Билет 15
К пуриновым алкалоидам относятся метилированные производные ксантина - теобромин (содержится в какао), кофеин (кофе и чай) и теофиллин (чай).
В основе химической структуры указанных лекарств лежит бициклическая система пурина, существующая в виде 2 изомера:
ЛС- производные пурина по химическому строению разделяются на следующие гр: производные ксантина, нуклеозиды и нуклеотиды пурина(рибоксин, АТФ, динатриевая соль аденозитрифосфорной кислоты); синтетические произодные пурина и близкие по строению.
Свойства. Все препараты, производные ксантина являются белыми кристаллическими порошками без запаха.
Кислотно-основные свойства. Амфотерные свойства теофиллина и теобромина объясняются тем, что у азота в положениях 2 (теобромин) и 7 (теофиллин) имеется подвижный атом водорода, способный вступать в реакции со щелочами, а азот в положении 9, имеющий неподелённую пару электронов, обусловливает основной характер.
Кислотные свойства теобромина и теофиллина не одинаковы. У теобромина они обусловлены наличием атома водорода у азота в положении 1, находящегося между двумя карбонильными группами, где может происходить миграция водорода от азота к кислороду (рКа 10,55).
У теофиллина водород находится у азота в положении 7 имидазольного цикла, который сам обладает амфотерными свойствами, поэтому кислотный характер теофиллина более выражен (рКа 8,77).
Кофеин (Coffeinum)- 1,3,7 – триметилксантин
Описание: белые шелковистые игольчатые кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха, горьковатого вкуса. На воздухе выветривается, при нагревании возгоняется.
Растворимость: медленно растворим в воде (1:60), легко растворим в горячей воде и хлороформе, трудно растворим в спирте, очень мало растворим в эфире.
Подлинность:
1)ИК-спектр должен совпадать со спектром стандарта. НЕ ГФ
2)УФ-спектр раствора кофеина в 0,1М растворе соляной кислоты в области 250-300 нм имеет максимум светопоглощения при 273 нм. НЕ ГФ
3)Кофеин дает мурексидную пробу (общ.гр. реакция) по схеме:
4) ГФ.Идентифицировать производные ксантина, являющиеся третичными основаниями, можно с помощью осадительных (общеалкалоидных) реактивов. Кофеин и пентоксифиллин с 0,1 % раствором танина образуют белые осадки танатов, растворимые в избытке реактива. Раствор кофеина в горячей воде при добавлении 0,1М раствора йода остается прозрачным, но при дабавлении нескольких капель хлороводородной кислоты образуется бурый осадок, растворимый в избытке раствора гидроксида натрия:
5) ГФ XI. При добавлении раствора йода раствор должен оставаться прозрачным, но при добавлении нескольких капель хлороводородной кислоты образуется бурый осадок, растворимый в избытке раствора натрия гидроксида.
Испытания на чистоту
Проверяют ПДК примесей (посторонних алкалоидов, теобромина, теофиллина, тяжелых металлов).
1) ПО ГФ X. Метод неводного титрования: Около 0,15 г предварительно высушенного при 80 0 до постоянного веса препарата (точная навеска) растворяют в 10 мл уксусного ангидрида при нагревании на вод. Бане, + 20 мл бензола, 5 к крист. фиолетового и титруют 0,1 н. раствором хлорной кислоты до получения желтого окрашивания.
2). Цериметрический метод: избыток сульфата церия (IV) в кислой среде при нагревании окисляет кофеин до 1,3-диметилаллоксана. Избыток сульфата церия устанавливают йодометрическим методом после добавления 10% раствора иодида калия и хлороформа. В качестве титранта используют тиосульфат натрия (индикатор крахмал).
3) Обратный йодометрический метод: основан на способности образовывать перйодиды в кислой среде. Избыток титрованного раствора йода, содержащего иодид калия, осаждает из раствора кофеин в виде перйодида.
4) Гравиметрический метод используют для количественного определения кофеина в смесях. Метод основан на его извлечении с помощью хлороформа.
5) Спектрофотометрический метод: растворитель – вода (272 нм).
Хранение
Применение
Применяют внутрь по 0,05–0,1 г 2–3 раза в день в качестве стимулятора центральной нервной системы, кардиотонического средства, при спазмах сосудов. Последние исследования показали, что кофеин может предохранять организм от вредного воздействия радиации.
Caffein-benzoate Sodium
Кофеин-бензоат натрия
Получение кофеин-бензоата натрия обусловлено способностью кофеина образовывать стойкие двойные соли с солями органических кислот. Кофеин-бензоат натрия получают смешением водных растворов, содержащих 40% кофеина и 60% натрия бензоата. Затем раствор выпаривают досуха.
Описание
Белый порошок без запаха.
