АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Глава 10. Анализ лекарственных средств группы арилалкиламинов

• Производные фенилалкиламинов и оксифенилалкиламинов
• Производные оксифенилалифатических аминокислот (леводопа и метилдофа)
• Производные арилоксипропаноламинов
• Производные нитрофенилалкиламинов
• Йодированные производные арилалифатических аминокислот

1. Производные фенилалкиламинов и оксифенилалкиламинов

Эфедрина гидрохлорид и дэфедрин

В молекуле эфедрина имеется 2 смежных ассиммегрических атома углерода, поэтому он может существовать в виде 2 диастереомеров; эритро- и трео-. Каждый из них является рацематом 2 оптических изомеров.

Стереоизомеры с относительным расположением заместителей, сходным с таковым у эритрозы, относятся к эритро-форме. К трео- форме принадлежат стереоизомеры с расположением заместителей, аналогичным таковому у треозы:

Эфедрина гидрохлорид является производным алкалоида эритро-L~ эфедрина (содержащегося в эфедре забайкальской), а дэфедрин — алка­лоида трео-D-псевдоэфедрина (содержащегося в эфедре хвощевой).

В настоящее время эфедрин получают путем синтеза и биосинтеза.

1. Биосинтез основан на сбраживании патоки дрожжами в присутствии бензальдегида:

2. Синтез из бензола и хлорангидрида кислоты пропионовой:

Далее псевдоэфедрин изомеризуют в эфедрин кипячением в кислоте хлороводородной разведенной. Образовавшийся рацемат эфедрина разделяют на оптические изомеры путем перекристалли­зации оксалатов из спирта.

Химические свойства и реакции подлинности

Кислотно-основные свойства. Препараты эфедрина и псевдо­эфедрина являются солями (гидрохлоридами) природных основа­ний. Указанные алкалоиды в отличие от других, растворяются в воде. При этом эфедрин (как эритро-изомер) лучше растворим в воде из-за большей подвижности атома водорода спиртового гид­роксила, связанной с соседством атома азота.

Как и другие соли азотистых оснований, эфедрина гидрохлорид и дэфедрин взаимодействуют с общеалкалоидными осадительными реактивами. Являясь α-аминоспиртами, указанные препараты об­ладают слабо выраженными кислотными свойствами. Соседнее положение спиртового гидроксила и аминогруппы позволяет про­вести реакцию комплексообразования с солями меди:

Окислительно-восстановительные свойства и гидрамииное рас­щепление. Как вторичный а-аминоспирт эфедрин довольно легко окис­ляется до кетона (эфедрона), что следует учитывать при хранении.

Окисление эфедрина гидрохлорида калия гексацианоферратом (III) с одновременным гидраминным расщеплением регламентируется в качестве одного из испытаний подлинности:

Для количественного определения эфедрина гидрохлорида и дэ- федрина используются методики кислотно-основного титрования в среде муравьиной кислоты с добавлением уксусного ангидрида (титрант — 0,1 М раствор кислоты хлорной).

Известны и такие методики количественного определения эфед­рина гидрохлорида, как кислотно-основное титрование в водной среде, аргентометрия, УФ-спектрофотометрия, ФЭК.

Адреналина гидротартрат и норадреналина гидротартрат

Адреналин — L-1 -(3,4- дигидроксифенил)-2-метиламиноэтанол — является производным р-этаноламина и пирокатехина. Имеет хи- ральный центр при C₁, Природному адреналину присуще левое вра­щение плоскости поляризованного света. Удельное вращение основания — от -48° до -54°. Несмотря на наличие нескольких гид­рофильных групп в молекуле, адреналин в воде практически нера­створим из-за образования бетаиновой системы (внутренней соли, цвиттер-иона):

Лекарственными веществами адреналина являются его соли — гидротартрат или гидрохлорид, а норадреналина — гидротартрат.

