Ministerul Sănătăţii al Republicii MoldovaUniversitatea de Stat de Medicină şi Farmacie „Nicolae Testemiţanu”

Facultatea Farmacie

CATEDRA CHIMIE FARMACEUTICĂ ŞI TOXICOLOGICĂ

Analiza medicamentelor, derivaţi ai ciclopentanperhidrofenantrenei: calciferoli, cardenolide

Indicaţii metodice pentru studenţii anului III

CHIŞINĂU, 2011

INTRODUCERE

Elaborarea metodică este destinată pentru pregătirea de sine stătătoare a studenţilor către lucrarea de laborator şi pentru lucrul practic al studenţilor sub conducerea profesorului.

Importanţa profesională a temei

Această temă include medicamente din grupul ciclopentanperhidrofenantrenei: calciferoli, cardenolide.

Începând studierea temei, studenţii se familiarizează cu unele particularităţi de analiză a medicamentelor studiate (determinarea a diferitor indici fizico-chimici, analiza grupelor funcţionale specifice, metode fizico-chimice de analiză şi altele).

Importanţa studierii acestei teme se determină prin aceea, că le dă posibilitatea:- de a elucida relaţia structură chimică - acţiune farmacologică în grupul compuşilor

studiaţi;- de a aprecia calitatea substanţelor medicamentoase după constante fizico-chimice

(puterea rotatorie specifică, coeficientul de absorbţie etc.)- de a determina impurităţile medicamentelor prin aplicarea cromatografiei pe strat

subţire;- de a studia stereoizomeria substanţelor studiate;- de a pronostica posibilitatea schimbării calităţii medicamentoase sub influenţa

diverşilor factori al mediului ambiant şi de a propune condiţii optime de conservare în condiţiile farmaceutice;

Astfel, studierea legităţilor generale şi particularităţile specifice a medicamentelor din grupul ciclopentanperhidrofenantrenei permite ridicarea nivelului profesional al viitorilor farmacişti în vederea aprecierii calităţii medicamentelor.

Scopul studierii temei:

1. De a însuşi caracteristica comparativă a proprietăţilor fizice şi fizico-chimice a substanţelor medicamentoase din grupa compuşilor studiaţi.

2. De a acumula deprinderi în efectuarea reacţiilor generale şi particulare de identificare a substanţelor medicamentoase studiate.

3. Reieşind din proprietăţile fizice şi chimice ale preparatelor medicamentoase din grupul ciclopentanperhidrofenantrenei a putea determina impurităţile şi argumenta prezenţa lor.

4. A putea efectua dozarea preparatelor medicamentoase în corespundere cu cerinţele DAN.5. A putea stabili condiţiile de conservare a preparatelor medicamentoase în dependenţă de

structura lor chimică şi proprietăţi.

PLANUL LUCRĂRII DE LABORATOR1. Controlul şi corecţia însuşirii materialului după întrebările pentru pregătirea de sine

stătătoare.2. Lucrul practic al studenţilor.3. Controlul total.

Material informativ

2

La baza moleculei steroizilor stă scheletul ciclopentanperhidrofenantrenului, care constă din 3 inele ciclohexan condensate ABC şi inelul ciclopentanic D.

C D A B

În clasa de produşi naturali-steroizi intră un număr mare de substanţe din câteva grupe.Calciferoli

Prin origine, structura si modul de acţiune calciferolii nu satisfac deplin criteriile pentru statutul de vitamina, fiind astăzi priviţi ca veritabili pro-hormoni sterolici D.

Exista surse alimentare ce oferă vitamina D sub forma de provitamine sau gata elaborata si sursa endogena reprezentata de sinteza proprie. Vitamina D, aceasta importanta vitamina se găsește in germenul griului, in uleiurile vegetale, in numeroase vegetale proaspete. De asemenea, in laptele integral, in unt, in gălbenușul de ou, in ficatul peștilor (ulei de ficat de morun), in pești grași (heringi, sardele s.a.), in polen. Necesarul în raţia alimentara este de 150 UI la adult, între 300-500 UI la copil, cu condiţia unui aport adecvat de calciu si fosfaţi. Necesităţile de aport exogen crescut sunt reclamate numai în sarcina, alăptare, la sugari si la persoanele private constant de lumina solara.

Clasificarea CalciferolilorVitamina D este o denumire generică a Calciferolilor reprezentată printr-un sistem de

condesare în care sunt prezente 4 cicluri ( A, B, C, și D) care in totalitate formează structura ciclopentanperhidrophenantrenică aparținînd clasei holestanului.

Provitaminele D sunt compuşi sterolici cu 19 atomi de carbon în structura tetraciclică de baza, având o grupare hidroxil în poziţia 3, doua duble legături conjugate în poziţiile 5 si 7, si diferă prin natura radicalului din poziţia 17.

Datorită că ciclul B în poziția 9,10 este deschis, Calciferolii sunt numiți seco-steroizi, această nomenclatură este introdusă oficial și in denumirea oficială internațională.