Растворимость
Легко растворим в воде, умеренно растворим в этаноле, практически нерастворим в эфире и хлороформе. Водные растворы двойных солей имеют щелочную реакцию.
Подлинность
УФ-спектрофотометрия : УФ-спектр раствора кофеина-бензоата натрия в 0,1 М растворе хлороводородной кислоты имеет максимум светопоглощения в области 270-273 нм.
Мурексидная проба . Кофеин. 3-4 к р-а выпаривают в форфоровой чашке на вод. бане досуха. К остатку + по 10 к мл разв. HCl и H2O2 и опять выпаривают на вод. бане досуха. ПО охлаждению к остатку + 3-5 к р-а аммиака; появл. Пурпурн-красное окрашивание.
Реакции с осадительными .
Кофеин из подщелоченного водного раствора кофеина-бензоата натрия извлекают хлороформом. Хлороформ отгоняют, остаток сушат (при 80°C) и устанавливают температуру плавления кофеина (234–237°C). Присутствие кофеина в кофеина-бензоате натрия подтверждают также положительной реакцией с йодом в присутствии хлороводородной кислоты (образование периодида).
Испытания на чистоту
Проверяют ПДК примесей (хлоридов, сульфатов, тяжелых металлов).
Прозрачность и цветность, кислотность растворов.
Потеря в массе при высушивании.
Количественное определение
Йодометрическое определение кофеина в кофеине-бензоате натрия. Титрантом служит 0,1 М раствор йода. Периодид кофеина осаждают, осадок отделяют, пропуская смесь через вату в сухую колбу. В аликвотной части фильтрата определяют избыток титранта с помощью 0,1 М раствора тиосульфата натрия (индикатор крахмал). Параллельно проводят контрольный опыт.
Метод нейтрализации бензоата натрия в кофеине-бензоате натрия. Титрантом служит 0,5 М раствор хлороводородной кислоты (индикатор смешанный: раствор метилового оранжевого и метиленового синего 1:1). Для извлечения выделяющейся бензойной кислоты определение проводят в присутствии эфира. Кофеин-бензоат натрия должен содержать 38–40% кофеина и 58–62% бензоата натрия.
Спектрофотометрический метод: растворитель – вода (272 нм).
Хранение
Список Б, в хорошо укупоренной таре, в сухом, защищенном от света месте при температуре не выше +25°C.
Применение
Применяют внутрь по 0,05–0,1 г 2–3 раза в день в качестве стимулятора центральной нервной системы, кардиотонического средства, при спазмах сосудов. Последние исследования показали, что кофеин может предохранять организм от вредного воздействия радиации. Кофеин-бензоат натрия лучше растворим в воде, поэтому его можно использовать в виде растворов для инъекций.
Theoрhylline – Теофиллин
Описание
Белый или почти белый кристаллический порошок без запаха.
Растворимость
Мало растворим в холодной воде, легко растворим в горячей воде, мало растворим в этаноле, хлороформе и эфире, растворим в разведенных растворах кислот и щелочей. Ввиду наличия незамещенного атома водорода в положении 7 при растворении теофиллина в щелочах происходит образование солей.
Подлинность
УФ-спектрофотометрия : УФ-спектр раствора теофиллина в 0,1 М растворе хлороводородной кислоты имеет максимум светопоглощения в области 270-273 нм.
ИК-спектроскопия : ИК-спектры теофиллина, снятые в области 4000-400 см –1 , должны иметь полное совпадение полос поглощения с прилагаемым к ФС рисунком спектра или со спектром сравнения.
Реакции с осадительными (общеалкалоидными) реактивами .
Мурексидная проба .
: Теофиллин с солями кобальта образует белый с розоватым оттенком осадок:
Реакции с солями тяжелых металлов :
Серебряная соль теофиллина представляет полупрозрачный студенистый осадок , разжижающийся при нагревании и вновь застывающий при охлаждении:
Теофиллин в отличие от других пуриновых алкалоидов под действием щелочного раствора нитропруссида натрия приобретает характерное зеленое окрашивание, исчезающее после добавления избытка кислоты.
Реакция с хлоридом ртути (II) . Образуется белый кристаллический осадок.
Теофиллин после щелочного гидролиза превращается в теофиллидин, который вступает во взаимодействие с солью диазония, образуя азокраситель красного цвета:
Испытания на чистоту
Проверяют ПДК примесей (посторонних алкалоидов, других пуриновых оснований, тяжелых металлов).
Потеря в массе при высушивании.
Количественное определение
Метод неводного титрования: в смеси хлороформа уксусного ангидрида титруют 0,1 М раствором хлорной кислоты (индикатор кристаллический фиолетовый).
Цериметрический метод: избыток сульфата церия (IV) в кислой среде при нагревании окисляет теофиллин до 1,3-диметилаллоксана. Избыток сульфата церия устанавливают йодометрическим методом после добавления 10% раствора иодида калия и хлороформа. В качестве титранта используют тиосульфат натрия (индикатор крахмал).
