Ministerul Sntii al Republicii Moldova Universitatea de Stat de Medicin i Farmacie Nicolae Testemianu CATEDRA CHIMIE FARMACEUTIC I TOXICOLOGIC

V. Valica, L. Uncu, T. Treapina

Analiza medicamentelor derivai ai acidului para-aminobenzenicElaborare metodic pentru anul III

Chiinu 2011

INTRODUCERE Elaborarea metodic este destinat pentru pregtirea de sine stttoare a studenilor ctre lucrarea de laborator i pentru lucrul practic de sine stttor al studenilor sub conducerea profesorului. Importana profesional a temei Aceast tem include medicamente din grupul compuilor aromatici derivai de acid paminobenzenic. ncepnd studierea temei, studenii se familiarizeaz cu unele particulariti de analiz a medicamentelor studiate (determinarea a diferitor indici fizico-chimici, analiza grupelor funcionale specifice, metode fizico-chimice de analiz i altele). Importana studierii acestei teme se determin prin aceea, c le d posibilitate: - de a elucida relaia structur chimic - aciune farmacologic n grupul compuilor studiai; - de a aprecia calitatea substanelor medicamentoase dup constante fizice (puterea rotatorie specific, coeficientul de absorbie etc.) - de a determina impuritile medicamentelor prin aplicarea cromatografiei pe strat subire; - de a studia stereoizomeria substanelor studiate; - de a pronostica posibilitatea schimbrii calitii medicamentoase sub influena diverilor factori al mediului ambiant i de a propune condiii optime de conservare n condiiile farmaceutice; Astfel, studierea legitilor generale i particularitile specifice a medicamentelor din grupul acizilor aromatici permite ridicarea nivelului profesional a viitorilor farmaciti n vederea aprecierii calitii medicamentelor. Scopul studierii temei: 1. De a nsui caracteristica comparativ a proprietilor fizice i fizico-chimice a substanelor medicamentoase din grupa compuilor studiai. 2. De a acumula deprinderi n efectuarea reaciilor generale i particulare de identificare a substanelor medicamentoase studiate. 3. Reieind din proprietile fizice i chimice ale preparatelor medicamentoase din grupul aminoacizilor aromatici, a putea determina impuritile i argumenta prezena lor. 4. A putea efectua dozarea preparatelor medicamentoase n corespundere cu cerinele DTN. 5. A putea stabili condiiile de conservare a preparatelor medicamentoase n dependen de structura lor chimic i proprieti. Planul lucrrii de laborator 1. Controlul i corecia nsuirii materialului dup ntrebrile pentru pregtirea de sine stttoare. 2. Lucrul practic al studenilor. 3. Controlul total.

2

MATERIAL INFORMATIV Cel mai simplu reprezentant al aminoacizilor rndului aromatic este acidul paraaminobenzenic. La aceast grup se refer derivaii acidului p-aminobenzenic anestezina i novocaina (anestezice locale) i analogii lor. Proprietile chimice i reaciile de determinare a identitii a derivailor aminoacizilor aromatici sunt condiionate de grupele funcionale: amino-grupa aromatic primar (anestezina, novocaina), grupa esteric (anestezina, novocaina), ionul de clor etc. Introducerea grupei carboxil n acelai timp cu amino-grupa micoreaz considerabil toxicitatea compuilor. Derivaii acidului p-aminobenzenic se utilizeaz n medicin ca substane medicamentoase cu aciune analgezic local. Prima substan cu aciune anestezic local a fost alcaloidul natural cocaina. La studierea structurii moleculei cocainei i influena prilor componente ale moleculei asupra efectului anestezic a fost extras grupa anesteziofor, care i posed efectul anestezic. Descoperirea grupei anesteziofore n molecula cocainei a adus la sinteza substanelor anestezice locale mai simple dup structur - eterii acidului paminobenzenic (anestezina, novocaina, dicaina). Tabelul 1 Proprietile fizice ale substanelor medicamentoase, derivai ai acidului para-aminobenzenic Denumirea romna, latin i chimic, formula de structur Anestezina NH2 Anaesthesinum Descrierea. Solubilitatea Pulbere alb cristalin, fr miros, cu gust slab amar. Provoac pe limb senzaia de amorire. Foarte puin solubil n ap, uor solubil n etanol, eter, cloroform. Greu solubil n uleiurile grase i acid clorhidric diluat.