Ruptura din poziția 9-10 permite Calciferolilor o mobilitate mai mare decît in cazul altor steroizi. Entitatea seco la fel condiționează afinitate mare față de proteina transport. Denumirea chimica internaționala a vitaminei D3 (colecalciferol ) conform IUPAC este 9,10-seco(5Z,7E)-5,7,10(19)cholestatriene-3b-ol, și a vitaminei D2 este 9,10-seco(5Z,7E)-5,7,10(19), 22-ergostatetraene-3b-ol.

Sintezeza in vivo a Calciferolilor

3

Substanța inițială de sinteză a steroizilor în organismul uman este colesterolul care pătrunde în organism cu alimentele sau este sintetizat pe peretele celular din acetil coenzima A și mevalonat.

Conversia provitaminelor este un proces fotochimic, prin iradiere în ultraviolet, ce are loc în mai multe etape, în final deschizându-se inelul B.

Prin acţiunea razelor ultraviolete 7-dehidrocolesterolui format în mucoasa intestinala si depozitat în piele (epiderm), suferă un proces de fotoliza ne-enzimatică, trecând în pre-colecalciferol, care se izomerizeaza spontan la colecalciferol. Transformarea este direct

4

proporţionala cu intensitatea expunerii si invers proporţionala cu gradul de pigmentare a epidermei. Procesul de conversie diminua cu vârsta putând justifica bilanţul negativ de calciu. Ergocalciferolul se va forma din ergosterol( constituient al peretelui celular fungic) care pătrunde în organism prin aportul de alimente de natura organică: uleiuri, legume, ciuperci. Biogeneza vitaminei D2 și D3

Etapele de metabolizare corespund etapelor de activarea vitaminei D În intestin

Calciferolii se absorb din intestinul subţire proximal, pentru vitamina D3 disponibilitatea de absorbție fiind superioara. Din piele sunt transportaţi de o globulina plasmática specifica. Bio-transformarea prin procese de hidroxilare duce la metaboliti vehiculaţi de aceeaşi proteina. În ficat

In microzomii hepatici o hidroxilază specifica introduce gruparea hidroxil în poziţia 25. Calciferolii si derivaţii activi 25-hidroxilati (calcifediolii) sunt formele circulante si de depozit. O fracţiune semnificativa din derivaţii 25-hidroxilati urmează un circuit enterohepatic, perturbarea sa putând cauza stări de deficienta D. Formarea calcifediolului este controlata prin mecanism feedback de propriul sau nivel, fiind o etapa obligatorie pentru formarea hormonului D. Metabolitul 25-hidroxilat este un agonist slab, la fel cu derivatul 24,25-dihidroxilat rezultat prin acţiunea unei hidroxilaze din mitocondriile renale. În rinichi Sub acţiunea unui complex de trei enzime are loc hidroxilarea în poziţia 1-a. Reacţia se petrece în mitocondriile din rinichi si mai puţin semnificativ în placenta si ţesut osos, ducând la 1-a,25-dioxicalciferol, respectiv calcitriol, metabolitul cel mai activ, considerat ca hormonul D. Molecula sterolica poate fi hidroxilata si în alte poziţii rezultând derivaţi inactivi de ex. 1,25,26-trioxicalciferolul.

Rolul biologicIn strânsa relaţie cu hormonul paratiroidian (PTH) calcitriolul îndeplineşte un rol major în reglarea

metabolismului calciului si fosfatilor. Reacţia de 1-a-hidroxilare de la nivelul rinichiului este stimulata de scăderea concentraţiei fosfatului seric si indirect de hipocalcemie, care determinna eliberarea PTH cu efect pozitiv asupra sistemului enzimatic. Calcitriolul însuşi îsi inhiba propria formare.

5

Mecanismul de acţiune a formelor active ale vitaminei D indica de asemenea similitudini cu al hormonilor steroizi. Studii cu calcitriol radioactiv au arătat localizarea sa în nucleii celulelor intestinale, osoase, ai celulelor din tubii renali, considerate drept principalele ţesuturi ţinta, dar si în altele ca pielea, ţesutul cerebral.

Ergocalciferolul (vitamina D2) se produce în industria farmaceutică sub formă de:1) Drajeuri de ergocalciferol 500UI. 2) Soluţie uleioasă de ergocalciferol în capsule 500 sau 1000UI. 3) Soluţie uleioasă de ergocalciferol 0,0625%, 0,125% sau 0,5%.4) Soluţie alcoolică de ergocalciferol 0,5%.

Vitamina D este indicată în prevenirea şi vindecarea rahitismului infantil, a spasmofiliei şi a osteomalaciei.

Se conservează în recipiente bine închise, de culoare oranj, la loc uscat, ferit de lumină, la o temperatură de cel mult 100C.

INTERACŢIUNI MEDICAMENTOASE ALE VIT. DRetinoizii pot provoca hipercalciemie prin creşterea activităţii osteoblastice;Diureticele tiazidice pot provoca o hipercalciemie;Antiestrogenii - osteoliză neoplazică;Teofilina – creşte calciemiaMedicamentele, care au un efect hipocalcemiant sunt antagonişti ai vitaminei D.Furosemid – creşte calcituria; betablocante – efect hipocalcemiant;corticosteroizii reduc absorbţia intestinală a calciului;

Analiza calciferolilor

IdentificareaReacţia cu soluţia cloroformica de SbCl3. Ergocalciferolul formează culoare oranj-roză.DozareaCantitativ ergocalciferolul se determină prin metoda fotoelectrocolorimetrică, în urma

reacţiei cu soluţia cloroformică de SbCl3.