Обратный аргентометрический метод основан на определении избытка титрованного раствора нитрата серебра по методу Фольгарду.
Метод косвенной нейтрализации: основан на образовании солей серебра и выделении эквивалентного количества азотной кислоты, которую титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия (индикатор феноловый красный).
HNO 3 + NaOH → NaNO 3 + H 2 O
Спектрофотометрический метод: растворитель – 0,1 М раствор гидроксида натрия (272 нм).
Хранение. Список Б, в хорошо укупоренной таре, в сухом, защищенном от света месте.
Применение. Спазмолитическое (сосудорасширяющее, бронхорасширяющее) и диуретическое средство. Назначают теофиллин по 0,1–0,2 г.
Aminophylline
Аминофиллин (Эуфиллин)
Аминофиллин – соль теофиллина с 1,2-этилендиамином.
Описание. Белый или белый с желтоватым оттенком кристаллический порошок со слабым аммиачным запахом.
Растворимость. Растворим в воде, очень мало растворим в этаноле. Водные растворы двойных солей имеют щелочную реакцию.
Подлинность
1. Мурексидная проба.
2. Реакции с осадительными (общеалкалоидными) реактивами.
3. На этилендиамин: реакция комплексообразования с раствором меди сульфата. Образуется ярко фиолетовое окрашивание в верхнем слое. Зеленое окрашивание в нижнем слое- это теофиллин.
4. Подлинность аминофиллина можно установить путем осаждения теофиллина из водного раствора (полученного при нагревании) с помощью хлороводородной кислоты. Промытый и высушенный теофиллин должен иметь температуру плавления 269–274°C. Из фильтрата с помощью бензоилхлорида в щелочной среде осаждают дибензоилэтилендиамин. Осадок отфильтровывают, промывают водой, перекристаллизовывают из этанола, промывают, сушат. Его температура плавления должна быть 250–251°C.
5. Реакция с раствором 2,4-динитрохлорбензолом. Образуется желтый осадок.
Испытания на чистоту
Проверяют ПДК примесей (посторонних алкалоидов, хлоридов, сульфатов, ионов аммония, тяжелых металлов).
Потеря в массе при высушивании.
Количественное определение
Метод косвенной нейтрализации теофиллина в аминофиллине после нагревания (для удаления этилендиамина) в течение 2,5 ч при 125–130°C.
Метод обратного аргентометрического определения теофиллина в аминофиллине (индикатор амидопирин). Освобождающаяся при титровании азотная кислота нейтрализуется этилендиамином и не мешает титрованию. В эквивалентной точке раствор приобретает синеватое окрашивание.
Экспресс-метод определения теофиллина в аминофиллине в смеси растворителей диметилформамид – вода, титруют 0,1 М водным раствором гидроксида натрия (индикатор тимоловый синий). В этой среде кислотные свойства теофиллина усиливаются настолько, что становится возможным его титрование как кислоты. Содержание воды в точке эквивалентности достигает 20–25% и не оказывает влияния на результаты титрования.
Алкалиметрический метод определения теофиллина и аминофиллина основан на образовании натриевой соли теофиллина. В качестве растворителя используют этанол (при нагревании на водяной бане). Раствор охлаждают и титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия (индикатор тимолфталеин).
Фотоколориметрический метод определения теофиллина в аминофиллине основан на цветной реакции с нитропруссидом натрия и гексацианоферратом (III) калия.
Метод нейтрализации этилендиамина выполняют в отдельной навеске, титруют 0,1 М раствором хлороводородной кислоты (индикатор метиловый оранжевый).
Фотоколориметрический метод определения этилендиамина в аминофиллине основан на цветной реакции с нингидрином.
Аминофиллин должен содержать 80–85% теофиллина и 14–18% этилендиамина.
Хранение
Список Б, в заполненной доверху таре, предохраняя от действия света и влаги.
Применение
Спазмолитическое (сосудорасширяющее, бронхорасширяющее) и диуретическое средство. Назначают внутрь (0,1–0,15 г), внутримышечно (12% и 24% растворы), внутривенно (2,4% растворы).
Теобромин- Theobrominum
3,7- диметиллксантин
Описание. Белый кристаллический порошок, горького вкуса, малорастворим в воде, растворим в растворах кислот и щелочей.
Подлинность.
1.Общая реакция на производные пурина – мурексидная проба.
2. Отличительная от теофилина солью кобальта образует серовато-голубой осадок.
3 С раствором AgNO3 образует, желатинообразный осадок, разжижающийся при нагревании и застывает, при охлаждении.
