Home » МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА

МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА

1 Червня, 2024

МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА

ДО ПРАКТИЧНИХ ЗАНЯТЬ ДЛЯ СТУДЕНТІВ 4 КУРСУ фармацевтичного факультету спеціальності „Фармація”

ЗАНЯТТЯ № 25 (практичне – 6 годин)

Тема: Аналіз якості лікарських засобів із групи антибіотиків гетероциклічної будови (пеніциліни, цефалоспорини).

Мета: Набути теоретичні знання та практичні навички з аналізу якості лікарських препаратів із групи антибіотиків гетероциклічної будови (пеніциліни, цефалоспорини), їх напівсинтетичних похідних та синтетичних аналогів за фармакологічною дією.

ПРОФЕСІЙНА ОРІЄНТАЦІЯ СТУДЕНТІВ

Антибіотики – це хіміотерапевтичні речовини біологічного походження, а також їх синтетичні аналоги і похідні, що мають здатність знищувати або вибірково пригнічувати ріст збудників багатьох захворювань (бактерій, вірусів, грибів, найпростіших) або проявляти цитостатичну чи цитоцидну дію.

Пріоритет відкриття явища антагонізму мікроорганізмів належить Л. Пастеру (80-ті роки ХІХ століття), а англійський мікробіолог О. Флемінг у 1929 році вперше виявив у плісняви (Penicillium notatum) антибіотичні властивості. Чисту субстанцію антибіотику – пеніциліну – виділили вчені з Оксфорду Флорі та Чейн у 1940 році.

Нові антибіотики виділяють або із відповідних природних джерел, але частіше йдуть шляхом розширення вже існуючих груп речовин хімічною модифікацією, тобто одержуючи напівсинтетичні антибіотики. Слід зазначити, що другий напрямок домінує: якщо із природних джерел виділено близько семи тисяч антибіотичних сполук, то вже описані близько ста тисяч напівсинтетичних антибіотиків.

Існує декілька підходів до класифікації антибіотиків: за хімічною будовою (виділяють групи антибіотиків з характерною структурною ознакою), біохімічна (базується на відмінностях у механізмах дії антибіотиків), фармакологічна (що розрізняє чи об’єднує антибіотики за спектром дії) тощо. Найвдалішою для фармацевтичної хімії вважається перша класифікація, яка дозволяє вивчати залежність між хімічною структурою, фізико-хімічними властивостями та дією антибіотиків, розробляти методи контролю якості відповідних препаратів, виходячи із особливостей будови.

За хімічною класифікацією виділяють антибіотики:

1) аліциклічної будови (група тетрациклінів, їх напівсинтетичні аналоги та ін.);

2) ароматичного ряду (група левоміцетину);

3) гетероциклічної будови (пеніциліни, їх напівсинтетичні аналоги, цефалоспорини та ін.);

4) глікозиди (стрептоміцини, аміноглікозиди, анзаміцини і ін.);

5) макроліди (еритроміцин, азитроміцин, мідекаміцин тощо);

6) поліени (ністатин, амфотерицин, мікогептин);

7) поліпептидної будови (граміцидин, поліміксини та ін.);

8) протипухлинні (олівоміцин, рубоміцин, брунеоміцин, доксорубіцин).

Широке використання антибіотиків у медичній практиці, ветеринарії, сільському господарстві, харчовій та консервній промисловості сприяло створенню окремої галузі виробництва – промисловості антибіотиків.

На теперішній час антибіотики добувають трьома способами.

1. Мікробіологічний синтез на основі плісняв (Penicillium) або променистих грибів (Streptomyces). Даним способом отримують антибіотики тетрациклінового ряду, природні пеніциліни, антибіотики глікозидної будови, макроліди та ін.

2. Хімічний синтез (левоміцетин і його похідні).

3. Поєднання мікробіологічного та хімічного синтезів. Одержують напівсинтетичні антибіотичні речовини на основі трансформації молекул природних антибіотиків (напівсинтетичні тетрацикліни, пеніциліни, цефалоспорини тощо).

Аналіз антибіотиків здійснюють із використанням біологічних, фізичних, фізико-хімічних та хімічних методів.

Біологічні методи кількісного аналізу антибіотиків ґрунтуються на порівняльній оцінці їх здатності пригнічувати розвиток тест-культур мікроорганізмів. Активність встановлюють дифузним або турбідиметричним методами.

Біологічну активність антибіотиків виражають в одиницях дії (ОД). ОД – це мінімальна кількість антибіотика, яка пригнічує розвиток тест-мікроорганізму в певному об’ємі живильного середовища. Кількість грамів діючої речовини в 1 ОД для різних антибіотиків є відмінною величиною.