GLICOZIDE CARDIOTONICI. MEDICAMENTE INOTROP POZITIVE

Glicozidele cardiotonice sînt substanţe biologic active de provenienţă vegetală, a căror principală acţiune este de a restabili forţa de contracţie a miocardului, care duce la încetinirea ritmului şi creşterea debitului cardiac, reducerea volumului diastolic al inimii, scăderea presiunii arteriale ridicate. Glicozizii cardiotonici sunt de natură vegetală, fiind obţinuţi din speciile: Digitalis (purpurea şi lanata). Strophantus (kombe, gratus, hispidus). Acocanthera ouabaio, Convallaria majalis. Heleborus niger.Izvoarele principale de obţinere a glicozidelor cardiotonice sînt şi speciile de plante din familiile: Scrofulariacee, Apocinacee, Lamiacee, Ranunculacee, Brassicacee.

Proprietăţi fizico-chimice Reprezentanţii:

- digitoxina, acetildigitoxina (Digitalis purpurea);- digoxina, = desacetillanatozid C (Digitalis lanata); metildigo-xina (semisintetic);

- strofantina K (Strophantus gratus şi kombe).In terapeutică se utilizează în mod obişnuit glicozizii din speciile de Digitalis

(purpurea şi lanata), de aceea glicozizii cardiotonici sunt denumiţi curent cardiotonice digitalice. Strofantinele sunt actualmente, mai puţin utilizate.

Structura chimică a glicozizilor cardiotonici cuprinde:

6

Digitoxiiia (R12=—H] Digoxina [R12=-OH]

- aglicon (= genină sau genol) cu nucleu sterolic, legat la C 17 de un ciclu lactonic nesaturat pentagonal,- parte glucidică (din 1-4 oze diferite: glucoza, digitoxozfi, cimaroză, ramnoză), legată de nucleul sterolic, în poziţia C3.

Relaţii structură chimică - profil farmacologic:

a)Agliconul în totalitate (nucleul sterolic + ciclul lactonic) imprimă acţiunea de tip cardiotonic.

Pe nucleul sterolic sunt grefate grupări oxidril, ce reduc liposolubilitatea agliconului şi funcţionează ca grupări distribuitoare, influenţând evoluţia farmacocinetică.

Numărul grupărilor -OH influenţează semnificativ profilul farmacocinetic, cu repercursiuni importante asupra profilelor farmacodinamic şi farmacotoxicologic. De exemplu: digitoxina are un singur -OH (în poziţia C 14). iar digoxina are doi -OH (la C 14

şi C12). Această mică diferenţă structurală face ca aceste două substanţe să fie clasificate în două grupe diferite de cardiotonice (cu latenţă şi durată lungă şi respectiv cu latenţă şi durată scurtă).

b)Partea glucidică creşte hidrosolubilitatea şi fixarea pe fibrelor miocardice, crescând potenţa.FarmacocineticaProfilul farmacocinetic este determinat de gradul de polarizare şi lipofilia moleculei, care depind de rezultanta influenţelor reciproce dintre nucleul lipofil (sterolic) şi grupările hidrofile (ciclul lactonic, ozele. numărul de oxidrili).Polaritatea şi hidrofilia cresc în ordinea: digitoxină. digoxină, strofantină.

Clasificarea în funcţie de profilul farmacocinetic:-Grupa digitoxinei (digitoxină, acetildigitoxina);-Grupa digoxinei (digoxină, deslanozid, lanatozid C);-Grupa strofantinei (strofantinele).

a) Grupa digitoxinei are următoarele caracteristici: absorbţie digestivă (prin difuziune simplă) înaltă; atât p.o. cât şi intrarectal;

legare de proteinele plasmatice şi tisulare, în procent mare (—> latenţă şi durată lungă); eliminare lentă cu posibilă acumulare; epurare predominantă prin biotransformare hepatică (atenţie la insuficienţa hepatică.); latenţa şi durata de acţiune lungă.

b) Grupa digoxinei se caracterizează prin: absorbţie digestivă medie; legare de proteinele plasmatice şi tisulare mijlocie ; epurare predominantă prin eliminare renală (atenţie la insuficienţa renală!); eliminare mai rapidă, ca grupul digitoxinei latenţa şi durata de acţiune intermediară.

c) Grupa strofantinei este caracterizată prin: absorbţie digestivă foarte mică (practic, nesemnificativă); legare de proteine, în procent foarte mic (—> latenţă şi durată scurte); eliminare rapidă, renală;

7

latenţa şi durata de acţiune scurtă.Căile de administrare, în conformitate cu aceste profile farmacocinetice. sunt: -p.o., grupa digitoxinei;i.v. (exclusiv), grupa strofantinei;p.o şi i.v., grupa digoxinei.Distribuţia în ţesuturi: preferenţial în miocard. Biotransformarea hepatică, în două etape:desfacerea catenei glucidice şi epimerizare;glucurono- sau sulfoconjugare.Biotransformarea este intensă pentru glicozizii liposolubili (de ex. digitoxină este epurată predominant prin biotransformare) —> acumulare în insuficienţa hepatică.