Количественное определение. Метод Нейтрализации косвенно, аналогично теофиллину. Точную навеску растворяют в горячей воде, прибавляют определенный объем раствора AgNO3 0,1моль/л. Индикатор: Феноловый красный. Титрант: NaOH 0,1моль/л Титруют от желтого до красного окрашивания.
Применение. При спазмах и отеках сосудов сердца. Диуретическое действие. Форма выпуска. Порошок, таблетки.
Хранение. В хорошо укупоренной таре.
Лабораторая работа №5
Анализ производных пурина
Кофеин-бензоат натрия (Coffeinum – natrii benzoas)
Вывод: препарат по своим физическим свойствам соответствует требованиям ГФ.
Подлинность:
Кофеин-бензоат натрия
УФ-спектрометрия
С общеалкалоидными осадительными реактивами. С 0,1 % раствором танина образуется белый осадок, растворимый в избытке реактива.
0,5 г препарата растворяют в 3 мл. воды, добавляют 1 мл. раствора едкого натра, 10 мл. хлороформа и взбалтывают в течении 1- 2 минут. Хлороформный слой фильтруют через фильтр с безводным сульфатом натрия и выпаривают хлороформ на водяной бане. Остаток даёт реакцию подлинности на кофеин:
К 10 мг. Препарата в фарфоровой чашке прибавляют 10 мл соляной кислоты и 0,5 мл перекиси водорода и выпаривают досуха на водяной бане. Прибавляют 1 каплю аммиака – осадок приобретает пурпурно-красную окраску, которая исчезает при добавлении 2-3 капель раствора гидроокиси натрия.
Мурексидная проба на кофеин
Реакция на бензоат. К 2 мл нейтрального раствора бензоата (0,01-0,02 г иона бензоата) прибавляют 0,2 мл раствора хлорида окисного железа; образуется осадок розовато-желтого цвета.
Соль натрия, внесённая в бесцветное пламя, окрашивает его в жёлтый цвет.
Прозрачность и цветность раствора. Раствор 0,5 г препарата в 10 мл воды должен быть прозрачным и бесцветным
Щелочность или кислотность. 0,25 г препарата растворяют в 5 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды и прибавляют несколько капель раствора фенолфталеина. Раствор не должен окрашиваться в розовый цвет. Розовая окраска должна появляться от прибавления не более 0,15 мл 0,05 н. раствора едкого натра.
Органические примеси . 0,3 г препарата растворяют в 3 мл концентрированной серной кислоты. Окраска раствора не должна быть интенсивнее эталона № 5а.
Хлориды . 0,1 г препарата растворяют в 5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта. Полученный раствор должен выдерживать испытание на хлориды (не более 0,02% в препарате).
Сульфаты . 0,5 г препарата растворяют в 5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта. Полученный раствор должен выдерживать испытание на сульфаты (не более 0,02% в препарате).
Тяжелые металлы. 0,5 г препарата растворяют в 10 мл воды. Полученный раствор должен выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате).
Потеря в весе при высушивании. Около 0,5 г препарата (точная навеска) сушат при 80° до постоянного веса. Потеря в весе не должна превышать 5%.
Количественное определение кофеина-бензоата натрия по к офеину.
Около 0,1 г порошкарастворяют в 10 мл воды в мерной колбе вместимостью 50 мл, прибавляют 2 мл разведенной серной кислоты, 8мл 0,1 моль/лраствора йода, объем доводят водой до метки и перемешивают. После отстаивания в течение 15 мин раствор быстро фильтруют через слой ваты в сухую колбу, прикрывая воронку часовым стеклом. Первые 10мл фильтрата отбрасывают. Переносят 25 мл фильтрата в колбу и избыток йодаоттитровывают0,1 моль /л растворомнатрия тиосульфата до обесцвечивания (индикатор - крахмал).
Параллельно проводят контрольный опыт, титруя раствор йода после фильтрования (А мл).
1 мл 0,1 моль/л раствора йода соответствует 0,004855 г безводного кофеина. Содержание кофеина-бензоата натрия (X) в граммах вычисляют по формуле:
где Р - средняя масса порошка, г; 2,564 - коэффициент пересчета на кофеин-бензоат натрия при содержании 38 - 40% кофеина в препарате.
Метод йодометрии. Основан на образовании осадка перйодида кофеина в кислой среде, который отфильтровывают и в фильтрате определяют избыток йода.
Дана ЛФ:
Кофеина-бензоата натрия 0,05 г
Сахара 0,1 г
Заключение:
Хранение: бывший список Б, в хорошо укупоренной таре.
Применение: стимулятор ЦНС, кардиотоническое средство.
Natrii benzoas
C 7 H 5 NaО 2 М. м. 144,11
Описание. Белый кристаллический или аморфный порошок без запаха или с очень слабым запахом.
Растворимость. Легко растворим в воде, умеренно растворим в спирте 90 %, практически нерастворим в эфире и хлороформе (ГФ XI, вып.1, с.175).