O C OC2H5

p-aminobenzoat de etil Novocaina NH2 NovocainumO C O - CH2 - CH2 - N

C2H5 C 2H 5

. HCl

Cristale incolore, sau pulbere cristalin alb, fr miros, cu gust amar. Provoac pe limb senzaia de amorire. Foarte uor solubil n ap i alcool, puin solubil n cloroform, practic insolubil n eter.

Clorhidratul esterului -dietilaminoetilic al acidului p-aminobenzoic Xicain (Lidocain) Pulbere alb cristalin, cu gust amar Xycainum (Lidocainum) Uor solubil n ap, cloroform, solubil n alcool, insolubil in eter. Punctul de topire este 128-1290C.H3C CH3 O NH - C CH2 - N C2H5 C2H5 . HCl

Clorhidratul de dietilamino-2,4 -dimetilacetanilida

3

Metoclopramid MetoclopramidumCO - NH - CH2 - CH2 - N OCH Cl NH23

C 2H 5 C 2H 5

Pulbere alb, cristalin, solubil n ap, practic insolubil n alcool.. HCl

4-amino-5-chloro-N-(2-(diethylamino)ethyl)2-methoxybenzamid Ultracain Ultracainum (Articainum)S H H3 C NH - C - CH - N O CH3 C3H7

Pulbere alb sau aproape alb, cristalin, foarte uor solubil n ap, solubil n alcool.

. HCl

4-methyl-3-(2propylaminopropanoylamino)thiophen Bupivocain Bupivocainum (Marcainum)CH3 NH - C CH3 C4H9 N . HCl . H2O

Pulbere alb sau aproape alb, cristalin, solubil n ap, puin solubil n alcool.

1-butyl-N-(2,6-dimethylphenyl) piperidine-2-carboxamid Reacii comune pentru aminele aromatice i derivaii lor Reacia de azocombinare Aminele aromatice n mediu acid uor formeaz cu nitritul de sodiu sruri de diazoniu incolore, sau de culoare galben-pal. Ultimele reacioneaz cu fenolii i aminele aromatice cu formare de azocolorani. Interaciunea cu fenolii, de obicei, are loc n soluii carbonato-bazice, iar cu aminele n soluii slab-acide sau neutre. Combinarea are loc n poziiile para cu grupele hidroxile sau amine; dac poziiile para n fenol sau amin snt substituite, atunci reacia are loc n poziia orto- ctre grupa hidroxilica sau cea aminica.NH2 HCl Cl R R + NH3 HNO3 -2 H2O R + NOH

N Cl NaOH

N

N

OH

R

Colorarea n viiniu-rou a azocoloranilor se obine la combinarea srurilor de diazoniu cu soluia bazic de -naftol, combinarea are loc n poziia :+ N HO N Cl R OH N N

+

NaOH

+ NaCl + H2OR

4

Dac hidrogenul amino-grupei aromatice este substituit cu radical, atunci preparatele date vor da reacia de azocombinare, dup hidroliza acid prealabil. Reacia de formare a bazelor iff Aminele aromatice primare se condenseaz n mediu acid cu aldehide alifatice sau aromatice, formnd aa numitele baze iff. Produsul reaciei al aminelor aromatice cu pdimetilaminobenzaldehida n mediu de acid clorhidric este colorat de la galben pn la oranj.R NH2

+

O H CH

C

N

CH3 CH3

R

N=N

N

CH3 CH3

+

H2O

Reacia cu pictura, este bazat pe formarea bazelor if (reacia Ovcinicov), const n aceea c cristalele preparatului (aminei aromatice) se pun pe o hrtie cu coninut de lignin, i adugnd o pictur de acid clorhidric concentrat, apare o coloraie galben-oranj n rezultatul condensrii aminei cu aldehidele, care se conin n lignin, de exemplu cu aldehida coniferilic.O HO H CO3