Из водных растворов солей, например адреналина гидротартра­та, можно осадить основание адреналина действием водного ра­створа аммиака, далее отфильтровать, высушить его и использо­вать для определения удельного вращения.

За счет наличия в структуре 2 фенольных гидроксилов адреналин и норадреналин при взаимодействии с катионами Fе³⁺ образуют окрашен­ные в изумрудно-зеленый цвет феноляты. Если в пробирку’ добавить 1 каплю раствора аммиака, окрашивание переходит в вишнево-красное (сходное с окрашиванием продуктов окисления адреналина и норадре­налина). Эго испытание включено в ФС на определение адреналина и норадреналина гидротартратов, а также других ЛС, являющихся по струк­туре орто-дифенолам и (леводопа, метилдофа и др.).

Препараты адреналина и норадреналина легко изменяются под действием света и кислорода воздуха. Разложение адреналина (и норадреналина) приводит к образованию нескольких продуктов:

Адреналин окисляется легче норадреналина, так как метильная группа адреналина создает большую электронную плотность. Вслед­ствие этого адреналин образует легко окисляемый цвиттер-ион (см. выше), а норадреналин — труднее окисляемый нейтральный хелат.

Различная способность к окислению используется не только для определения подлинности, но и для отличия адреналина от норадре­налина. Так, адреналина гидротартрат окисляется 0,1 М раствором йода до адренохрома при значениях pH 3,56 и 6,5, так как ионизи­рует и в слабо кислой, и в нейтральной среде. Норадреналина гид­ротартрат образует окрашенный норадренохром только при pH 6,5, где ионизирует лучше по фенольному гидроксилу.

Подлинность указанных препаратов подтверждается более досто­верно с помощью физико-химических методов (ИК- и УФ-спектро­скопия).

Чистота. Специфической примесью в адреналине является ке­тон адреналон (в норадреналине — норадреналон). Определяют ад­реналон спектрофотометрически в УФ-области спектра при λ_mах ⁼ 310 нм. Окисление вторичного спиртового гидроксила до кетогруппы приводит к образованию нового хромофора с максимумом погло­щения при 310 нм.

Примесь норадреналина в адреналине определяют с помощью хроматографии в тонком слое сорбента с использованием в каче­стве вещества -свидетеля норадреналина гидротартрата.

Количественное определение индивидуальных веществ адрена­лина гидротарграта и норадреналина гидротарграта проводят мето­дом кислотно-основного титрования в неводной среде. Другие мето­дики — спектрофотометрические и ФЭК.

Количественное определение адреналина гидротартрата и норадреналина гидротартрата в растворах для инъекций проводят спектрофотометрическим методом или с помощью ФЭК на основе реакции образования окрашенных комплексных солей с катиона­ми железа (II). Для повышения устойчивости комплексов исполь­зуют железо-цитратный реактив и буферную смесь на основе кис­лоты аминоуксусной.

Стабилизация лекарственных форм. Адреналин и норадреналин неустойчивы при хранении. Инъекционные водные растворы их солей — гидротартратов — стабилизируют добавлением в качестве антиоксиданта метабисульфита натрия.

Водный раствор адреналина гидрохлорида для инъекций нельзя стерилизовать, поэтому готовят раствор в асептических условиях и добавляют консервант — хлорбутанола гидрат.

Изадрин является синтетическим адреномиметиком, созданным на основе молекул природных нейромедиаторов — норадреналина и адреналина. Изадрин окисляется легче других препаратов группы оксифенилалкиламинов, что связано с электронодонорным эффек­том изопропильной группы. При окислении препарата раствором йода образуется окрашенный в розовый цвет изопропиладренох- ром даже в среде кислоты хлороводородной, где диссоциация фе­нольных гидроксилов подавлена (при pH 3,5 появляется красное окрашивание, при pH 6,5 — красно-фиолетовое).

Адреналин, норадреналин, изадрин взаимодействуют также с аммиачным раствором нитрата серебра, реактивом Фелинга и дру­гими окислителями.

