Реакции подлинности и методы количественного определения лекарственного средства

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«Пермская государственная фармацевтическая академия»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра фармацевтической химии

Курсовая работа

Реакции подлинности и методы количественного определения лекарственного средства [2-(Диэтиламино)-этил]-4-аминобензоата гидрохлорид, исходя из свойств функциональных групп.

Работу выполнила:

студентка 4 курса факультета заочного

обучения 8 группы

Шуматбаева Инга Валериевна

г. Пермь 2015 г.



Введение

Курсовая работа направлена на рассмотрение реакций подлинности и методов количественного определения предложенного лекарственного средства по химическому названию.

Необходимо провести фармацевтический анализ, который представляет собой комплекс приемов и методов, направленных на оценку качества лекарственных средства в соответствии с требованиями нормативных документов. Он позволит установить подлинность лекарственного средства, его чистоту, определить количественное содержание фармакологически активного вещества.

В медицинской практике широко применяют [2-(Диэтиламино)-этил]-4-аминобензоата гидрохлорид в качестве анестетика. Международное непатентованное название: новокаина гидрохлорид. Он относится к производным п-аминобензойной кислоты.

Цель: изучить реакции подлинности и методы количественного определения (титриметрические, инструментальные) лекарственного средства [2-(Диэтиламино)-этил]-4-аминобензоата гидрохлорид, исходя из свойств функциональных групп.

новокаин гидрохлорид подлинность



1. Новокаина гидрохлорид

Химическое название: [2-(Диэтиламино)-этил]-4-аминобензоата гидрохлорид

Молекула новокаина гидрохлорида содержит в своей структуре следующие функциональные группы:

По физическим свойствам новокаина гидрохлорид представляет собой бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, горького вкуса. Так как новокаин представлен в форме соли - гидрохлорида, то он очень легко или легко растворим в воде. Легко растворим в этаноле. Новокаина гидрохлорид мало растворим в хлороформе и практически нерастворим в эфире.

2. Реакции подлинности

I. Первичная ароматическая аминогруппа

Электронная пара азота первичной аминогруппы находится в сопряжении с -электронами ароматической системы, что приводит к перераспределению электронной плотности и активизации ароматического кольца в о- и п-положениях. Смещение электронной плотности с атома азота приводит к снижению его основности. Поэтому новокаина гидрохлорид является очень слабым основанием.

На основе свойств имеющейся функциональной группы и связанного с ней ароматического радикала в анализе препарата используются реакции:

- диазотирования с последующим азосочетанием;

- окисления;

- конденсации;

- электрофильного замещения.

1. Реакция диазотирования с последующим азосочетанием. Диазотирование проводится натрия нитритом в кислой среде. В результате образуются бесцветные или слабо-желтого цвета соли диазония.

Полученное диазосоединение сочетают с фенолами или ароматическими аминами. Азосочетание с в - нафтолом наиболее благоприятно проходит в слабощелочной среде. При этом образуются азокрасители вишнево- или оранжево-красного цвета.

Реакция диазотирования с последующим азосочетанием включена в раздел «Общие реакции на подлинность» ГФ XII и широко используется во внутриаптечном контроле.

2. Реакция окисления

Новокаина гидрохлорид легко окисляется даже кислородом воздуха с образованием окрашенных продуктов хиноидного строения. Для доказательства его подлинности используется реакция окисления калия перманганатом, который восстанавливаясь, обесцвечивается (рекомендовано ГФ).

3. Реакция конденсации с альдегидами

При взаимодействии в кислой среде с ароматическими альдегидами (п-диметиламинобензальдегид, ванилин и др.) первичный ароматический амин образует окрашенное в желтый или оранжевый цвет основание Шиффа.

Идентификацию новокаина гидрохлорида также можно проводить с помощью реакции с нитратом серебра на хлорид-ион.

При этом образуется белый творожистый осадок хлорида серебра, растворимый в растворе аммиака, карбоната аммония, тиосульфата натрия с образованием растворимых комплексов серебра (I). Осадок нерастворим в азотной кислоте, но легко растворяется в аммиаке с образованием комплексного соединения:

AgCl + 2NH3 > [Ag(NH3)2]Cl

При добавлении к аммиачному раствору хлорида серебра концентрированной азотной кислоты, осадок снова выделяется:

[Ag(NH3)2]Cl + 2HNO3 > 2NH4NO3 + AgClv

II. Третичная алифатическая аминогруппа придает соединению основные свойства за счет неподеленной пары электронов на атоме азота.