Розглядаючи теоретичний матеріал, що стосується методів добування, фізико-хімічних властивостей, методик ідентифікації, встановлення доброякісності і кількісного визначення субстанцій лікарських засобів із групи антибіотиків, умов їх зберігання та застосування у медичній практиці, студенти набувають знань, які необхідні у подальшій професійній діяльності.

Виконуючи практичну частину, студенти набувають нові та удосконалюють набуті раніше практичні навички з аналізу якості субстанцій лікарських препаратів.

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ

БЕНЗИЛПЕНІЦИЛІНУ НАТРІЄВА СІЛЬ

Benzylpenicillinum natricum

BENZYLPENICILLIN SODIUM

C₁₆H₁₇N₂NaO₄S М. м. 356,4

Бензилпеніциліну натрієва сіль містить не менше 96,0 % і не більше 102,0 % натрію (2S,5R,6R)-3,3-диметил-7-оксо-6-[(фенілацетил)аміно]-4-тіа-1-азабіцикло[3.2.0]гептан-2-карбоксилату, у перерахунку на суху речовину. Субстанція продукується певними штамами Penicillium notatum або спорідненими організмами, або одержується будь-якими іншими способами.

ВЛАСТИВОСТІ

Опис. Кристалічний порошок білого або майже білого кольору.

Розчинність. Дуже легко розчинний у воді Р, практично нерозчинний у жирних оліях і вазеліновій олії Р.

ІДЕНТИФІКАЦІЯ

А. Близько 2 мг субстанції поміщають у пробірку заввишки близько 150 мм і діаметром 15 мм і змочують 0,05 мл води Р. Потім додають 2 мл розчину формальдегіду у кислоті сульфатній Р і перемішують обертальними рухами; одержаний розчин має бути практично безбарвним. Пробірку нагрівають на водяному нагрівнику протягом 1 хв.; поступово з’являється червонувато-коричневе забарвлення.

В. Декілька кристалів препарату поміщають у фарфорову чашку, додають 1 краплю розчину, що складається з 1 мл 1 М розчину гідроксиламіну гідрохлориду і 0,3 мл 1 М розчину натрій гідроксиду. Через 3 хвилини до суміші додають 1 краплю 1 М розчину кислоти ацетатної, ретельно перемішують, потім додають 1 краплю розчину купрум(II) нітрату; випадає осад зеленого кольору:

С. Субстанція дає реакції на Натрій (ДФУ, С. 71):

а) 0,1 г випробовуваної субстанції розчиняють у 2 мл води Р. До одержаного розчину додають 2 мл розчину 150 г/л калій карбонату Р і нагрівають до кипіння; осад не утворюється. До розчину додають 4 мл розчину калій гексагідроксостибату(V) Р і нагрівають до кипіння. Потім охолоджують у льодяній воді і, якщо необхідно, потирають внутрішні стінки пробірки скляною паличкою; утворюється густий осад білого кольору:

Na⁺ + [Sb(OH)₆]^– → Na[Sb(OH)₆]↓

в) Сіль Натрію, змочена кислотою хлоридною Р і внесена у безбарвне полум’я, забарвлює його у жовтий колір:

Na⁺ + hν → *Na⁺ → Na⁺ + hν₁.

ВИПРОБУВАННЯ НА ЧИСТОТУ

рН. Від 5,5 до 7,5. 2,0 г субстанції розчиняють у воді, вільній від карбон діоксиду, Р і доводять об’єм розчину тим самим розчинником до 20 мл.

Втрата у масі при висушуванні. Не більше 1,0 %. 1,000 г субстанції сушать при температурі від 100 °С до 105 °С.

КІЛЬКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ

Йодометрія, зворотне титрування

Близько 0,1 г препарату (точна наважка) розчиняють у воді Р у мірній колбі місткістю 100 мл, доводять об’єм розчину водою Р до мітки і перемішують. 5 мл одержаного розчину переносять у конічну колбу з притертим корком місткістю 100 мл, додають 2 мл 1 М розчину натрій гідроксиду і залишають на 20 хвилин. Після цього до суміші додають 2 мл 1 М розчину кислоти хлоридної, 5 мл 0,3 М розчину ацетатного буферного розчину з рН = 4,5, 20 мл 0,005 М розчину йоду і залишають на 20 хвилин у темному місці. Надлишок йоду відтитровують 0,01 М розчином натрій тіосульфату до солом’яно-жовтого кольору, потім додають 1 мл розчину крохмалю Р і титрують до знебарвлення.

У контрольну колбу переносять 5 мл розчину пеніциліну, додають 5 мл 0,3 М розчину ацетатного буферного розчину з рН = 4,5, 20 мл 0,005 М розчину йоду, залишають на 20 хвилин у темному місці, після чого надлишок йоду відтитровують 0,01 М розчином натрій тіосульфату, як зазначено вище.