CH = CH - C H

Pentru identificarea aminelor aromatice se folosesc i alte aldehide. Aa, G.I. Luchiancicova a descris un produs al reaciei de culoare galben al anestezinei cu vanilina. Reacia de condensare cu 2,4-dinitroclorbenzen Aminele aromatice (i alifatice) primare, secundare, teriare se condenseaz cu 2,4dinitroclorbenzen, cu formare de produi de culoare galben. Aminele primare formeaz produi de condensare, care reprezint chinoni:R - NH2

+

Cl NO2

NO2

+ R - NH O2N

NO2

+

HCl

Reacia de formare a brom-derivailor Aminele aromatice la interaciunea cu bromul, uor substituie atomul de hidrogen al inelului benzenic n poziia orto- i para- la halogen, formnd compui insolubili:Br NH2

+

3 Br2

Br

NH2 Br

+ 3 HBr

Reacia de formare a coloranilor polimetinici La adugarea la 0,05 g amin aromatic primar 1 ml soluie apoas de furfurol (I) 1% apare o coloraie roie sau zmeurie. Prima stadie a acestei reacii const n condensarea furfurolului i unei molecule de amin cu formare bazei if de culoare galben-deschis (II) :O H C O I

+ R - NH2O II

H C N-R

+

H2O

5

Ultima reacioneaz apoi cu a doua molecul de amin aromatic; are loc determinarea inelului furfurolic i formarea colorantului polimetinic (III) : HC CHHC HC O CH C C H N-R H

+

R - NH2

HN - CH R III

C-C=N-R OH

Pentru identificarea irului de preparate se efectueaz de asemenea reacii i pentru identificarea altor grupe funcionale. Reacia pentru determinarea grupei esterice (hidroxamic) Anestezina i novocaina ca esteri dau reacia hidroxamic. La interaciunea cu hidroxilamina n mediu bazic, ele formeaz acizi hidroxaminici, care dup acidulare cu acid clorhidric formeaz hidroxamai colorai cu srurile de fer (III) sau cupru (II).NH2 NH2OH . HCl O C O - CH2 - CH2 - N NaOH C2H5 C2H5 . HCl C O N - OH H NH2

+

HO + CH2 - CH2 - N

C2 H 5 C 2 H5

La efectuarea acestei reacii este necesar de urmat strict cerinele metodicii, deoarece hidroxamatul de fer (III) se formeaz n mediu acid la o anumit indicaie a pH-lui; adugarea excesului de acid duce la distrugerea complexului i schimbarea culorii. Reacia de oxidare Novocaina, anestezina uor se oxideaz, formnd produi colorai sau produi incolori. n calitate de oxidant se folosesc soluiile de permanganat de potasiu, cloramin, peroxid de hidrogen. n rezultatul oxidrii aminelor aromatice primare se poate schimba nu doar culoare, dar i solubilitatea, de aceea una din caracteristicile calitii bune a anestezinei i novocainei este analiza transparenei i coloraiei soluiilor lor. Reacii particulare pentru aminele aromatice i derivaii lor Anestezina Reacia de deosebire a anestezinei este reacia iodoformic. Se nclzete preparatul cu soluie de baz de sodiu, se adaug soluie iod pn la dispariia culorii galbene; apare miros de NH2 NH2 iodoform:

+O C IV OC2H5

NaOH O C

+ONa

C2H5OH

C2H5OH + 4I2 + 6NaOH CHI3 + 5NaI + HCOONa + 5 H2O Novocaina ) Soluia de novocain se aciduleaz cu acid sulfuric diluat i se adaug permanganat de potasiu, soluia se decoloreaz (formarea produilor incolori de oxidare a novocainei). b) La soluia apoas de preparat se adaug perhidrol i acid sulfuric concentrat, ncet apare o coloraie liliachie. c) La adugare la soluia apoas de novocain soluie de sodiu bazic, se formeaz un precipitat incolor uleios de baz de novocain:

6

O H2N C - OCH2 - CH2 - N O H2N

C2H5 C2H5

.H l C

+ +

N H aO

C - OCH2 - CH2 - N

C2H5 C2H5

N l aC

+

H2O

Pentru prevenirea acestei reacii (n timpul pstrrii la aciunea bazicitii sticlei) n timpul preparrii soluiei novocainei pentru injecie n calitate de stabilizator se recomand de adugat soluie de acid clorhidric 0,1mol/l pn la pH 3,8-4,5. Determinarea cantitativ se petrece dup metoda titrrii nitritometrice (novocaina, anestezina). La determinarea dup metoda nitritometric a derivailor acilici ale aminelor acizilor aromatici este necesar ca prealabil de efectuat hidroliza acid. Pentru determinarea cantitativ pot fi folosite i alte metode: iodclorimetric, bromatometric, titrarea n solveni anhidri, dup aciditate, legat de molecula aminei aromatice (neutralizare, argintometria, mercurimetria, fotometria). Lucrul practic al studenilor la lucrarea de laborator Scopul: A nsui deprinderea efecturii analizei substanelor medicamentoase din grupa compuilor studiai. La indicaia profesorului de ndeplinit urmtoarele sarcini: 1. De apreciat calitatea substanelor medicamentoase dup indicii Caractere organoleptice i Solubilitatea. Rezultatele se prezint sub form de tabel: Denumirea n limba latin, romn, formula chimic. Denumirea raional Caractere organoleptice. Cerinele Rezultatele DTN cercetrilor Solubilitatea Cerinele Rezultatele DTN cercetrilor

Adnotare: Solvenii se aleg de profesor corespunztor cerinelor FS la substana medicamentoas de analizat. 2. Identificarea substanelor medicamentoase din grupul studiat Denumirea romn, Modul de lucru i chimismul reaciei Rezultatul formula de observrilor structur. 2.1. Reacii comune pentru derivaii acidului p-aminobenzenic 2.1.1. Formarea azocolorantului La 0,01-0,05 g amin aromatic se adaug 1 ml ap, 2-3 picturi de acid clorhidric diluat, 2 picturi soluie 2% nitrit de sodiu n exces. Soluia obinut se adaug la 1-2 ml de soluie de naftol. Apare culoarea viiniu-roie. Aceast reacie dau toi compuii, care conin amino-grupa aromatic primar nesubstituit anestezina, novocaina, metoclopramid. Pentru preparatele cu grup aminic substituit: 0,01-0,02 g preparat se fierbe 2-3 minute cu 2-3 ml acid clorhidric diluat. Apoi se adaug 2-3 picturi soluie de nitrit de sodiu, se amestec i cteva picturi de soluie obinut se toarn n soluie bazic de -naftol; apare o coloraie rou-oranj. 2.1.2. Formarea bazelor iff La 0,01-0,02 g preparat n creuzet de porelan, se adaug 2-3 picturi de reactiv, care este format din 0,2 g p-dimetilaminobenzaldehid, 1 ml acid clorhidric concentrat n 10 ml alcool apare coloraie galben, sau oranj. Aceast reacie dau anestezina, novocaina i alte amine aromatice primare.

7

2.1.3. Reacia cu 2,4-dinitroclorbenzen La 0,01 g preparat n epruvet se adaug 8-10 picturi soluie alcoolic 1% 2,4dinitroclorbenzen, se nclzete pn la fierbere, se rcete i se adaug 1-2 picturi soluie de baz de sodiu. Apare o coloraie galben-oranj. Dup acidularea soluiei cu cteva picturi de acid acetic diluat i se agit cu cloroform, care se coloreaz n galben. Aceast reacie d anestezina, novocaina i alte amine. 2.1.4. Reacia de substituie La soluia preparatului se adaug exces de ap de brom se formeaz precipitat de bromderivat. Precipitate cu apa de brom formeaz anestezina, novocaina i alte amine aromatice cu poziii orto- sau para- libere. 2.1.5. Reacia pentru ionul de clor La soluia de substan se adaug 1-2 ml soluie azotat de argint i 1 ml acid azotic; apare un precipitat alb cazeinos. 2.1.6. Reacia hidroxamic 0,1 g anestezin (novocain) se dizolv n 2 ml ap (anestezina n alcool), se adaug 2 ml soluie alcalin de hidroxilamin, se agit 5 min., se adaug 2 ml acid clorhidric diluat i 0,5 ml soluie 10% clorur de fer; anestezina formeaz o coloraie brun, iar novocaina viinie. 2.2. Reacii specifice 2.2.1. Anestezina 2.2.1.A. Se dizolv 0,05 g de preparat n 2 ml de ap acidulat cu 5 picturi de acid clorhidric diluat, se adaug 3 picturi soluie nitrat de sodiu 0,1 mol/l i se agit. Soluia obinut se adaug la 3 ml de soluie bazic de -naftol. Apare o coloraie viiniu-roie sau se formeaz precipitat rou-oranj. 2.2.1.B. Se nclzete 0,05 g anestezin cu 5 ml soluie hidroxil de sodiu i se adaug soluie de iod 0,1 mol/l pn la dispariia culorii galbene; apare miros de iodoform. 2.2.1.C. Se dizolv 0,05 g anestezin n 2 ml ap i 5 picturi acid clorhidric diluat i se adaug 2 ml soluie cloramin. Peste 2-3 minute se adaug 2 ml eter i se agit. Stratul de eter se coloreaz n oranj. 2.2.1.D. Cristale de anestezin se pun pe sticlua port-obiect, se adaug 1 pictur de aceton sau alcool 95% i solventul se vaporizeaz la aer, apoi se adaug 1 pictur de solvent i din nou se las pn la vaporizare. La microscop (mrirea 70x) se observ cristale de anestezin n form de plci dreptunghiulare cu o ntunecare caracteristic. 2.2.2. Novocaina 2.2.2.A. Preparatul are reacii caracteristice pentru identificarea amino-grupei aromatice primare (Vezi 2.2.1.A.). 2.2.2.B. Se dizolv 0,05 g novocain n 2 ml ap; se adaug 3 picturi acid clorhidric diluat i 1 ml soluie de permanganat de potasiu 0,1 mol/l; culoarea violet dispare ndat. 2.2.2.C. Se dizolv 0,2 g novocain n 2 ml ap, se adaug 0,5 ml soluie hidroxid de sodiu; se formeaz precipitat uleios incolor. 2.2.2.D. Determinarea ionului de clor se efectueaz dup indicaia din 2.1.5. 2.2.2.E. La amestecul care conine 0,01 g novocain se adaug 1-2 picturi perhidrol i 3-5 picturi acid sulfuric conc. Peste puin timp apare coloraia liliachie. 2.2.6. Xicaina 2.2.6.A. La 4-5 picturi soluie de preparat 1% se adaug 3-5 picturi soluie nitrat de cobalt, peste 2-3 minute apare un precipitat cristalin verde-albastru. 2.2.7. Metoclopramida 2.2.7.A. Spectrul n IR ale substanei trebuie s corespund spectrului substanei standarde prin dispersie n bromur de potasiu. 2.2.7.B. Spectrul n UV al soluiei 0,001 % trebuie s prezinte dou maxime: la 272 nm i la 308 nm. Sarcina 3: Efectuarea determinrii cantitative