Реакции соле- и комплексообразования основаны на свойстве новокаина гидрохлорида, как основания, образовывать нерастворимые соли. При этом могут использоваться такие реактивы, как:

Высокомолекулярные органические кислоты: пикриновая, щавелевая, винная, фосфорномолибденовая и др.

Соли комплексных кислот - общеалкалоидные осадительные реактивы:

- реактив Драгендорфа: растовр висмута йодида в калия йодиде

BiI3 + KI > KBiI4 (калия тетрайодовисмутат (III));

- реактив Майера: раствор ртути йодида в калия йодиде

HgI2 + 2KI > K2[HgI4] (калия тетрайодомеркурат (II));

- реактив Бушарда-Вагнера: раствор йода в калия йодиде

I2 + KI > K[I3]

Соли неорганических кислот: аммония тиоцианат, калия перманганат, калия дихромат и другие.

При идентификации реактив добавляют к раствору анализируемого вещества непосредственно.

1.

новокаина гидрохлорид пикриновая кислота

+ НСl

кристаллический пикрат основания желтого цвета

2. + KBiI4

* HBiI4 + KCl

оранжево-красный осадок



3. + KMnO4

* HMnO4 + KCl

обесцвечивание, исчезновение фиолетового окрашивания

Для повышения специфичности доказательства подлинности реакции проводят в микрокристаллоскопическом варианте, можно также использовать температуру плавления осадков, их растворимость в различных растворителях.

Для новокаина гидрохлорида, т.е. для органического основания, используют также реакцию выделения основания в виде маслянистой жидкости.

+ NaOH

+ NaCl + H2O

III. Сложно-эфирная группа

Новокаина гидрохлорид содержит сложно-эфирную группу, образованную конденсацией кислоты и спирта. Для его идентификации возможно использование реакции гидролитического разложения (водой).

Гидролитическое разложение (гидролиз) проводится в присутствии кислоты или щелочи. Образующиеся продукты гидролиза идентифицируют по физическим свойствам (запаху) или химическими реакциями на функциональные группы, которые образовались в результате гидролиза.

- гидролиз в присутствии кислоты:

- гидролиз в присутствии щелочи:

Идентификацию производных п-аминобензойной кислоты можно осуществить с помощью общих реакций на первичные ароматические амины. Они образуют шиффовы основания, вступая во взаимодействие с альдегидами, например, с п-диметиламинобензальдегидом в присутствии концентрированной серной кислоты (с. 6).

3. Количественное определение

Первичная ароматическая аминогруппа

Для количественного определения новокаина гидрохлорида ГФ рекомендует нитритометрический метод.

Нитритометрический метод, вариант диазотирования основан на свойстве лекарственных средств, содержащих первичную ароматическую аминогруппу, диазотироваться натрия нитритом в кислой среде. Титрование проводят в присутствии калия бромида (катализатор) при пониженной температуре (не выше 18? С) и медленном добавлении титранта от красного до желтого окрашивания.

Кстех. = 1

fэкв. = Кстех. * РЧ = 1 * 1 = 1

Э = fэкв. * М.м. = 1 * 1 * 272,78 = 272,78

Т = Э * М/1000 = 272,78 * 0,1/1000 = 0,027278 г/мл (по ГФ XI)

Т = М * М.м * Кстех. = 0,1 * 272,78 * 1 = 27, 278 мг/мл (по ГФ XII)

Индикация конечной точки титрования проводится несколькими способами:

- потенциометрически;

- с помощью внутренних индикаторов, например, тропеолин 00 или его смесь с метиленовым синим, нейтральный красный. Избыток титранта окисляет индикатор и его окраска изменяется.

- с использованием внешнего индикатора - йодидкрахмальной бумаги (пропитанной водными растворами крахмала и калия йодида фильтровальной бумаги), на нее в конец титрования наносят каплю раствора из колбы, в которой находится анализируемый раствор, по окончании диазотирования на бумаге появляется синее пятно от выделившегося йода. Это свидетельствует о появлении в титруемом растворе некоторого избытка титранта и наступлении точки эквивалентности.