Різниця в об’ємах між титруваннями контрольного і дослідних розчинів відповідає вмісту суми пеніцилінів у препараті.

I₂ + 2Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆.

E_m = М. м./8

Масову частку суми пеніцилінів в препараті у відсотках (Х) розраховують за формулою:

V•К•Т•100•С

•

100

m_нав.•5

де V – різниця в об’ємах 0,005 М розчину йоду між контрольним і дослідним титруванням, у мл;

К – коефіцієнт поправки 0,01 М розчину натрій тіосульфату;

Т – кількість грамів стандартного зразку натрієвої солі бензилпеніциліну у перерахунку на хімічно чисту речовину, що еквівалентна 1 мл 0,005 М розчину йоду (знаходять у відповідній таблиці з урахуванням температури);

С – коефіцієнт перерахунку стандартного зразка натрієвої солі бензилпеніциліну на пеніцилін, що досліджується, зазначений у відповідній фармакопейній статті (1,045 мг);

m_нав_. – наважка, у г;

100/5 – розведення.

ЗБЕРІГАННЯ

Список сильнодіючих речовин. У повітронепроникному контейнері. Якщо субстанція стерильна, зберігають у стерильному, повітронепроникному контейнері з контролем першого розкриття.

ЗАСТОСУВАННЯ

Антибіотик, який впливає на грампозитивні мікроорганізми і використовується для лікування пневмонії, скарлатини, дифтерії, гнійних інфекцій тощо.

ПРОГРАМА САМОПІДГОТОВКИ СТУДЕНТІВ

1. Антибіотики гетероциклічної будови. Загальна характеристика, хімічна структура, класифікація.

2. Пеніциліни. Загальні фізико-хімічні властивості. Бензилпеніцилін, його натрієва, калієва, новокаїнова солі, феноксиметилпеніцилін, біциліни.

3. Напівсинтетичні пеніциліни на основі 6-АПК. Оксациліну натрієва сіль, ампіциліну натрієва сіль, амоксицилін, амоксиклав.

4. Встановлення тотожності, доброякісності, кількісне визначення, хімічна несумісність, зберігання.

5. Цефалоспорини. Класифікація. Частковий і напрямлений синтез на основі 7-АЦК (цефалотин), 7-АДЦК (цефалексин). Властивості, аналіз, застосування.

6. Побічні дії антибіотиків даної групи та їх профілактика.

7. Використання антибіотиків гетероциклічної будови у медичній практиці.

СЕМІНАРСЬКЕ ОБГОВОРЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ПИТАНЬ

Проводиться семінарське обговорення теоретичних питань зазначених у програмі самопідготовки студентів.

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ ТА СИТУАЦІЙНІ ЗАДАЧІ

1. До пеніцилінів першого покоління відноситься антибіотик:

A. Оксациліну натрієва сіль

B. Ампіциліну натрієва сіль

C. Амоксицилін

D. Амоксиклав

E. Феноксиметилпеніцилін

2. Який індикатор використовується для визначення точки еквівалентності при кількісному визначенні суми пеніцилінів у напівсинтетичних антибіотиках пеніцилінового ряду?

A. Крохмаль

B. Метиловий оранжевий

C. Метиловий червоний

D. Метиленовий синій

E. Фенолфталеїн

3. 7-Аміноцефалоспоранова кислота складається з циклів:

A. Дигідротіазинового і g-лактамного

B. Тіазинового і b-лактамного

C. Тіазолідинового і g-лактамного

D. Дигідротіазинового і b-лактамного

E. Фентіазинового і b-лактамного

4. В склад препарату „Амоксиклав” входять:

A. Ампіцилін, клавуланова кислота

B. Амоксицилін, тіенам

C. Амоксицилін, клавуланова кислота

D. Амоксицилін, іміпенем

E. Клавуланова кислота, тієнам

1. Обчислити масу наважки натрієвої солі бензилпеніциліну, яку необхідно взяти для кількісного визначення, щоб при відтворенні методики з ДФ Х на титрування надлишку 0,005 моль/л розчину йоду було витрачено 5,00 мл 0,01 моль/л розчину натрій тіосульфату (К_п = 1,0000), масова частка суми пеніцилінів – 99,05 %, об’єм титранту в контрольному досліді – 20,05 мл; визначення проводилося при t = 21 °С.

2. Обчислити об’єм 0,01 моль/л розчину натрій тіосульфату (К_п = 1,0034), який буде витрачено на титрування надлишку 0,005 моль/л розчину йоду при кількісному визначенні калієвої солі бензилпеніциліну за методикою ДФ Х, якщо наважка препарату – 0,0990 г, масова частка суми пеніцилінів – 100,07 %, об’єм титранту в контрольному досліді – 19,50 мл; визначення проводилося при температурі 23 °С.