Efectul inotrop pozitivEste efectul principal pe care se bazează indicaţia terapeutică a glicozidelor cardiotonice indicate în insuficienţa cardiacă cronică cu debetul cardiac mult dimenuat. Constă în stimularea contracţiei (forţei şi vitezei de contracţie) a miocardului, în special a ventricolului stâng. Efectul este evident numai pe miocardul insuficient, nu şi pe miocardul normal.Consecinţe cardiace utile:

scurtarea sistolei şi prelungirea diastolei ventriculare; golirea şi umplerea mai bună a ventriculelor; îmbunătăţirea travaliului ventricular, cu creşterea debitului-bătaie și consecutiv a

debitului cardiac; reducerea tahicardiei reflexe cu reducerea consumului de oxigen al miocardului. creşterea vitezei de circulaţie a sângelui şi reducerea timpului de circulaţie creşterea debitului coronarian; ameliorarea circulaţiei periferice, cu irigarea şi oxigenarea mai bună a ţesuturilor; creşterea fluxului sanguin renal şi a diurezei (efect diuretic) cu scăderea volemiei şi

edemelor, în insuficienţa cardiacă însoţiă de edeme; scăderea aldosteronismului secundar insuficienţei cardiace; scăderea postsarcinii inimii.

Identificarea glicozidelor cardiotonice. Pentru identificarea glicozidelor cardiotonice se folosesc reacţii generale de coloraţie, condiţionate de prezenţa agliconului şi componentei glucidice. Reacţiile, ce determină caracterul agliconului se împart în două grupe: 1) Reacţii caracteristice pentru ciclul steroic.2) Reacţii caracteristice pentru ciclul pentagonal lactonic cu dubla legătură în poziţia α-β.

Reacţii la ciclul steroidic.a)Reacţia Liberman-Burhardt. Este bazată pe posibilitatea steroizilor de a se deshidrata sub influenţa anhidridei acetice şi a acidului sulfuric concentrat. Se iveşte coloraţie ce trece de la roz la verde sau albastru. FS, ed. XI, recomandă această reacţie pentru identificarea strofantinei K. b)Reacţia Rozenheim. Ca reactiv se foloseşte soluţia apoasă de acid tricloracetic 96%. Apare o coloraţie roz, ce trece în liliachie şi apoi în albastră intens.

Tabelul 1

8

Denumirea, formula de structură Descrierea , solubilitateaErgocalciferol Ergocalciferolum

Colecalciferol (Vit.D3)Holecalciferolum

Digitoxina Digitoxinum

DigoxinaDigoxinum

Strofantina K Strophantinum K

Cristale incolore, fără miros, instabile la lumină şi oxigen, insolubile în apă, solubile în solvenţi organici, p.t. 115-118ºC, [α]20

D = +79,5 – 83,50 (sol. 1,6% acetonică).

Pulbere cristalină albă sau aproape albă, practic insolubilă în apă, uşor solubilă în alcool, cloroform şi eter, solubilă în uleiuri grase, sensibilă la aer, căldură şi lumină, soluţiile sunt instabile. P.t. = 82 – 870C, []20

D = +105 – 1120. Mr = 384,6.

Substanţă albă microcristalină, fără miros şi gust amar, practic insolubil în apă, puţin solubilă în alcool, greu solubilă în cloroform. []20

D = +105 – 1120 (sol. Cloroformică 1%)

Substanţă albă, microcristalină, fără miros, cu gust amar, practic insolubilă în apă, cloroform, eter, puţin solubilă în alcool. [α]20

D = +13,3 – 13,90

(sol. piridinică). Mr = 781.1 g substanţă conţine 1950-2600 GED(UAH) sau 4000 KED (UAP)..

Pulbere amorfă galbenă, greu solubilă în apă, uşor solubilă în alcool şi acetonă. 1 g substanţă conţine LED(UAB) 43000 58000 sau 5800-7100 KED(UAP).

Proprietăţile fizice ale preparatelor medicamentoase din grupul calciferolilor şi glicozidelor cardiotoniceReacţiile la ciclul lactonic pentagonal cu o dublă legătură în poziţia α-β. a) Reacţia Legal.

9

Se pregătesc două soluţii: 1- soluţia de nitroprusiat de sodiu 5 %. 2 – soluţia de hidroxid de sodiu de 10%. Substanţa se dizolvă în alcool metilic şi la această soluţie în eprubetă se adaugă 1-2 picături soluţie 1, apoi cu precauţie (fără să agităm) pe pereţii epruvetei se adaugă 1-2 picături soluţie 2. La zona de contact a soluţiilor se iveşte coloraţie roşie sub formă de inel.

Reacţii cu nitroderivaţi ai compuşilor aromatici:b) Reacţia Baliet – cu soluţia alcalină de acid picric (coloraţie oranj-roşie); c) Reacţia Raimond – cu soluţia alcalină de m-nitrobenzen (coloraţie roşie-violetă);d) Reacţia Chede – cu soluţia alcalină de acid 3,5-dinitrobenzoic.