Подлинность. Ультрафиолетовый спектр 0,001% водного раствора препарата в области от 220 до 300 нм имеет максимум поглощения при 226 нм ± 2 нм.
0,2 г препарата в 2 мл воды дают характерную реакцию на бензоаты (ГФ XI, вып. 1, с. 159).
Прозрачность раствора. Раствор 1 г препарата в 10 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды должен быть прозрачным или выдерживать сравнение с эталонным раствором 1 (ГФ XI, вып. 1, с. 198).
Цветность раствора. Раствор 0,5 г препарата в 5 мл свежепрокипяченной и охлажденной воды должен быть бесцветным (ГФ XI, вып.1, с. 194).
Щелочность и кислотность. К раствору, полученному в испытании на “Прозрачность“, прибавляют 0,1 мл фенолфталеина. Окраска раствора должна измениться от прибавления не более 0,2 мл 0,1 М раствора натра едкого или 0,2 мл 0,1 М раствора кислоты хлористоводородной.
Хлориды. 0,1 г препарата растворяют в 5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта 95%. Полученный раствор должен выдерживать испытание на хлориды (не более 0,02% в препарате; ГФ XI, вып. 1, с. 165).
Сульфаты. 0,5 г препарата растворяют в 4,5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта 95% и 0,5 мл кислоты хлористоводородной разведенной. Полученный раствор должен выдерживать испытание на сульфаты (не более 0,02% в препарате; ГФ XI, вып. 1, с. 165).
Тяжелые металлы. 0,5 г препарата растворяют в 5 мл воды, прибавляют 5 мл спирта 95 %. Полученный раствор должен выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате;ГФ XI, вып. 1, с. 165).
Потеря в весе при высушивании. Около 0,5 г препарата (точная навеска) сушат при температуре от 100 до 105°С до постоянной массы. Потеря в массе не должна превышать 2,0 % (ГФ XI, вып. 1, с. 176).
Количественное определение. Около 1,5 г препарата (точная навеска) растворяют в 20 мл воды в колбе с притертой пробкой, вместимостью 250 мл, прибавляют 45 мл эфира, 0,2 мл индикатора и титруют 0,5 М раствором кислоты хлористоводородной до появления сиреневой окраски в водном слое. В конце титрования содержимое колбы хорошо встряхивают.
1 мл 0,5 М раствора кислоты хлороводородной соответствует 0,07205 г С 7 H 5 NaO 2 . Препарат содержит не менее 99,0 % г С 7 H 5 NaO 2 в пересчете на сухое вещество.
Примечание. Приготовление индикатора. 1 мл 0,1 % раствора метилового оранжевого смешивают с 1 мл 0,15% раствора метиленового голубого. Раствор применяется свежеприготовленным.
Хранение. В сухом, защищенном от света месте, при температуре выше + 25 0 С.
Контрольные вопросы и ситуационные задачи.
1. Объяснить с электронной точки зрения кислые свойства фенолов.
2. Какова область применения в фармацевтическом анализе реакций электрофильного замещения фенолов? Привести примеры.
3. Одним из химических свойств фенолов является их хорошая окисляемость с последующей конденсацией исходных и образовавшихся продуктов. Привести примеры реакций данного типа с хлорамином или хлорной известью на примере фенола, с реактивом Марки (формальдегид с концентрированной серной кислотой) на примере резорцина.
4. Приведите уравнения реакций сочетания фенолов с солью диазония в щелочной среде на примере фенола и резорцина.
5. Из реакций замещения в фармацевтическом анализе используется способность фенолов бромироваться и нитроваться. Какие продукты при этом получаются? Как эти реакции можно использовать для подтвержения подлинности производных фенола? Привести уравнения реакций на примере синестрола (бромирование) и фенола (нитрование).
6. Продукт нитрования фенола используется в фармацевтической химии как реактив. Написать его формулу, привести химическое и тривиальное названия, а так же реакцию, в которой он выступает в качестве реагента.
7. Одной из общих реакций идентификации на фенольный гидроксил является реакция с хлорным железом. Назовите тип реакции. Какие из перечисленных веществ не дают этой реакции: фенол, ментол, резорцин, тимол.
8. ГФ Х для испытания подлинности резорцина рекомендует реакцию образования флюоресцина. Напишите уравнение реакции, назовите ее тип и стадии.
9. Обоснуйте йодо- и йодохлорметрические методы анализа резорцина, Чему будет равен фактор эквивалентности препарата.
10. Какие химические свойства викасола используются в цериметрическом и йодометрическом методах количественного определения.
11. Химические свойства ароматических кислот и их солей.
12. Способы получения ароматических кислот и их производных.
13. Общие и частные методы идентификации препаратов данной группы.