3. Обчислити масову частку суми пеніцилінів у феноксиметилпеніциліні при визначенні за фармакопейною методикою (ДФ Х видання), якщо наважка препарату становить 0,0685 г, об’єм 0,01 моль/л розчину натрій тіосульфату (К_п = 1,0000) в основному досліді – 11,50 мл, у контрольному досліді – 19,80 мл; визначення проводилося при t = 22 °С.

4. При дослідженні розчину цефазоліну натрію (М (С₁₄Н₁₃N₈NaO₄S₃) = 476,5 г/моль) методом абсорбційної спектрофотометрії в ультрафіолетовій області за методикою доповнення 2 до ДФУ хімік-аналітик ВТК одержав наступні результати: оптична густина розчину становить 0,560, товщина шару – 1 cм. Обчислити питомий показник поглинання досліджуваного розчину в максимумі за довжини хвилі 272 нм у перерахунку на безводну речовину (максимальний вміст води в субстанції становить 6 %). Зробити висновок про відповідність значення даного показника вимогам доповнення 2 до ДФУ.

ВИХІДНИЙ РІВЕНЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Студент повинен знати:

1. Латинські назви, синоніми лікарських препаратів, які належать до групи антибіотиків гетероциклічного ряду.

2. Методи одержання вищезазначених препаратів.

3. Фізико-хімічні характеристики, методики ідентифікації, встановлення доброякісності і кількісного визначення даної групи препаратів.

4. Умови зберігання і застосування лікарських препаратів досліджуваної групи у медичній практиці.

Студент повинен вміти:

1. Пояснювати хімічні процеси, що протікають при встановленні тотожності, доброякісності і кількісного вмісту препаратів, які належать до групи антибіотиків гетероциклічного ряду.

2. Обчислювати молярні маси еквівалентів при визначенні масової частки діючих речовин у досліджуваних субстанціях різними хімічними методами.

3. Здійснювати визначення доброякісності та кількісний аналіз субстанцій антибіотиків біологічним і мікробіологічним методами.

4. Після проведення експерименту робити висновок про відповідність якості субстанцій вищезазначених лікарських речовин вимогам діючих МКЯ.

ВІРНІ ВІДПОВІДІ НА ТЕСТИ І СИТУАЦІЙНІ ЗАДАЧІ

Тести: 1. Е; 2. Е; 3. D; 4. C.

Задачі: 1. 0,127 г; 2. 7,50 мл; 3. 103,83 %; 4. 298.

ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ:

А – Основні:

1. Безуглий П.О., Гриценко І.С., Українець І.В., та ін. Фармацевтична хімія. /За заг. ред. П.О. Безуглого. – Вінниця: НОВА КНИГА, 2008. – 560 с.

2. Державна Фармакопея України /Державне підприємство „Науково-експертний фармакопейний центр”. – 1-е вид. – Харків: РІРЕГ, 2001. – 556 с.

3. Державна Фармакопея України /Державне підприємство „Науково-експертний фармакопейний центр”. – 1-е вид. – Харків: РІРЕГ, 2001. – Доповнення 1. – 2004. – 520 с.

4. Державна Фармакопея України /Державне підприємство „Науково-експертний фармакопейний центр”. – 1-е вид. –– Доповнення 2. – Харків: Державне підприємство „Науково-експертний фармакопейний центр”, 2008. – 620 с.

5. Державна Фармакопея України /Державне підприємство „Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів”. – 1-е вид. –– Доповнення 3. – Харків: Державне підприємство „Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів”, 2009. – 280 с.

6. Державна Фармакопея України /Державне підприємство „Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів”. – 1-е вид. –– Доповнення 4. – Харків: Державне підприємство „Український науковий фармакопейний центр якості лікарських засобів”, 2011. – 540 с.

7. Туркевич М., Владзімірська О., Лесик Р. Фармацевтична хімія (стероїдні гормони, їх синтетичні замінники і гетероциклічні сполуки як лікарські засоби). – Вінниця: НОВА КНИГА, 2003. – 464 с.

8. Фармацевтична хімія. Навчальний посібник. /За загальною редакцією П.О. Безуглого. – Вінниця, НОВА КНИГА, 2006. – 552 с.

9. Матеріали лекцій.

10. www.tdmu.edu.te.ua

В – Додаткові:

1. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч.: Ч. 1. Общая фармацевтическая химия; Ч. 2. Специальная фармацевтическая химия: Учебн. для вузов. – Пятигорск, 2003. – 720 с.