Identificarea componenţei glucidice.Pot fi folosite reacţiile specifice pentru zaharuri: 1) Reacţia Cheler-Chiliani, caracteristică pentru 2-dezoxizaharuri. Preparatul se dizolvă în acid acetic diluat cu conţinut de 0,25% clorură ferică (III), apoi această soluţie se adaugă cu precauţie într-o eprubetă cu acid sulfuric concentrat. Stratul superior se colorează în albastru-verzui, iar la zona de contact apare o coloraţie liliachie sau mură.2) Reacţia Pezeţ – ca reactiv se foloseşte xanthidrolul sau antrona încălzirea amestecului de antrona cu substanţa studiată în prezenţa acidului acetic glacial şi adăugarea a câtorva picături de acizi sulfuric sau fosforic, se iveşte coloraţia roşie.

Tabelul 2Identificarea glicizidelor cardiotonice prin reacţii specifice de culoare

Preparatul Reacţia calitativă Reactivi ColoraţiaDigoxina

Strofantina K

Reacţia LegalReacţia RaimondReacţia Cheler-ChilianiReacţia cu rezorcinaReacţia cu soluţie de vanilină.

Nitroprusiat de sodiu, NaOH.m-dinitrobenzen, NaOH.FeCl3, H2SO4

Rezorcină, HCl(concentrat) Vanilină în acid clorhidric

Roşie ce dispare treptat.Roşie-violetă ce dispare treptat.Zona de contact se colorează în brun.Roză.Albastră.

Pentru identificarea glicozidelor cardiotonice actualmente se mai folosesc metodele fizico-chimice: spectrofotometria în infraroşu şi ultraviolet, polarografia, metodele cromatografice ş.a.

10

Activitatea glicozidelor cardiotonice în preparate farmaceutice se determină, prin metoda biologică în comparaţie cu preparatele standarde şi se exprimă în unităţi de activitate de broască (UAB), unităţi de activitate de pisică (UAP), sau unităţi de activitate de hulubi (UAH). Preparatele standarde de obicei prezintă glicozide cristaline individuale cu un conţinut determinat de unităţi de acţiune.

Dezavantajul metodei biologice de control al activităţii glicozidelor cardiotonice este exactitatea mică necesitatea unei mare volum de lucru. De aceea pentru dozare sânt propuse şi se întrebuinţează metodele cromatografice, spectrofotometrice în UV şi IR, fotocolorimetrice, fluorimetrice, polarografice.

Tabelul 3Formele farmaceutice ale preparatelor din grupul glicozidelor cardiotonice

Preparatul Formele farmaceutice Indicaţiile farmacologice Condiţii de păstrareDigoxina

Strofantina K

Corglicon

Comprimate a câte 0,25mg N30, N50, N100;soluţie injectabilă 0,25mg/1ml în fiole N10, 2ml N5.

Soluţie injectabilă 0,05% în fiole N10

Soluţie apoasă 0,06%.

Insuficienţă cardiacă congestivă, fibrilaţia atrială, flutterul atrial.

Insuficienţă cardiacă congestivă de gradul III-IV, tahicardia supraventriculară, fibrilaţia.

Insuficienţa cardiovasculară acută, edemul pulmonar.

Se păstrează la temperatura camerei, ferit de lumină, tabelul A.

Loc răcoros, ferit de lumină. Tabelul A.

Loc ferit de lumină. Tabelul B.

RELAŢII STRUCTURĂ-ACTIVITATE PENTRU GLICOZIDE CARDIOTONICE

Acţiunea farmacologică se datoreşte agliconei,

Prezenţa inelului lactonic nesaturat la C17, orientat în poziția faţă de inelul D, este indispensibilă pentru activitatea cardiotonică. Dacă aceasta se pierde la prelucrare (extracţie, separare, modulări structurale) acţiunea scade foarte mult.

Saturarea dublelor legături sau deschiderea acestor cicluri (la hidroliză) suprimă acţiunea farmacodinamică.

Sub influenţa fermenţilor sau a unor agenţi chimici inelul lactonic poate trece în poziţia 17 şi acest proces(epimerizare) este însoţit de pierderea activităţii fiziologice:

poziţia a inelului lactonic (forma activă) poziţia (forma inactivă)

Glicozidele care conţin grupa formil la C10 au acţiune mai rapidă şi de durată mai scurtă. Celelalte, care conţin la C10 un metil angular, fixându-se ireversibil pe fibra miocardică, au o acţiune mai lentă şi se acumulează.

11

Introducerea dublei legături la C8-C9 duce la pierderea activităţii cardionice.

Datorită prezenţei inelului lactonic cardenolidele sînt instabile în mediul alcalin.

Nucleul steroidic şi gruparea OH din poziţia 14 sunt absolut indispinabile pentru activitatea cardiostimilantă.

Anelarea nucleelor trebuie să fie : A/B cis; B/C trans; C/D cis. Anelarea C/D cis este specifică acestei clase şi explică specificitatea faţă de miocard.

Catena glicozidică din poziţia 3 este importantă pentru proprietăţile biofarmaceutice : solubilitate, absorbţie, transport, distribuţie, pătrundere în celulă, precum şi pentru fixarea pe miocard.