Количественное определение изадрина проводят методом кислот­но-основного титрования в неводной среде — ледяной уксусной кислоте с добавлением уксусного ангидрида. Присутствие после­днего необходимо при количественном определении лекарственных веществ, являющихся солями галогеноводородных кислот. Это обус­ловлено гем, что галогенид-ионы в среде ледяной уксусной кисло­ты являются слабыми сопряженными основаниями, и поэтому их невозможно точно оттитровать. Чтобы избежать ошибки, галоге­нид-ионы переводят с помощью уксусного ангидрида (или ртути (II) ацетата — но ГФ) в неионогенное состояние:

 

Производные оксифенилалифатических аминокислот (леводопа и метилдофа)

По внешнему виду оба препарата являются белыми кристалли­ческими веществами, мало растворимыми в воде и спирте. Плохая растворимость указанных лекарственных веществ, относящихся к классу α-аминокислот, обусловлена способностью образовывать прочные внутренние соли.

Наличием в молекулах препаратов асимметрических атомов уг­лерода объясняется их оптическая активность. Леводопа и метилдофа являются левовращающими изомерами.

Как и другие α-аминокислоты, данные препараты относятся к амфолитам. Вступают в биуретовую и нингидриновую реакции.

Являясь производными двухатомного фенола пирокатехина, ле­водопа и метилдофа вступают во все реакции, характерные для фе­нолов: с железа (III) хлоридом, индофеяольная проба и др.

Подлинность препаратов проводите применением ИК- и УФ-спектро­скопии. а также по реакции замещения с 4-нитробензоилхлоридом:

Данная реакция является групповой для производных арилал- киламинов. При взаимодействии с 4-нигробеноилхлоридом леводо­пы появляется фиолетовое окрашивание, метилдофы — оранжевое. Цвета и оттенки могут меняться в зависимости от условий проведе­ния реакции (нагревание, добавление карбоната натрия и др.).

Количественное определение леводопы и метилдофы проводят ме­тодом кислотно-основного титрования в среде безводных прото­генных растворителей.

Нефармакопейными методиками являются определение азота по Къельдалю и формольное титрование.

Производные арилоксипропаноламинов

Представителем данного класса является анаприлин — (±)-1- изопропиламино-3-(1-нафтокси)-2-пропанола гидрохлорид.

Определение подлинности препарата осуществляют с помощью ИК- и УФ-спектрофотометрии. Определяют также Т_пл основания, полученного при подщелачивании водного раствора препарата и даль­нейшем извлечении основания эфиром.

Для препарата возможны также реакции гидраминного расщеп­ления, образование осадков с общеалкалоидными реактивами, окис­ление вторичного спиртового гидроксила, S_Е-реакции.

Количественное определение анаприлина проводят методом кис­лотно-основного титрования в среде ледяной уксусной кислоты с добавлением уксусного ангидрида, так как препарат является со­лью галогеноводородной кислоты.

Производные нитрофенилалкиламинов

Наиболее известными препаратами этой группы являются левомицетин, левомицетина стеарат и левомицетина сукцинат раство­римый.

Левомицетин (хлорамфеникол) — антибиотик, выделенный из актиномицетов в 1947 г. Это первое из нитросоединений, найден­ных в природе. И в то же время это первый из синтетических анти­биотиков.

Лекарственным веществом с наибольшей антибактериальной активностью является левовращающий D-трео-изомер. Другие из­меры (D- и L-эритро) токсичны, а L-(+)-трео — неактивен. Синто­мицин — смесь D-(-)- трео — и L- (+)-трео -изомеров — используется как лекарство для наружного применения.

Химические свойства и анализ качества

Кислотно-основные свойства

Амидная группа в сочетании с 2 спиртовыми гидроксилами при­дает левомицетину слабые кислотные свойства. Подобно эфедрину и другим α-аминоспиртам, левомицетин образует экстрагируемый в буганол комплекс с солями меди (II), окрашенный в фиолетовый цвет.