14. Общие и частные методы количественного определения.
15. Условия хранения препарата в зависимости от химического состава.
16. Обоснуйте фармакопейный метод количественного определения натрия бензоата. С какой целью определение ведётся в присутствии эфира. Приведите уравнения, выведите фактор эквивалентности.
17. Количественный анализ натрия бензоата по фармакопейной методике проводят ацидиметрическим методом вытеснения. Рассчитайте титр, если в качестве титрованного раствора будет использован раствор хлороводородной кислоты (0,5 моль/л).
18. Сделайте заключение о качестве тимола, если по методике ГФ на титрование навески 0,1501 г израсходовалось 13,0 мл раствора калия бромата (0,1 моль/л, УЧ 1/6 KBrO 3).
19. Рассчитайте массу порошка растертых таблеток викасола, чтобы на титрование по методике ГФ израсходовалось 22,5 мл раствора церия (IV) сульфата (0,1 моль/л, УЧ 1/2 Ce(SO 4) 2). Средняя масса таблетки 0,1014 г.
20. Какую навеску резорцина следует взять, чтобы при определении йодхлорметрическим методом на обратное титрование выделившегося йода пошло 10 мл натрия тиосульфата (0,1 моль/л), объем йода монохлорида был 30 мл (0,1 моль/л, УЧ ½ ICl).
Список литературы для подготовки.
1. Беликов, В.Г. Фармацевтическая химия: Учеб. Для вузов. – Пятигорск, 2003. С. 258-266.
2. Фармацевтическая химия: Учеб. Пособие / Под ред. А.П. Арзамасцева. – 2-е изд., испр. – М.: ГОЭТАР-Медиа, 2005.
3. Химический анализ лекарственных веществ по функциональным группам. Учебно-методическое пособие для студентов фармацевтического факультета. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской государственной медицинской академии, 2003.
4. Органические лекарственные препараты. Ароматические соединения. Краткий конспект лекций. – Нижний Новгород: Изд-во Нижегородской медицинской академии, 2004.
1,3,7-триметил-ксантин моногидрат
Получение:
2. Синтетическим путём
а) Синтез Траубе (для теофиллина и кофеина):
Описание: Белые шелковистые игольчатые кристаллы или белый кристаллический порошок горьковатого вкуса, без запаха.
Растворимость: Медленно растворим в воде, ЛР в горячей, ТР в спирте. Растворы имеют нейтральную реакцию.
Подлинность:
1. Мурексидная проба (окисление в кислой среде с разрушением имидазольного цикла):
2. ГФ – УФ спектр, 1 максимум;
3. реакция с I 2: при добавлении к кофеину раствора I 2 не должно быть ни осадка, ни помутнения, однако, если мы подкислим раствор выпадает бурый осадок Coff I 4 HI, растворимый в NaOH
Coff + I 2 à нет реакции à (при подкислении) Coff I 4 HI¯, растворимый в NaOH.
4. При добавлении танина образуется белый осадок растворимый в избытке реактива.
НеГФ:
1. МФ – ИК спектр в сравнении со стандартом.
2. В щелочной среде разрушается пиримидиновый цикл:
3. Реакция азосочетания:
Чистота:
1. Посторонние алкалоиды – недопустимы. Раствор препарата не должен давать осадок с реактивом Майера.
2. Теобромин и теофиллин – недопустимы. ТСХ. На хроматограмме допускается только 1 пятно.
3. Органические примеси с к.H 2 SO 4 – должен быть прозрачным и бесцветным.
Количественное определение:
1. Неводное титрование. Кофеин растворяют в хлороформе и добавляют уксусный ангидрид. Индикатор – кристаллический фиолетовый, титруют до желтой окраски.
2. Обратная йодометрия (ГФ для кофеина-бензоата натрия):
Coff + I 2 + KI + H 2 SO 4 à Coff I 4 HI + KHSO 4
I 2 + 2Na 2 S 2 O 3 à Na 2 S 4 O 6 + 2NaI
Прежде чем титровать избыток йода, надо отфильтровать осадок.
4. ФЭК (по реакции образования азокрасителя).
Хранение: список Б. В хорошо укупоренной таре.
Применение: Применяют кофеин (и кофеин-бензоат натрия) при инфекционных и других заболеваниях, сопровождающихся угнетением функций ЦНС и сердечно-сосудистой системы, при отравлениях наркотиками и другими ядами, угнетающими ЦНС, при спазмах сосудов головного мозга (при мигрени и др.), для повышения психической и физической работоспособности, для устранения сонливости. Применяют также кофеин при энурезе у детей.
Кофеин как психистимулятор оказывает тонизирующее действие на ЦНС, повышает выносливость при физических и психических нагрузках.
Кофеин является антагонистом аденозина. При совместном применении кофеина и барбитуратов, примидона, противосудорожных ЛС (производные гидантоина) возможно усиление метаболизма и увеличение клиренса кофеина. Кофеин снижает всасывание препаратов Ca 2 + в ЖКТ и эффект наркотических и снотворных ЛС; ускоряет всасывание и усиливает действие сердечных гликозидов. Совместное применение кофеина:
С р-адреноблокаторами может приводить к взаимному подавлению терапевтических эффектов;
Адренергическими бронхорасширяющими ЛС - к дополнительной стимуляции ЦНС и другим аддитивным токсическим эффектам.
Кофеин может снижать клиренс теофиллина и, возможно, других ксантинов, увеличивая возможность аддитивных фармакодинамических и токсических эффектов.
Контроль качества
Определение подлинности. Контроль качества производных ксантина основан на реакциях окисления, комплексообразования, осаждения, разложения, электрофильного замещения.
Общей реакцией идентификации является образование мурексида - аммонийной соли пурпуровой кислоты.
В качестве примера рассмотрим методику идентификации теофиллина с использованием мурексидной пробы. Для этого к 0,01 г субстанции теофиллина добавляют 10 капель 30% Н 2 О 2 , 1 каплю разведенной HCl и выпаривают пробу на водяной бане досуха. Остаток имеет желто-красное окрашивание. При добавлении раствора аммиака (2-3 капли) появляется красно-фиолетовое окрашивание, которое исчезает при добавлении 2-3 капель раствора натрия гидроксида.
Образование мурексида протекает в несколько стадий (на примере мочевой кислоты):
Последующая конденсация продуктов приводит к образованию пурпуровой кислоты:
Добавление аммиака или аммонийной соли сопровождается образованием аммонийной соли пурпуровой кислоты (мурексида):
Окраска продукта реакции - мурексида - усиливается существованием мезомерных форм аниона:
Производные ксантина вступают в реакции с общеалкалоидными реактивами (см. приложение 5). С раствором танина образуют белый осадок, растворимый в избытке реактива. С реактивом Драгендорфа (тетрайодовисмутат(Ш) калия) образуется оранжевый осадок. Реакция основана на замещении лиганда во внутренней сфере комплексного иона на молекулу субстрата. Образуется малорастворимый электронейтральный комплекс:
Горячий, подкисленный раствором HCl, раствор кофеина при добавлении 0,1 моль/л раствора йода образует бурый осадок, также растворимый в избытке реактива:
Дифференцирующие реакции производных ксантина основаны на их кислотно-основных свойствах. Теобромин как слабая NH- или OH- кислота образует с ионами Co 2 +, Cu 2 +, Ag+ малорастворимые соли. Солеобразованию предшествует реакция растворения производных ксантина в щелочном растворе:
Взаимодействие аммонийной соли теобромина с ионами тяжелых металлов происходит при нагревании. Например, при добавлении раствора серебра нитрата образуется белый кристаллический осадок:
Взаимодействие теофиллина с ионами серебра, меди, кобальта протекает аналогично - путем замещения водорода в 7NHкислотном центре. В обоих случаях щелочность раствора не должна превышать значений рН образования гидроксидов Cu(OH) 2 , Co(OH) 2 и оксида Ag 2 O. В отличие от кристаллического теобромината теофиллинат серебра - студенистый осадок, растворимый при нагревании.
Реактивом, позволяющим отличить друг от друга теофиллин, теобромин и кофеин (не вступает в реакцию с солями тяжелых металлов), является раствор кобальта хлорида. Теофиллин образует белый с розовым оттенком осадок, теобромин - сероголубой:
В щелочной среде при нагревании ЛВ-производные ксантина подвергаются разложению, сопровождающемуся раскрытием пуринового цикла. Например, при нагревании щелочного раствора кофеина образуется кофеидин - антагонист кофеина:
Кофеидин вступает в реакцию с солью диазония, образуя азокраситель красного цвета:
Определение подлинности кофеин-бензоат натрия проводят, основываясь на реакциях, характерных для кофеина и бензоатнатрия. Бензоат-натрия дает характерные реакции на ион натрия и бензоаты (см. приложение 4):
Подлинность эуфиллина устанавливают реакцией осаждения теофиллина из водного раствора. Осадок, промытый и высушенный до постоянной массы, должен иметь температуру плавления 269-274 °С.
Экспресс-анализ эуфиллина проводят по этилендиамину реакцией комплексообразования. К раствору эуфиллина добавляют несколько капель раствора меди(Н) сульфата. Появляется фиолетовое окрашивание.
Испытания на чистоту. Определяют содержание допустимых примесей посторонних алкалоидов. При испытании кофеина примеси других пуриновых алкалоидов устанавливают с помощью реактива Майера (см. приложение 5), который не дает положительную реакцию с кофеином. В теобромине и теофиллине контролируют содержание кофеина и других родственных алкалоидов, применяя в том числе метод ТСХ:
Испытуемый раствор. 0,2 г исследуемой субстанции растворяют в смеси из 4 частей метанола и 6 частей хлороформа, разводят до 10 мл смесью тех же растворителей.
Раствор сравнения. 0,5 мл испытуемого раствора разводят до 100 мл смесью из 4 частей метанола и 6 частей хлороформа. На пластину, покрытую силикагелем, наносят 10 мкл каждого раствора. Пластину опускают в смесь из 10 объемов концентрированного аммиака, 30 объемов ацетона, 30 объемов хлороформа, 40 объемов бутанола. Прикрывают хроматографическую камеру покровным стеклом. После окончания хроматографирования оставляют на воздухе для высыхания и исследуют пятна в ультрафиолетовом свете при 254 нм. Пятна на хроматограмме, полученные с испытуемым раствором и раствором сравнения, должны быть равнозначны по размеру и расстоянию, пройденному от линии старта.
Количественное определение. Количественное определение производных ксантина основано на их кислотно-основных свойствах. Содержание действующих веществ в субстанциях кофеина и теофиллина определяют методом кислотно-основного титрования в неводной среде:
Точную навеску теофиллина (около 0,2 г) растворяют в 10 мл безводной уксусной кислоты, добавляют 75 мл этиленхлорида;
Титруют 0,1 моль/л раствором HClO 4 , определяя точку эквивалентности потенциометрическим методом.
1 мл 0,1 моль/л HClO 4 эквивалентен 23,03 мг C 14 H 18 N 2 O. В растворе титранта образуется ионная пара:
В растворе титруемого вещества также образуется ионная пара, в которую входит протонированный теофиллин:
При титровании происходит: 1) регенерация растворителя:
2) образование продукта реакции - соли:
Количественное определение теобромина проводят методом косвенного титрования:
Точную навеску теобромина (около 0,150 г) растворяют в 125 мл воды, нагревают до 60°С, добавляют 25 мл 0,1 моль/л серебра нитрата, 1 мл фенолфталеина;
Титруют 0,1 моль/л раствором NaOH до появления розового окрашивания раствора.
1 мл 0,1 моль/л NaOH эквивалентен 18,02 мг C 7 H 8 N 4 O 2 . Таким образом, при титровании щелочь взаимодействует с кислотой, выделившейся в реакции между теобромином и AgNO 3:
Количественные расчеты проводят как и в случае прямого титрования; титр соответствия рассчитывают по определяемому веществу - теобромину.
Количественное определение кофеин-бензоата натрия проводят по бензоату натрия методом нейтрализации 0,1 моль/л раствором HCl в водной среде с добавлением эфира (для извлечения образующейся бензойной кислоты) с индикатором метиловым оранжевым.
Внутриаптечный анализ эуфиллина проводят ацидиметрически по этилендиамину; фактор эквивалентности f = 1/2:
Контрольные вопросы и задания
Охарактеризуйте кислотно-основные свойства ЛВ-производных ксантина в зависимости от электронного строения молекул.
Покажите возможные таутомерные равновесия в растворах пуриновых оснований.
Какова взаимосвязь между химическим строением ЛВ группы пурина и их физико-химическими свойствами?
Чем обусловлена способность эуфиллина и кофеин-бензоат натрия легко растворяться в воде?
Каково значение реакций комплексообразования лекарственных веществ, производных ксантина, с солями тяжелых металлов?
Какое значение имеет мурексидная реакция для производных пурина? Поясните механизм реакции.
Каковы методы количественного анализа лекарственных веществ группы пурина? Перечислите условия, напишите уравнения реакций, проведите количественные расчеты.
Проведен полный химический контроль качества лекарственного препарата, изготовленного по приведенной ниже прописи. Подлинность кофеин-бензоата натрия была подтверждена по образованию розовато-желтого осадка с раствором железа(Ш) хлорида. Количественное содержание действующего вещества определяли ацидиметрически (по бензоату натрия) 0,02 моль/л раствором HCl (К = 1,001). На титрование 2 мл раствора был израсходован объем рабочего раствора V = 1,20 мл.
Rp: Sol. Coffeini-natrii benzoatis 0,25% - 100 ml S. По 1 чайной ложке 3 раза в день.
■ Напишите уравнения химических реакций, лежащих в основе качественного и количественного анализа кофеинбензоата натрия.
■ Сделайте вывод о качестве лекарственного препарата, если содержание бензоата натрия в ЛВ составляет 62%. Мr (бензоата натрия) 144,1.
При анализе 20% раствора натрия кофеин-бензоата рефрактометрическим методом определен показатель преломления анализируемого раствора n = 1,3697 (F = 0,00192). Сделайте вывод о качестве лекарственного препарата.
Похожая информация.