Toţi ceilalţi substituenţi de pe nucleul steroidic influenţează proprietăţile biofarmaceutice.

Lucrul practic al studenţilor la lucrarea de laborator

Sarcina 1. De apreciat calitatea substanţelor medicamentoase după indicii „Descriere” şi „Solubilitatea”.

Datele de oformat în formă de tabel şi de făcut concluzia despre calitate după indici indicaţi mai sus.

Adnotare: Solvenţii se întrebuinţează conform prevederilor DAN. Sarcina 2. De efectuat identificarea substanţelor medicamentoase din grupul terpenilor şi adamantanului.Sarcina 3. De efectuat determinarea cantitativă a preparatelor.

1. Soluţie uleioasă de ergocalciferol 0,125%1.1. Identificare1.1.A. Se iau 0,1 ml preparat şi se dizolvă în 1 ml cloroform, se adaugă 6 ml soluţie clorură de stibiu, care conţine acetilclorură, apare o coloraţie roz-oranj.1.1.B. Cromatografia pe Strat Subţire: pe linia de start a plăcii cromatografice, acoperite cu oxid de aluminiu se aplică 0,02 ml soluţie standard de ergocalciferol în cloroform (1 ml conţine 1,25 mg ergocalciferol) şi 0,04 ml soluţie de preparat în cloroform (1:1 după volum). Placa se introduce imediat în camera cromatografică cu cloroform, la care se adaugă în prealabil câteva picături de dimetilformamidă (4-5 picături la 100 ml). Când câmpul solventului depăşeşte 10-12 cm, placa se scoate din camera cromatografică şi se revelează cu soluţie de clorură de stibiu în cloroform, care conţine sol. acetilclorură 2%. Pe cromatogramă apare spotul de bază de ergocalciferol, colorat în oranj. Între acest spot şi linia de start se permite apariţia încă a unui singur spot.

2. Soluţie apoasă de ergocalciferol2.1. Identificare2.1.A. La 5 ml soluţie analizată se adaugă 5 ml cloroform anhidru, apoi la soluţia obţinută se mai adaugă 1 ml soluţie cloroformică de clorură de stibiu. Se formează o coloraţie roz-oranj.

12

3. Determinarea identităţii substanţelor medicamentoase din grupulcardenolidelor

3.1.A. Reacţia Liberman-Burhard la ciclul steroicSe dizolvă 0,001-0,005 g de preparat glicozidic cercetat în 10 ml acid acetic anhidru în cilindrul cu volumul de 100 ml, la agitare se adaugă 1 ml amestec de acid sulfuric şi anhidridă acetică (volume egale). Se observă coloraţia stratului de anhidridă acetică în verde, cît şi schimbarea treptată a acesteia. 3.1.B. Reacţii la ciclul lactonic pentagonal

Reacţia LegalSe dizolvă 0,001-0,005 g de preparat cercetat în 3 ml etanol în eprubeta cu volumul de 10

ml, se adaugă 2,5 ml soluţie nitroprusiat de sodiu 1%. Se amestecă minuţios şi se adaugă şase picături soluţie hidroxid de natriu. Se urmăreşte apariţia unei coloraţii roşii, care dispare repede.

Reacţia BalietÎntr-o eprubetă termostabilă se introduc 2,5 ml soluţie apoasă saturată de acid picric, se

adaugă 0,5 ml soluţie de hidroxid de sodiu 5%. La agitare se adaugă 0,005 g de preparat analizat. Se urmăreşte apariţia unei coloraţii oranj-roşii, care se schimbă la încălzire.

Reacţia Chilian-Cheler pentru partea zaharoasăSe dizolvă 0,001 g cercetată în 10 ml soluţie de acid acetic, care conţine două picături

soluţie de clorură de fier (III) 5%. La soluţia obţinută se adaugă cu atenţie 10 ml acid sulfuric concentrat, care conţine 2 picături soluţie de clorură de fier (III) 5%. Nu se agită. Se observă colorarea stratului de acid acetic în albastru sau albastru-verzui. La hotarul a două straturi se observă culoarea roşie sau brună. 3.1.C. Calcularea valorii extincţiei specifice a digitoxinei

Masa exactă ( 0,02) g de digitoxină uscată la temperatura de 100-1050 C, se dizolvă în etanol în balon cotat de 50 ml. Se măsoară 5 ml din soluţia obţinută şi se trece în balon de 50 ml şi se aduce volumul soluţiei până la cotă cu etanol. La 5 ml din soluţia obţinută se adaugă 5 ml soluţie de picrat de sodiu, se lasă 20 de minute la temperatura camerei şi se determină absorbanţa la spectrofotometru în cuva cu grosimea de 10 mm, la lungimea de undă de 495 nm. Se determină A după formula: Ax

A = ---------- C * lunde: Ax – densitatea optică C – conţinutul digitoxinei, % l – grosimea cuvei, 1 cm A trebuie să fie 215-235

Problema 3. Dozarea substanţelor medicamentoase din grupul calciferolilor şi cardenolidelor

3.1. Determinarea cantitativă a substanţelor medicamentoase din grupul calciferolului prin metoda fotocolorimetrică La masa exactă (1g) de preparat se adaugă 0,1 g hidrochinonă, 30 ml alcool etilic 95%, 3 ml soluţie de hidroxid de potasiu şi se încălzeşte pe baia de apă cu refrigerent timp de 30 minute. Conţinutul balonului se răceşte, apoi se adaugă 50 ml apă purificată şi se extrage fracţia de ergocalciferol în eprubetă.