Окислительно-восстановительные свойства

Препараты левомицетина легко окисляются с образованием окрашенных продуктов. Свет, температура, влага, примеси тяже­лых металлов ускоряют окисление. Одновременно с окислением происходит деструкция препарата. Под воздействием солнечного света образуются продукты превращения левомицетина (водный раствор препарата).

Как и другие фенилалкиламины, левомицетин подвергается гидра- минному расщеплению в различных условиях. Так, гидролиз с последую­щим окислением перйодатом натрия приводит к образованию 4- нитробензальдегида, муравьиной кислоты, формальдегида и аммиака:

Левомицетин нагревают с раствором натрия гидроксида. Появ­ляется желтое окрашивание, переходящее в оранжевое. При дальней­шем нагревании выпадает кирпично-красный осадок:

Образование азосоединений можно объяснить диспропорцио­нированием левомицетина. При этом спиртовые группы окисля­ются, а нитрогруппа восстанавливается.

После фильтрования осадка в фильтрате можно открыть хлорид-ион.

Другим испытанием подлинности левомицетина является ре­гистрация спектра раствора препарата в УФ- области спектра.

Левомицетина стеарат и сукцинат гидролизуются по сложной эфирной группе. Образующаяся при кислотном гидролизе левоми­цетина стеарата стеариновая кислота всплывает в виде масляных капель, застывающих при охлаждении, Остаток янтарной кислоты сукцината определяют при нагревании препарата с резорцином в присутствии концентрированной H₂SO₄. Образуется раствор жел­того цвета, флюоресцирующий в УФ-свете. Все препараты левоми­цетина вступают в реакцию гидроксамовой пробы.

Количественное определение

Левомицетин количественно определяют нитритометрически (с применением внешнего индикатора) после восстановления нитро­группы до первичной ароматической аминогруппы.

Другими методиками являются аргентометрия (после ми­нерализации органически связанных атомов хлора), куприметрия, физико-химические методы (УФ-спектрометрии, ФЭК).

Йодированные производные арилалифатических аминокислот

Применение тиреодина (действующими веществами которого являются тироксин и трийодтиронин) и других препаратов этой группы предусматривает определение в них органически связанно­го йода. Йод в тиреоидине качественно и количественно определя­ют методом сжигания в колбе с кислородом. В качестве поглощаю­щей жидкости используют раствор крахмала с добавлением сульфаминовой кислоты. Последняя связывает нитриты, образую­щиеся при горении белковой части молекулы:

Выделяющийся при горении препарата йод окрашивает крахмал в характерный синий цвет.

При количественном определении тиреоидина образующийся после сжигания препарата в кислороде йод поглощают раствором гидроксида натрия.

Далее в реакционную среду добавляют кислоту уксусную ледя­ную, содержащую определенное количество брома, ~ для окисле­ния йодида и гипойодита до йодата:

Затем избыток брома удаляют муравьиной кислотой:

После связывания нитритов кислотой сульфаминовой в колбу добав­ляют разбавлений раствор кислоты серной и избыток калия йодида: Выделившийся йод титруют раствором натрия тиосульфата:

Наряду с методом сжигания в колбе с кислородом существуют и другие способы минерализации органически связанного йода. По одному из них (восстановительному) навеску препарата кипятят в растворе щелочи с добавлением цинка. Образующийся при этом йодид далее количественно определяют аргентометрически.

При окислительной минерализации навеску препарата кипятят с калия перманганатом в присутствии кислоты серной. Йод при этом окисляется до йодата:

Избыток калия перманганата удаляют добавлением по каплям раствора натрия нитрита:

Образующийся при этом небольшой избыток натрия нитрита удаляют мочевиной или кислотой сульфаминовой:

После этого в реакционную среду добавляют калия йодид, в результате чего образуется йод:

Выделившийся йод оттитровывают стандартным раствором на­трия тиосульфата: