ядерно-магнитный резонанс (ЯМР), парамагнитный резонанс (ПМР) и др.

В современном фармацевтическом анализе стали широко применяться неводные растворители. Если раньше основным растворителем в анализе была вода, то теперь одновременно применяют и разнообразные неводные растворители (ледяную или безводную уксусную кислоту, уксусный ангидрид, диметил-формамид, диоксан и др.), позволяющие изменять силу основности и кислотности анализируемых веществ. Получил развитие микрометод, в частности капельный метод анализа, удобный для использования во внутриаптечном контроле качества лекарств.

Широкое развитие в последние годы получают такие методы исследования, при которых используют сочетание различных методов при анализе лекарственных веществ. Например, хромато-масс-спектрометрия - это сочетание хроматографии и масс-спектрометрии. В современный фармацевтический анализ все больше проникает физика, квантовая химия, математика.

Анализ любого лекарственного вещества или сырья необходимо начинать с внешнего осмотра, обращая при этом внимание на цвет, запах, форму кристаллов, тару, упаковку, цвет стекла. После внешнего осмотра объекта анализа берут среднюю пробу для анализа согласно требованиям ГФ X (с. 853).

Методы исследования лекарственных веществ подразделяются на физические, химические, физико-химические, биологические.

Физические методы анализа предусматривают изучение физических свойств вещества, не прибегая к химическим реакциям. К ним относятся: определение растворимости, прозрачности

или степени мутности, цветности; определение плотности (для жидких веществ), влажности, температуры плавления, затвердевания, кипения. Соответствующие методики описаны в ГФ X .(с. 756-776).

Химические методы исследования основаны на химических реакциях. К ним относятся: определение зольности, реакции среды (рН), характерных числовых показателей масел и жиров (кислотное число, йодное число, число омыления и т. д.).

Для целей идентификации лекарственных веществ используют только такие реакции, которые сопровождаются наглядным внешним эффектом, например изменением окраски раствора, выделением газов, выпадением или растворением осадков и т. п.

К химическим методам исследования относятся также весовые и объемные методы количественного анализа, принятые в аналитической химии (метод нейтрализации, осаждения, редокс-методы и др.). В последние годы в фармацевтический анализ вошли такие химические методы исследования, как титрование в неводных средах, комплексометрия.

Качественный и количественный анализ органических лекарственных веществ, как правило, проводят по характеру функциональных групп в их молекулах.

С помощью физико-химических методов изучают физические явления, которые происходят в результате химических реакций. Например, в колориметрическом методе измеряют интенсивность окраски в зависимости от концентрации вещества, в кон-дуктометрическом анализе - измерение электропроводности растворов и т. д.

К физико-химическим методам относятся: оптические (рефрактометрия, поляриметрия, эмиссионный и флюоресцентный методы анализа, фотометрия, включающая фотоколориметрию и спектрофотометрию, нефелометрия, турбодиметрия), электрохимические (потенциометрический и полярографический методы), хроматографические методы.

Химические методы анализа

Химические методы анализа - это совокупность методов качественных и количественных анализов веществ, основанных на применении химических реакций.

Качественные химические методы анализа включают использование реакций обнаружения, характерных для неорганических ионов в растворах и для функциональных групп органических соединений. Эти реакции обычно сопровождаются изменением окраски раствора, образованием осадков или выделением газообразных продуктов. В зависимости от количества анализируемого вещества различают макроанализ (1-0,1 г), полумикроанализ (0,1-0,01 г), микроанализ (0,01-0,001 г) и ультрамикрохимический (0,0001 г) анализ.

К количественным химическим методам анализа обычно относят "классические" методы: гравиметрию, титриметрию с визуальной индикацией конечной точки титрования, седиментационный анализ и газоволюмометрию. Газоволюмометрия (газовый объёмный анализ) основана на избирательной абсорбции составных частей газовой смеси в сосудах, заполненных тем или иным поглотителем, с последующим измерением уменьшения объёма газа с помощью бюретки.

1. Титриметрический анализ

Титриметрический анализ (объемный анализ) -- метод количественного анализа, основанный на измерении объема или массы реагента, требующегося для реакции с исследуемым веществом. Титриметрический анализ широко применяется в биохимических, клинических, санитарно-гигиенических и других лабораториях в экспериментальных исследованиях и для клинических анализов. Например, при установлении кислотно-щелочного равновесия, определении кислотности желудочного сока, кислотности и щелочности мочи и др. Титриметрический анализ служит также одним из основных методов химического анализа в контрольно-аналитических аптечных лабораториях.