La extracţia eterică se adaugă aproximativ 8 g sulfat de sodiu anhidru şi se lasă timp de 30 minute la loc întunecat, agitând periodic. Apoi se filtrează prin filtru de hârtie în balonul de antrenare. Sulfatul de sodiu şi filtrul se spală de câteva ori cu eter câte 10 ml, colectând eterul în

13

unul şi acelaşi balon. Eterul se antrenează în jetul unui gaz inert. Rezidiul se dizolvă în cloroform, se trece cantitativ în balon cotat cu volumul de 25 ml, se aduce volumul cu cloroform până la cotă şi se agită. Se ia 1 ml de soluţie şi se trece într-o eprubetă cu dop etanş, se adaugă 6 ml soluţie de clorură de stibiu cu conţinut de acetil clorură de 2%. Peste 2 minute soluţia se trece în cuva fotoelectrocolorimetrului cu grosimea pereţilor de 1 cm şi exact peste 3 minute din momentul adăugării soluţiei de clorură de stibiu se măsoară absorbanţa, folosind un filtru de lumină cu maxim de emisie de 500 nm. Reglarea aparatului la zero se face după cloroform. Paralel se face proba control

Conţinutul ergocalciferolului în 1 ml de preparat în mg (X) se calculă după formula: A1 * 0,05 * 25 * d X = ----------------------------- A0 * a unde: A1 – densitatea optică a soluţiei cloroformice A0 - densitatea optică a soluţiei standarde de ergocalciferol; 0,05 – conţinutul ergocalciferolului în 1 ml soluţie standard, mg; a - masa preparatului, g; d - densitatea preparatului. 1g de ergocalciferol trebuie să corespundă 40 000 000 UI de vitamina D2.

3.2. Determinarea cantitativă a substanţelor medicamentoase din grupul cardenolidelor

3.3.A. Metoda spectrofotometrică de analizăSe ia o cantitate exactă de 0,01 g de preparat şi se dizolvă în 10 ml de etanol în balon cotat cu volumul de 50 ml şi se aduce volumul cu etanol până la cotă. La 0,5 ml de soluţie obţinută se adaugă 4,5 ml apă purificată, se amestecă şi se măsoară absorbanţa la spectrofotometru la lungimea de undă egală cu 220-222 nm în cuva cu grosimea de 1cm. Soluţia de comparaţie conţine 4,5 ml apă şi 0,5 ml etanol. Conţinutul preparatului(X) se determină după formula: A * V * 5 X = ------------------------- A1

1%cm * m * 0,5

unde:A – absorbanţaV – volumul balonului cotatm – masa, gConţinutul substanţă trebuie să fie cel puţin de 99%.

Probleme de recapitulare

Subiectele pentru pregătirea de sine stătătoare:

14

1. Caracteristica generală a compuşilor cu structură steroidică. Design molecular: numerotarea, conformația, configurația,tipul de izomerie. Clasificarea şi nomenclatura. Stereochimia compuşilor steroizi şi activitatea lor biologică

2. Dați definiția glicozidelor cardiotonice, enumerați reprezentanții principali a fiecărui grup explicați clasificarea glicozidelor cardiotonice conform structurilor chimice.

3. Enumerați sursele de obținere a glicozidelor cardiotonice. Argumentați necesitatea purificării lor după sinteză.

4. Îndicați structurile funcționale din structura chimică a glicozidelor care condiționează acțiunea cardiotonică, cardiotoxică. Explicați apariția efectului fiziologice: inotrop, batmotrop, tonotrop pozitive și cronotrop negative asupra miocardului.

5. Scrieţi formulele de structură a agliconilor cardenolidelor şi bufadienolidelor. Indicaţi, prin ce reacţie calitativă se poate diferenţia glicozidele cardiotonice din grupa cardenolidelor şi bufadionolidelor?

6. Ce prezintă 1 UAB, 1UAP, 1UAH ? enumăraţi preparatele farmacopeice a glicozidelor cardiotonice la hidroliza cărora se formează digitoxigenina, digoxigenina. Daţi exemplu de glicozid primar şi secundar. Scrieţi formulele de structură şi indicaţi grupările funcţionale.

7. Ce constante fizico-chimice se utilizează la confirmarea identităţii glicozidelor cardiotonice? Ce informaţie pot da spectrele în UV şi IR? Argumentaţi răspunsul.

8. Scrieţi formulele de structură a monozaharidelor, ce intră în componenţa glicozidelor cardiotonice: D – glucoza; D – digitoxoza; D – cimaroza. Care din glucidele sus menționate vor reduce reactivul Fehling, Tolens, sau vor intercaționa cu paradimetilbenzaldehidă sau xanhidrol. Explicați condițiile de petrecere a reacțiilor, scrieți chimismul și numiți tipul reacțiilor.

9. Explicați formarea furfurolului în reacția dintre glicozidul cardiotonic și acidul sulfuric. Scrieți chimismul reacției de identificare a furfurolei cu antrona, explicați tipul reacției care stă la bază.

10.Nominalizați șirul de reacții chimice pentru identificarea segmentului steroidic, arătați condițiile de petrecere, explicați tipul de reacții chimice ce stă la apariției efectului analitic.

11.Nominalizați șirul de reacții chimice pentru identificarea segmentului γ-lactonic pentagonal cu o dublă legătură în poziţia α-β, arătați condițiile de petrecere, explicați tipul de reacții chimice ce stă la apariției efectului analitic.

12.Scrieți chimismul reacției de condensare oxidare a ciclului γ-lactonic cu acidul picric, menționați condițiile de petrecere a reacției și efectul analitic.

13.Explicați de ce glicozidele cardiotonice nu hidrolizează în mediu bazic pe segmentul glicozidic dar suferă o scindare la nivelul ciclului γ-lactonic. Scrieti chimismul reacțiilor și explicați dispariția efectului carditonic.

14.Scrieți reacția de formare a alomerului digoxinei și explicați dispariția efectului cardiotonic. Indicați metode de identificare și dozare a compusului nou format după o lactonizare asigurată de grupa OH din poziția C14.

15.Explicați incompatibilitatea dintre soluțiile metalelor grele și glicozidele cardiotonice, reieșind din structura chimica a GC explicați grupele funcționale ce manifestă o afinitate mare față de metale.

16.Care metodă e mai veridică pentru controlul calităţii glicozidelor cardiotonice: spectrofotometrică fotocolorimetrică biologică?

Daţi exemplu şi apreciaţi fiecare metodă (după precizie, obiectivitate, simplitate de îndeplinire, reproductibilitate).17.Dați definiția calciferolilor enumerați reprezentanții principali a fiecărui grup, explicați

clasificarea calciferolilor conform structurilor chimice. Enumerați sursele de proveniență. 18.Prezentați schema elimentară de sinteză a Vit D3 în vivo din colesterol19.Prezentați schema elimentară de sinteză a Vit D23 în vivo din ergosterol

15

20.Care este rolul biologic al calciferolilor în organism, explicați activarea vitaminelor grupului D in vivo prin hidroxilare în poziția C1 și C25. Care sunt organele țintă unde are loc hidroxilarea.

21.Ce constante fizico-chimice se utilizează la confirmarea identităţii calciferolilor? Ce informaţie pot da spectrele în UV şi IR? Argumentaţi răspunsul.

22.La determinarea A1%/1cm a soluţiei de digoxină absorbanţa era de 0,4204. Calculaţi A1%/

1cm

dacă concentraţia soluţiei cercetate este 0,0018 %. Calculați coeficientul molar de absorbție și explicați posibilitatea utilizării acestuia pentru identificarea digoxinei.

23.Calculaţi valoarea absorbanţei soluţiei de digitoxină cu concentraţia de 0,002%, dacă A1%/1cm =

228. Calculați coeficientul molar de absorbție și explicați posibilitatea utilizării acestuia pentru identificarea digitoxinei.

24.Explicați importanța utilizării A1%/1cm= 215-235 (absorbanței specifice) a digitoxinei:

- Pentru identificarea preparatului- Determinarea purității- Trasarea curbei de calibrare și determinare cantitativă- Determinarea unor constante fizice.

25. Ce masă de digitoxină și alcool etilic este necesară pentru a pregăti o soluție alcoolică de preparat astfel încît la măsurarea absorbanței la 217nm soluția să aibă o absorbanță care să se cuprindă în segmentul de concentrație unde absorbanța depinde de concentrație în funcție liniară.

26. Explicați cauza creșterii polarității și lipofilii moleculare în ordinea: digitoxină, digoxină, strofantina K.

27. Cum influențează gradul de polarizare și lipofilia moleculară a GC: absorbția digestivă legarea de proteine plasmatice tipul de epurare hepatică sau renală viteza de eliminare durata de acțiune tipul formei farmaceutice28. Care-i modul mai eficace de administrare a glicozidelor cardiotonice în organism? Pe ce

se bazează efectul de cumulare? Care glicozide cardiotonice au efect cumulativ mai majorat?

29. Standardizarea glicozidelor. Cerinţele faţă de calitate. Metodele biologice şi fizico-chimice de apreciere cantitativă a activităţii glicozidelor. Stabilitatea. Preparatele: digitoxina, acetildigitoxina, digoxina.

Controlul final1. Controlul cunoştinţelor după întrebările şi sarcinile pregătirii de sine stătătoare.2. Controlul dărilor de seamă despre îndeplinirea lucrului practic şi de sine stătător.

Bibliografie:1. Conspectul lecţiei.2. Farmacologie Aurelia Nicoleta Cristea editura Medicală București 20083. Вabilev F.V. Chimie farmaceutică, Chişinău: Universitas, 1994.- 675p3. Farmacopea română. Ediţia X-a –Bucur.eşti: Editura medicală, 1993.-1315p.4. http://www.people.vcu.edu/~urdesai/intro.htm5. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия.- М: Медицина, 2006 .

16