8

3.1. Anestezina Circa 0,2 g preparat (mas exact) se dizolv n amestec de 10 ml ap i 10 ml acid clorhidric diluat. Apoi se adaug ap pn la volumul 80 ml, 1 g bromur de potasiu i la amestecare continu se titreaz cu soluie nitrat de sodiu 0,1 mol/l, se adaug la nceput cu viteza de 2 ml pe minut, iar la sfritul titrrii (nainte de 0,5 ml pn la cantitatea echivalent) cte 0,05 ml peste 1 minut punctul de echivalen se determin cu ajutorul indicatorului intern tropeolin 00 n amestec cu albastru de metilen. Titrarea se efectueaz la temperatura nu mai mare de 18-20C pn la trecerea culorii de rou-violet la albastru. 1 ml soluie nitrit de sodiu 0,1 mol/l corespunde la 0,01652 g de anestezin, care n preparat trebuie s fie nu mai puin de 99,5%. 3.2. Novocaina Circa 0,3 g preparat (mas exact) se dizolv n 10 ml ap i 10 ml acid clorhidric diluat i apoi se efectueaz cum este indicat n 3.1. n calitate de indicator se folosete rou neutru. Titrarea se efectueaz pn la trecerea culorii de la zmeuriu la albastru. 1 ml soluie nitrit de sodiu 0,1 mol/l corespunde la 0,02728 g de novocain, care n preparat trebuie s fie nu mai puin de 99,5%. 3.3. Metoclopramida Circa 0,2 g preparat (mas exact) se dizolv n 10 ml ap i se adaug 20 ml acid clorhidric diluat. Apoi se efectueaz ca n experiena 3.1. 1 ml soluie nitrit de sodiu 0,1 mol/l corespunde la 0,03363 g de metocloprami, care n preparat trebuie s fie nu mai puin de 99,0%. Sarcina 4: De efectuat determinarea cantitativ a novocainei pentru injecii, prin metoda spectrofotometric Prepararea soluiei de analizat: dizolvrilor corespondente ale soluiei 1mol/l analizate din fiol de acid clorhidric, se prepar soluie de novocain 0,02%. Dizolvarea soluiei analizate de novocain: Concentraia sol. analizate % Cantitatea sol. Volumul vaselor de msurare, ml 2 2,5 250 1 2,0 100 0,5 4,0 400 Absorbana soluiei de analizat se determin la spectrofotometru la lungimea de und 272 nm n cuveta cu grosimea stratului 1 cm (soluia de comparare - soluia acid clorhidric 1 mol/l). Preparare soluiei standard de novocain: 0,02 g novocain (mas exact) se dizolv n soluia de acid clorhidric 1 mol/l n balonul cotat cu volumul de 100 ml i se determin densitatea optic n aceleai condiii. Calcularea concentraiei novocainei n soluiile din fiole: Concentraia soluiei de analizat se determin dup formula: An. * st. * V = , unde: Ast. Aan., Ast. absorbana soluiei de analizat i a soluiei standard Cst. concentraia standard, %. V gradul de diluie

9

Fig. 1 Spectrul solutiei standard de Novocaina in diferiti solventi Spectrul n IR al substanei de novocaina trebuie s corespund spectrului substanei standard prin dispersie n bromur de potasiu.

Fig. 2 Spectrul in infrarosu al solutiei standard de Novocaina 1. 2. Probleme de recapitulare: Cu care reacii chimice se poate de determinat identitatea preparatelor, derivai ai acidului paminobenzenic? Scriei egalarea reaciilor chimice. Ce dependen exist ntre structura chimic i proprietile anestezice locale ale preparatelor medicamentoase? Care proprieti chimice i metode de analiz pot fi folosite la determinarea cantitativ a anestezinei, novocainei, xicainei? Prin ce metode se poate de determinat punctul de echivalen la determinarea cantitativ nitritometric? Se poate de deosebit anestezina, novocaina dup solubilitatea n ap i eter? Bibliografie: Conspectul leciei

3.4.

5.1.

10

2. 3. 4. 5.

abilev F.V. Chimie farmaceutic, Chiinu: Universitas, 1994.-p 675p Farmacopea romn. Ediia X-a Bucureti: Editura medical, 1993.-1315p. Ghid farmacoterapeutic. Ch.: F.E.-P. Tipografia central, 2006. 1424 p. Haieganu E., Stecoza C. Chimie terapeutic. Vol. II. Bucureti: Editura Medical, 20062008. 253 p. 6. .. .- .: -, 2007. 624 .

11