Количество исследуемого вещества при титриметрическом анализе определяют путем титрования: к точно отмеренному объему раствора исследуемого вещества постепенно приливают раствор другого вещества известной концентрации до тех пор, пока его количество не станет химически эквивалентным количеству исследуемого вещества. Состояние эквивалентности называется точкой эквивалентности титрования. Применяемый для титрования раствор реактива известной концентрации называют титрованным раствором (стандартным раствором или титрантом): точная концентрация титрованного раствора может быть выражена титром (г/мл), нормальностью (экв/л) и др.

К реакциям, используемым при титриметрическом анализе, предъявляются следующие требования: вещества должны реагировать в строго количественных (стехиометрических) отношениях без побочных реакций, реакции должны протекать быстро и практически до конца; для установления точки эквивалентности необходимо применять достаточно надежные способы, влияние посторонних веществ на ход реакции должно быть исключено. Кроме того, желательно, чтобы при титриметрическом анализе реакции протекали при комнатной температуре.

Точку эквивалентности в титриметрическом анализе определяют по изменению окраски титруемого раствора или индикатора, вводимого в начале или в процессе титрования, изменению электропроводности раствора, изменению потенциала электрода, погруженного в титруемый раствор, изменению величины тока, оптической плотности и др.

Одним из широко применяемых способов фиксации точки эквивалентности является индикаторный метод. Индикаторы -- вещества, которые дают возможность установить конечную точку титрования (момент резкого изменения окраски титруемого раствора). Наиболее часто индикатор добавляют ко всему титруемому раствору (внутренний индикатор). При работе с внешними индикаторами периодически берут каплю титруемого раствора и смешивают с каплей раствора индикатора или помещают на индикаторную бумагу (что приводит к потерям анализируемого вещества).

Процесс титрования изображают графически в виде кривых титрования, которые позволяют наглядно представить весь ход титрования и выбрать индикатор, наиболее пригодный для получения точных результатов, т.к. кривую титрования можно сопоставить с интервалом изменения окраски индикатора.

Ошибки в титриметрическом анализе могут быть методическими и специфическими, обусловленными особенностями данной реакции. Методические ошибки связаны с особенностями метода титрования и зависят от погрешностей измерительных приборов, калибровки мерной посуды, пипеток, бюреток, неполного отекания жидкостей по стенкам мерной посуды.

Специфические ошибки обусловлены особенностями данной реакции и зависят от константы равновесия реакции и от точности обнаружения точки эквивалентности. фармацевтический лекарство молекула анальгин

Методы титриметрического анализа в зависимости от реакций, лежащих в их основе, подразделяются на следующие основные группы:

1. Методы нейтрализации, или кислотно-основного титрования, основаны на реакциях нейтрализации, т. е. на взаимодействии кислот и оснований. Эти методы включают ацидиметрию (количественное определение оснований с помощью титрованных растворов кислот), алкалиметрию (определение кислот с помощью титрованных растворов оснований), галометрию (количественное определение солей с помощью оснований или кислот, если они реагируют с солями в стехиометрических соотношениях).

2. Методы осаждения основаны на титровании веществ, образующих в определенной среде нерастворимые соединения, например, соли бария, серебра, свинца, цинка, кадмия, ртути (II), меди (III) и др. К этим методам относят аргентометрию (титрование раствором нитрата серебра), меркурометрию (титрование раствором нитрата закисной ртути) и др.

3. Методы комплексообразования, или комплексометрия (меркуриметрия, фторометрия и др.), основаны на применении реакций, при которых образуются комплексные соединения, например Ag+ + 2CN- Ы Ag (CN)2]. Методы комплексообразования тесно связаны с методами осаждения, т.к. многие реакции осаждения сопровождаются комплексообразованием, а образование комплексов -- выпадением в осадок малорастворимых соединений.

4. Методы окисления -- восстановления, или оксидиметрия, включают перманганатометрию, хроматометрию (бихроматометрию), йодометрию, броматометрию, цериметрию, ванадометрию и др.

2. Йодометрия

Йодометрия основана на использовании окислительных свойств свободного йода и восстановительных свойств йодид-ионов:

I2 + 2е-> > 2I-

Методом йодометрии количественно определяют неорганические и органические лекарственные вещества, способные окисляться или восстанавливаться, а также образовывать с йодом продукты замещения. Кроме того, йодометрию используют для определения избытка титранта в обратном окислительно-восстановительном титровании. Свободный йод, образовавшийся в избытке при обратном йодометрическом титровании, оттитровывают тиосульфатом натрия:

I2 + 2Nа2S2О3 >2NаI + Nа2S4О6.

Индикатором обычно служит раствор крахмала, образующий с йодом синее соединение. Прямое титрование йодом применяют для определения тиосульфата натрия и препаратов мышьяка (III). Иодометрическое определение, основанное на окислении альдегидов йодом, используют для титрования хлоралгидрата, формальдегида в растворе, а также лекарственных веществ образующих формальдегид при гидролизе (никодина метазида). Окисление альдегидов происходит по схеме:

I2 + 2NаОН > NaIO + NaI + Н2O

Процесс окисления йодом лежит в основе определении фурацилина, изониазида, метионина, анальгина и др.

3. Анальгин (Метамизол натрия)

Синтезирован Людвигом Кнорром (Хёхст) в 1920 году. В ряде стран, включая Швецию (с 1972 года), США (с 1977 года), Японию, Австралию и ряд стран Европейского союза, метамизол запрещён из-за побочных эффектов, главным образом -- из-за риска агранулоцитоза (при возникновении этого грозного осложнения вероятность смертельного исхода оценивают примерно в 7 % -- в случае доступности медицинской помощи). В 1970-е годы, когда начали появляться запреты на применение этого препарата, оценка риска возникновения агранулоцитоза была существенно завышена по сравнению с данными на конец 1990-х годов (сейчас риск возникновения этого осложнения оценивается около 0,2-2 случая на миллион человеко-дней использования); тем не менее, запрет в большинстве стран сохраняется, поскольку у препарата есть очень много доступных альтернатив, в том числе аспирин, парацетамол, ибупрофен. В Германии метамизол отпускается только по рецепту врача. В России с 2009 года метамизол исключён из списка лекарств для льготников, но сохранён в свободной продаже.

Фармакологические свойства: Относится к нестероидным противовоспалительным препаратам (НПВП), группе производных пиразолона. По механизму действия похож на другие НПВП (неселективно блокирует ЦОГ и снижает образование простагландинов из арахидоновой кислоты). Препятствует проведению болевых экстра- и проприорецептивных импульсов по пучкам Голля и Бурдаха, повышает порог возбудимости таламических центров болевой чувствительности, увеличивает теплоотдачу.

Отличительной чертой является незначительная выраженность противовоспалительного эффекта, вследствие чего препарат слабо влияет на водно-солевой обмен (задержка Na+ и воды) и слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта. Оказывает анальгезирующее, жаропонижающее и некоторое спазмолитическое (в отношении гладкой мускулатуры мочевыводящих и желчных путей) действие. Эффект развивается через 20-40 мин после приема внутрь и достигает максимума через 2 ч. В качестве жаропонижающего является более эффективным средством по сравнению с аспирином, ибупрофеном и парацетамолом.

4. Практическая часть

- Торговое название препарата: Анальгин

- Международное непатентованное название: Метамизол натрия

- Химическое название: 1-фенил-2,3-диметил-4-метиламинопиразолон-5- N-метансульфонат натрия

- Описание: Прозрачная, бесцветная или слегка желтоватая жидкость.

- Лекарственная форма: раствор для внутривенного и внутримышечного введения

- Состав: метамизол натрия-500 мг, вода для инъекций до 1 мл.

1.Механические включения: Препарат должен выдерживать требования, указанные в инструкции по контролю на механические включения инъекционных средств (РД-42-501-98)

2.Номинальный объем: Определение проводят по ГФ XI, вып. 2, с. 140. (см. Приложение 2)

3. рН: Значение рН должно быть от 6,0 до 7,5 (потенциометрически)

4. Прозрачность: Раствор должен быть прозрачным. (Определение проводят по ГФ XI, вып. 1, с. 194).

5. Цветность: Оптическая плотность раствора анальгина, измеренная на

спектрофотометре при длине волны 400 нм в кювете с толщиной слоя 10 мм, должна быть не более 0,25 для 50% препарата и не более 0,125 % для 25% препарата. В качестве сравнения используют воду.

6. Подлинность:

- 0,2 мл 50% или 0,5 мл 25% препарата разбавляют водой до 1 мл, прибавляют 0,5 мл кислоты серной разведенной и 0,5 мл свежеприготовленного раствора хлорамина Б; появляется голубое окрашивание переходящее в зеленое, а затем в желтое (метиламиноантипирин);

- 0,1 мл 50% препарата или 0,2 мл 25% препарата разбавляют водой до 1 мл, прибавляют 2 мл кислоты хлористоводородной разведенной, помещают на 2 мин. в кипящую водяную баню; ощущается запах ангидрида сернистого. После охлаждения прибавляют 1 мл 30 % раствора железа окисного хлорида; через 2 мин. появляется темно-красное окрашивание (4-метиламиноантипирин);

- 0,2 мл 50% или 0,4 мл 25% препарата разбавляют водой до 10 мл, прибавляют 1 мл 30 % раствора железа окисного хлорида; появляется темно-синее окрашивание, переходящее в темно-зеленое, затем в желтое (отличие от амидопирина и антипирина).

Проведем анализ раствора анальгина 50% для инъекций по показателям в соответствии с требованиями.

Реактивы и посуда: фиксанал с йодом, дистиллированная вода, раствор HCl 0,01 М, спирт, коническая колба на 250 мл (3 шт), штатив, бюретка, колба на 1000 мл мерная, воронка, пипетка Мора на 5 мл, мерная колба на 100 мл.

Выполнение работы: Сначала мы готовим раствор йода. Для этого берется фиксанал, разбивается в воронку, которая ставится с колбу на 1л, затем разбивается с двух сторон и обмывается изнутри дистиллированной водой. Затем готовим раствор препарата: 5 мл 50% препарата помещаем в мерную колбу вместимостью 100 мл и доводим объем раствора 95% спиртом до метки, перемешиваем. Отбираем пипеткой аликвоту 5 мл полученного раствора и переносим ее в колбу для титрования. Прибавляем при помощи пипетки Мора 5 мл 0,01 М раствора соляной кислоты и титруем 0,1 н раствором йода до появления желтой окраски раствора, неисчезающей в течение 30 секунд. Титрование повторяем трижды. Записываем значения объемов раствора I2, пошедшего на титрование. Усредняем значение:

V1=6,7мл;

V2=6,8 мл;

V3=6,8 мл;

Vср=6,75 мл;

Молярная масса анальгина (М) -334 г/моль

Фактор эквивалентности (f) - Ѕ

Разбавление раствора - 5 раз

По полученным данным находим содержание анальгина в одном мл раствора:

m= Cт ? Vт ?f ? M ? Vобщ/5 ?Vал

m= 0,1 ? 6,75 ? Ѕ ? 334 ? 100/5 ?5=450,9 мг/мл

Содержание анальгина (50%) в 1 мл препарата должно быть соответственно от 475 до 515 мг.

Вывод

Цель данной курсовой работы заключалась в определении процентного содержания анальгина в растворе и проверке достоверности маркировки, заявленной на упаковке. Я провела количественный (титриметрический) анализ. Для определения контроля качества метамизола натрия мной был выбран йодометрический метод. Выполнив практическую часть, и пересчитав показатели я получила результат равный 450,9 мг/мл. По фармакопейной статье содержание метамизола натрия в 1 мл раствора должно быть от 475 до 515 мг/мл. Таким образом данный образец не соответствует требованиям Фармакопейной статьи ГФ XI. Возможно, в ходе выполнения работы мною была допущена случайная погрешность, которая исказила результаты исследования.

Для проведения данной исследовательской работы использовался препарат «Анальгин», произведенный ОАО «Ереванская химико-фармацевтическая фирма», Республика Армения, 375040, г. Ереван, ул. Аджаряна 2-ой пер.,№6.

Список использованной литературы

1. Беликов В.Г. «Фармацевтическая химия». В.Г.Беликов - 4-е изд., и доп. - М. : МЕДпресс-информ, 2007. ,626 с.

2. Арзамасцев А.П. «Фармацевтическая химия». А.П.Арзамасцев - 2-е изд., испр. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2005.

3. Крешков А.П. Основы аналитической химии, т. 2, с. 38, М., 1970;

4.Селезнев К.А. «Аналитическая химия. Качественный полумикроанализ и количественный анализ», с. 164, М., 1973.

6. Золотов Ю. А. «Аналитическая химия»

Размещено на Allbest.ru