ПРОИЗВОДНЫЕ ПТЕРИДИНА И ИЗОАЛЛОКСАЗИНА

Глава 17. Анализ производных пиримидино-тиазола, птеридина, изоаллоксазина, фенотиазина и бензодиазепина

ПРОИЗВОДНЫЕ ПТЕРИДИНА

Производными птеридина являются витамины группы фолие­вой кислоты и синтетические антивитамины (аминоптерин, аметоптерин, метотрексат). В основе химической структуры данных соединений лежит птеридиновое ядро, представляющее собой би­циклическую конденсированную систему пиримидинового и пира­зинового колец.

Птеридин — светло-желтый кристаллический порошок, хорошо растворимый в воде и органических растворителях. Введение гид­роксильных или аминогрупп резко понижает растворимость из-за наличия внутри- и межмолекулярных водородных связей, возника­ющих между атомами водорода функциональных групп и гетероато­мами азота:

Большинство природных птеридиновых соединений являются производными 2-амино-4-оксиптеридина или птерина.

Птеридины широко распространены в природе. Их наличием обусловлена окраска крыльев и глаз у насекомых, а также окраска кожи амфибий.

К этой же химической группе принадлежат и птериновые вита­мины, главным представителем которых является кислота фолие­вая:

Кислота фолиевая — N-{n-[(2-амино-4-гидроксиокси-6-птериди- нил)метил)-амино}бензоил-L глутаминовая кислота — содержит фрагменты птеридина, n-аминобензойной кислоты и глутамино­вой кислоты. К птероильной части молекулы может быть присое­динено несколько остатков глутаминовой кислоты (до 7).

Наибо­лее активны коферментные формы:

1) 5,6,7,8-тетрагидрофолиевая кислота;

2) фолиновая кислота — 5-формил-5,6,7,8-тетрагидрофолиевая кислота:

Недостаток фолиевой кислоты приводит к тяжелым нарушени­ям функций кроветворения, анемии.

Потребность организма взрослого человека в фолиевой кислоте составляет 500—700 мкг/сут. Основные естественные источники фолиевой кислоты такие же, как и других витаминов группы В (дрожжи, печень, капуста, морковь, шпинат и др.).

Физико-химические свойства и анализ качества

Физические свойства

Кислота фолиевая — кристаллический порошок желтого или жел­то-оранжевого цвета (за счет птеридиновой системы), без запаха. На свету разлагается, гигроскопична. Практически нерастворима в воде. Мало растворима в разведенной хлороводородной кислоте, легко растворима в растворах щелочей, аммиака, карбонатов. Разрушается под действием кислот, окислителей, восстановителей, света.

Имеет характерные спектры поглощения в УФ-, видимой и ИК- областях. В качестве одного из испытаний подлинности кислоты фолиевой ГФ регламентирует регистрацию спектра поглощения 0,001% раствора препарата в 0,1 М растворе натрия гидроксида в УФ-области (максимумы поглощения при 256, 283, 365 нм).

Плавится при температуре 360 °С с разложением.

Кислотно-основные свойства

Кислота фолиевая является амфолитом с преобладанием кислот­ных свойств. Обладая несколькими кислотными центрами, кисло­та фолиевая образует моно-, ди- и тризамещенные растворимые соли со щелочами, карбонатами, гидрокарбонатами и аммиаком, а также нерастворимые комплексные соединения с солями тяжелых металлов.

Гидролитическое расщепление и окисление

Кислота фолиевая легко гидролизуется и окисляется. Эти про­цессы могут идти одновременно. По методике ГФ, навеску препа­рата растворяют в 0,1 М растворе натрия гидроксида, добавляют эквивалентное количество 0,1 М раствора кислоты хлороводород­ной, определенное количество раствора калия перманганата и на­девают. После охлаждения добавляют раствор водорода пероксида и фильтруют.

Образовавшаяся в результате гидролиза и окисления птерин-6- карбоновая кислота имеет голубую флюоресценцию в УФ-лучах.

Кислота фолиевая способна также в определенных условиях к реакции образования азокрасителя. Одна из методик лежит в осно­ве ФЭК-количественного определения вещества.

Методы количественного определения

ГФ X приводит 2 методики количественного определения:

1) ФЭК;

2) полярографическую.

ФЭК-определение.

На 1-й стадии навеску лекарственного вешеетва в растворе ам­миака концентрированного обрабатывают раствором калия перманганата для окислительного гидролиза с образованием птерин-6- карбоновой кислоты и n-аминобензоилглутаминовой кислоты:

Затем добавляют 1% раствор натрия нитрита для образования соли диазония:

Образовавшийся избыток азотистой кислоты удаляют сульфа­матом аммония:

Далее соль диазония сочетают N-(1-нафтил)-этилендиамином и измеряют оптическую плотность образовавшегося азокрасителя:

Для количественного определения применяют алкалиметрию, УФ-спектрофотометрию, флуориметрию.

Лекарственная форма кислоты фолиевой — таблетки по 0,001 г.

Антивитамины кислоты фолиевой

Химическая структура кислоты фолиевой специфична для прояв­ления ангианемического биологического действия. Незначитель­ные изменения в структуре приводят к исчезновению витаминной активности или приобретению антивитаминного эффекта.

Один из метаболитов кислоты фолиевой — метотрексат — приме­няют в качестве противоопухолевого средства.

Препарат представляет собой смесь 4-дезокси-4-амино-N¹⁰-ме- тилфолиевой кислоты и простых птериновых соединений:

 

Физико-химические свойства и анализ качества

Метотрексат — желтый или желто-оранжевый порошок. Практиче­ски нерастворим в воде, 95% спирте, легко растворим в растворах щелочей и карбонатов щелочных металлов.

По химическим свойствам близок к кислоте фолиевой.

В качестве первого испытания подлинности регламентирована регистрация спектра поглощения в УФ-области 0,001% раствора препарата в 0,1 М растворе натрия гидроксида (1_maх при 258; 303 и 370 нм).

Второе испытание подлинности проводят с помощью метода хро­матографии на бумаге, используя в качестве вещества-свидетеля фолиевую кислоту (R_s метотрексата по отношению к фолиевой кис­лоте находится в пределах 1,8—2,1).

Количественное определение метотрексата проводят методом хро- матоспектрофотометрии. Сначала проводят хроматографию препа­рата на бумаге, используя в качестве подвижной фазы фосфатный буферный раствор. Затем зоны с метотрексатом и фолиевой кисло­той, детектированные с помощью УФ-облучения хроматограммы, вырезают, экстрагируют 0,1М раствором натрия гидроксида и из­меряют оптическую плотность фолиевой кислоты при 256 нм и метотрексата при 258 нм. Содержание метотрексата должно быть не менее 85%.

Лекарственные формы метотрексата: таблетки, покрытые оболоч­кой, по 0,0025 г, ампулы с лиофилизированным порошком по 0,005 г.

ПРОИЗВОДНЫЕ ИЗОАЛЛОКСАЗИНА

К данной группе относятся вещества природного происхожде­ния с В₂-витаминной активностью. В основе их химической струк­туры лежит конденсированная гетероциклическая система бензптеридина:

Аллоксазин и изоаллоксазин являются таутомерами кислородсо­держащих производных бензптеридина:

Витамин В₂ (рибофлавин) представляет собой 6,7-диметил-9-(D- I’-рибитил)-изоаллоксазин:

Кроме рибофлавина, в медицинской практике применяют его коферментную форму — рибофлавина мононуклеотид: 7,8-диметил- 10-(1-D-рибитил)-изоаллоксазин-5 -фосфат натрия, или рибофла­вин-5 -монофосфат натрия:

Физические свойства

Рибофлавин и рибофлавина мононуклеотид — желто-оранжевые кристаллические порошки со слабым специфическим запахом. Мало

растворимы в воде, практически нерастворимы в спирте, эфире, хлороформе, растворимы в растворах щелочей. Водные растворы препаратов имеют желтовато-оранжевый цвет с интенсивной флю­оресценцией в УФ-свете.

Являются лабильными химическими веществами, легко разлага­ются на свету.

Рибофлавин и его производные обладают характерными спектра­ми поглощения в УФ-области и оптической активностью в щелоч­ной или слабо щелочной среде (в кислой и нейтральной средах оп­тически неактивен). При определении оптической активности рибофлавина в присутствии 0,1 М спиртового раствора калия гидро­ксида величина удельного вращения регламентируется в пределах от -110 до -130°. В среде 0,1 М раствора натрия гидроксида величина удельного вращения составляет -170°. Если к щелочному раствору препарата добавить раствор кисло ты борной в количестве, необходи­мом для нейтрализации щелочи, поменяется направление оптиче­ской активности, а величина удельного вращения возрастет до +370°.

Химические свойства и анализ качества

Рибофлавин и его производные как полифункциональные веще­ства обладают определенными кислотно-основными и восстанови­тельными свойствами, а также способностью к гидролитическому расщеплению.

Рибофлавин и его производные — амфотерные соединения. Ки­слотные свойства связаны главным образом с наличием имидной группы. Очень слабыми кислотными свойствами обладают и спир­товые гидроксильные группы рибитильного остатка. За счет амид­ного фрагмента молекулы рибофлавина образуют комплексные не­растворимые соединения с солями Ag⁺. . Со²⁺, Hg²⁺ и с солями других тяжелых металлов.

Основные свойства у рибофлавина выражены слабее кислотных, так как электронные пары у атомов N₉ и N₁₀ делокализованы. Как основание рибофлавин растворяется в ледяной уксусной кислоте и минеральных кислотах, образует осадки с общеалкалоидными осадительными реактивами.

Окислительно-восстановительные свойства рибофлавина и его производных связаны с наличием сопряженной изоаллоксазиновой системы. Восстановленис рибофлавина приводит к образова­нию бесцветного лейкорибофлавина, который может окисляться до характерно окрашенного рибофлавина:

Химичекое строение рибофлавина обусловливает различные типы окисления в зависимости от условий проведения процесса. Рибоф­лавин окисляется при действии различных окислителей (калия пер­манганат, калия дихромат и др.).

При окислении препарата концентрированной Н₂SО₄ образуется продукт красного цвета.

При действии на препарат раствора перйодата натрия окисля­ется рибитильный фрагмент молекулы (реакция Малапрада). Дан­ная реакция лежит в основе одной из методик количественного определения лекарственного вещества:

Выделившуюся в результате реакции кислоту муравьиную от- титровывают (потенциометрически или в присутствии индикатора) стандартным раствором натрия гидроксида.

По другой методике после действия перйодатом к раствору при­бавляют натрия йодид и кислоту серную:

Выделившийся в результате реакции иод оттитровывают стандарт­ным раствором натрия тиосульфата.

Другие свойства

Флюоресценция.

Разбавленный раствор рибофлавина в воде имеет яркую зеле­ную флюоресценцию при подсвечивании в УФ-свете, исчезающую при добавлении как раствора кислоты, так и раствора щелочи.

Добавление гидросульфита натрия приводит к исчезновению и флюоресценции, и окрашивания.

При действии кислоты и УФ-света образуется люмихром (произ­водное изоаллоксазина), а при действии щелочи — люмифлавин (производное изоаллоксазина):

Количественное определение

Химическая структура рибофлавина позволяет применять для его количественного определения различные методики химического и физико-химического анализа:

1. УФ-спектрофотометрию ( λ_тах = 267 нм);
2. спектрофотометрию в видимой области (λ_тах — 444 нм);
3. флуориметрические методики;
4. перйодатное, окисление (реакция Малапрада);
5. метод ацетилирования.