2NaNO2 + 2KI + 4KCl > I2 + 2NO + 2HCl + 2NaCl + 2H2O

I2 + KI + крахмал > синее окрашивание

Методы галоидирования (броматометрический, йодометрический, йодхлорометрический) основаны на электрофильном замещении атомов водорода ароматического кольца, активированного первичной аминогруппой, атомами галогена.

А) Броматометрический метод, для определения новокаина гидрохлорида используют способ прямого титрования. Хотя в целом метод имеет ограниченное применение в анализе лекарственных средств, содержащих первичную ароматическую аминогруппу в связи со свойством последних окисляться избытком брома. Титруют калия броматом в присутствии калия бромида с индикатором метиловым оранжевым или метиловым красным от розовой окраски до обесцвечивания. В точке эквивалентности избыточная капля калия бромата выделяет бром, который окисляет индикатор и раствор обесцвечивается.

KBrO3 + 5KBr + 3H2SO4 > 3Br2 + 3K2SO4 + 3H2O

Br2 + 2KI > I2 + 2KBr

Кстех. = 0,1 М KBrO3 УЧ = 1/6

fэкв. = Kстех. * УЧ =

Э = fэкв. * М.м. = г/моль

Т = Э * М/1000 = * /1000 = г/мл (по ГФ XI)

Т = М * М.м * Кстех. = мг/мл (по ГФ XII)

Б) Йодометрический метод, способ обратного титрования. Атомы водорода ароматического кольца в данном случае замещаются на йод:

Для связывания кислоты йодистоводородной, смещающей равновесие в обратную сторону, добавляют натрия ацетат или гидрокарбонат:

HI + NaHCO3 > NaI + H2O + CO2

HI + CH3COONa > NaI + CH3COOH

В обратном титровании избыток йода оттитровывают натрия тиосульфатом:

I2 + 2Na2S2O3 > 2NaI + Na2S4O6

Kстех. = ј 0,1 М Na2S2O3 РЧ = 1

fэкв. = Kстех. * РЧ = ј * 1 = ј

Э = fэкв. * М.м. = ј * 272,78 = 68,195 г/моль

Т = Э * М/1000 = 68,195 * 0,1/1000 = 0,0068195 г/мл (по ГФ XI)

Т = М * М.м * Кстех. = 0,1 * 272,78 * ј = 6,8195 мг/мл (по ГФ XII)

В) Йодхлорометрический метод, способ обратного титрования. Избыток йодмонохлорида определяют йодометрически.

ICl + KI > I2 + KCl

I2 + 2Na2S2O3 > 2NaI + Na2S4O6

Kстех. = ј

0,1 М Na2S2O3 РЧ = 1

fэкв. = Kстех. * РЧ = ј * 1 = ј

Э = fэкв. * М.м. = ј * 272,78 = 68,195 г/моль

Т = Э * М/1000 = 68,195 * 0,1/1000 = 0,0068195 г/мл (по ГФ XI)

Т = М * М.м * Кстех. = 0,1 * 272,78 * ј = 6,8195 мг/мл (по ГФ XII)

4. Третичная алифатическая аминогруппа

Так как новокаина гидрохлорид является солью слабого органического основания, то применяются следующие методы количественного определения:

Алкалиметрический метод вытеснения (нейтрализация) основан на свойстве титрантов - сильных оснований (щелочей) вытеснять слабые основания из их солей в присутствии органических растворителей (хлороформ), которые извлекают выделяющееся основание, т.к. последнее изменяет окраску индикатора до точки эквивалентности и результат анализа будет занижен. Индикатор фенолфталеин.

+ NaOH

+ NaCl + H2O

Кстех. = 1 0,1 М NaOH РЧ = 1

fэкв. = Kстех. * РЧ = 1 * 1 = 1

Э = fэкв. * М.м. = 1 * 272,78 = 272,78 г/моль

Т = Э * М/1000 = 272,78 * 0,1/1000 = 0,027278 г/мл (по ГФ XI)

Т = М * М.м * Кстех. = 0,1 * 272,78 * 1 = 27,278 мг/мл (по ГФ XII)

Ацидиметрический метод в неводных средах (в среде протогенного растворителя). Новокаина гидрохлорид (соль галогенводородной кислоты азотсодержащего органического основания) титруют в присутствии уксусного ангидрида для связывания галоген-ионов в трудно диссоциируемое соединение 0,1 М раствором хлорной кислоты с визуальным или потенциометрическим окончанием. Индикатор кристаллический фиолетовый. Необходимость добавления уксусного ангидрида определяется тем, что галогенводородные кислоты, которые выделяются при титровании, могут ионизировать даже в неводной среде и вновь вступать в реакцию солеобразования с анализируемым соединением, т.к. лекарственное средство окажется недотитрованным (определение не пройдет количественно и результат будет занижен).

Основание будет протонироваться водородом собственной кислоты:

+ Cl

Хлорид-ион связывается уксусным ангидридом в среде уксусной кислоты безводной: O

CH3 - C O

O + Cl CH3 - C + CH3COO

CH3 - C Cl

O



Используется титрант - хлорная кислота в среде уксусной кислоты безводной:

HClO4 + CH3COOH ClO4 + CH3COOH2

Протонированное основание нейтрализуется хлорной кислотой:

+ ClO4 ClO4

Уксусная кислота регенерируется:

CH3COO + CH3COOH2 2CH3COOH

Кстех. = 1 0,1 М HClO4 РЧ = 1

fэкв. = Kстех. * РЧ = 1 * 1 = 1

Э = fэкв. * М.м. = 1 * 272,78 = 272,78 г/моль

Т = Э * М/1000 = 272,78 * 0,1/1000 = 0,027278 г/мл (по ГФ XI)

Т = М * М.м * Кстех. = 0,1 * 272,78 * 1 = 27,278 мг/мл (по ГФ XII)

Сложно-эфирная группа

Алкалиметрический метод, вариант гидролиза, способ обратного титрования, т.к. реакция гидролиза протекает при нагревании во времени. В основе метода лежит реакция щелочного гидролиза в присутствии избытка титрованного раствора натрия гидроксида, который далее оттитровывают кислотой. Индикатор метилоранж в точке эквивалентности окрашивает раствор в оранжево-красный цвет. Параллельно проводят контрольный опыт.

Возможно также аргентометрическое определение новокаина гидрохлорида по хлорид-иону по методу Фаянса. Титруют стандартным 0,1 М раствором серебра нитрата, добавив разведенную уксусную кислоту до соломенно-желтого цвета.

Титруют до появления сиреневой окраски.

Кстех. = 1 0,1 М AgNO3 РЧ = 1

fэкв. = Kстех. * РЧ = 1 * 1 = 1

Э = fэкв. * М.м. = 1 * 272,78 = 272,78 г/моль

Т = Э * М/1000 = 272,78 * 0,1/1000 = 0,027278 г/мл (по ГФ XI)

Т = М * М.м * Кстех. = 0,1 * 272,78 * 1 = 27,278 мг/мл (по ГФ XII)

5. Инструментальные методы количественного определения лекарственного средства

Фотоэлектроколориметрический (ФЭК) и спектрофотометрический (СФ) метод основан на свойстве самого новокаина гидрохлорида или окрашенных продуктов его реакции с различными реагентами поглощать немонохроматический (ФЭК) или монохроматический (СФ) свет в видимой или УФ - области спектра. Максимум светопоглощения для новокаина гидрохлорида равен 298 нм (растворитель - вода) или 290 нм (0,001 М раствор соляной кислоты). Данные методы проводятся на основе реакций образования азокрасителя или шиффовых оснований (с. 5-6).

В основе определения здесь лежат следующие стадии:

- растворение в подходящем растворителе в случае анализа по собственному поглощению;

- получение окрашенных растворов;

- измерение оптической плотности (А), характеризующей поглощение электромагнитного излучения раствором, содержащим анализируемое вещество;

- проведение расчетов на основе основного закона светопоглощения с использованием калибровочного графика, удельного коэффициента поглощения или раствора стандартного образца.

Инструментальные методы определения чистоты лекарственного средства

Определение проводят методом тонкостенной хроматографии.

Испытуемый раствор готовят растворением 0,2 г субстанции в 0,6 мл воды и разбавляют спиртом 96% до 10 мл.

Раствор сравнения готовят растворением 0,01 г 4-аминобензойной кислоты и 0,01 г анестезина в 100 мл спирта 96%. 1 мл полученного раствора разбавляют спиртом 96% до 10 мл.

На линию старта пластинки со слоем силикагеля 60 F254 наносят 20 мкл (400 мкг) испытуемого раствора и 20 мкл (0,2 мкг 4-аминобензойной кислоты и 0,2 мкг анестезина) раствора сравнения. Пластинку с нанесенными пробами сушат на воздухе, помещают в камеру со смесью бензол - ацетон (4:1) и хроматографируют восходящим методом. Когда фронт подвижной фазы дойдет до конца пластинки, ее вынимают из камеры, сушат на воздухе и просматривают в УФ-свете при 254 нм.

Пятна посторонних примесей на хроматограмме испытуемого раствора, находящиеся на уровне пятен 4-аминобензойной кислоты и анестезина, по совокупности величины и интенсивности поглощения не должны превышать соответствующие пятна на хроматограмме раствора сравнения (не более 0,05% каждой примеси).



Заключение

В своей курсовой работе я изучила реакции подлинности и методы количественного определения [2-(Диэтиламино)-этил]-4-аминобензоата гидрохлорида, т.е. новокаина гидрохлорида. Предложенное лекарственное средство относится к производным п-аминобензойной кислоты.

Подлинность новокаина гидрохлорида доказывается соответствующими реакциями, согласно имеющимся функциональным группам в составе исследуемого соединения.

Для количественного определения новокаина гидрохлорида предлагается немалое число различных методов в зависимости от содержащихся в лекарственном средстве функциональных групп.

Основным методом количественного определения новокаина гидрохлорида, рекомендованным Государственной фармакопеей XII издания, является нитритометрический метод. Титрантом (рабочим раствором) является натрия нитрит. 1 мл 0,1 М раствора натрия нитрита соответствует 27,28 мг новокаина гидрохлорида. Возможно проведение индикации конечной точки титрования несколькими способами.

Инструментальные методы определения используются не только для нахождения количественного содержания лекарственного вещества, но и для установления его чистоты.

Таким образом, для установления подлинности, доброкачественности, чистоты, количественного содержания фармакологически активного компонента лекарственного средства используются все этапы определения в комплексе. Конечно, каждый из этих этапов имеет свою конкретную цель, но рассматривать их нужно вместе. Все это вкупе составляет фармакопейный анализ, составная часть фармацевтического анализа, содержащий эти этапы, взаимосвязанные и взаимодополняющие друг друга и отражающие комплексный характер оценки качества лекарственного средства.

Список литературы

1. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2х ч. Учебное пособие. /В.Г.Беликов.-4 изд., перераб. и доп.- М.МЕД пресс-информ, 2007 - 624с.

2. Государственная Фармакопея Российской федерации: 12е изд., Ч.1 /Издательство “Научный центр экспертизы средств медицинского применения», 2008 - 704 с.

3. Государственная фармакопея СССР: ХI издание. Вып. 1 и 2. М.: Медицина, 1986.-368 с., 336с.

4. Избранные лекции по фармацевтической химии. Ч1. Общая фармацевтическая химия, лекарственные средства неорганической природы./под. ред. Л.А. Чекрышкиной.- Пермь, 2012.-324 с.

5. Чекрышкина Л.А., Березина Е.С., Киселева А.А., Чиркова З.Г. Общие фармакопейные методы анализа (избранные главы) - Учебное пособие для самостоятельной работы студентов заочного факультета, изд.4-е - Пермь, ПГФА, 2010г. - 106с.

6. Анализ лекарственных средств по функциональным группам. Под ред. Проф. Чекрышкиной Л.А. - Пермь: ПГФА, 2014. - 123с.

7. Методы титриметрического анализа лекарственных средств: Учеб.пособие/под общей ред. профессора Л.А. Чекрышкиной.- Пермь, 2012.- 131 с.

Размещено на Allbest.ru

...