Home » МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА

МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА

26 Червня, 2024

МЕТОДИЧНА ВКАЗІВКА

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

ЗАНЯТТЯ № 24 (практичне – 6 годин)

Тема: Аналіз якості лікарських засобів із групи антибіотиків аліциклічного, ароматичного рядів.

Мета: Набути теоретичні знання та практичні навички з аналізу якості лікарських препаратів із групи антибіотиків аліциклічного і ароматичного рядів, 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

ХЛОРАМФЕНІКОЛ

Chloramphenicolum

CHLORAMPHENICOL

Laevomycetinum

C₁₁H₁₂Cl₂N₂O₅ М. м. 323,1

Хлорамфенікол являє собою 2,2-дихлор-N-[(1R,2R)-2-гідрокси-1-(гідроксиметил)-2-(4-нітрофеніл)етил]ацетамід, що продукується певними штамами Streptomyces venezuelae у підхожому середовищі. Звичайно одержується шляхом синтезу. Субстанція містить не менше 98,0 % і не більше 102,0 % C₁₁H₁₂Cl₂N₂O₅, у перерахунку на суху речовину.

ВЛАСТИВОСТІ

Опис. Дрібний кристалічний порошок білого, сірувато-білого або жовтаво-білого кольору або дрібні кристали, або голчасті або довгасті пластинки.

Розчинність. Мало розчинний у воді Р, легко розчинний у 96 % спирті Р і пропіленгліколі Р.

(Розчин субстанції в етанолі Р обертає площину поляризації праворуч, в етилацетаті Р – ліворуч).

ІДЕНТИФІКАЦІЯ

А. Близько 10 мг субстанції розчиняють в 1 мл етанолу (50 % об/об) Р, додають 3 мл розчину 10 г/л кальцій хлориду Р і 50 мг цинку порошку Р і нагрівають на водяній бані протягом 10 хв. Одержаний гарячий розчин фільтрують, охолоджують, додають 0.1 мл бензоїлхлориду Р і струшують протягом 1 хв. Потім додають 0.5 мл розчину ферум(ІІІ) хлориду Р1 і 2 мл хлороформу Р і струшують; водний шар має забарвлюватися у колір від світло-фіолетово-червоного до пурпурового.

В. 50 мг субстанції поміщають у фарфоровий тигель і додають 0.5 г натрій карбонату безводного Р, нагрівають на відкритому полум’ї протягом 10 хв і охолоджують. Одержаний залишок змішують із 5 мл кислоти нітратної розведеної Р і фільтрують. До 1 мл одержаного фільтрату додають 1 мл води P. Одержаний розчин дає реакцію (а) на хлориди (ДФУ, С. 73):

2 мл розчину підкислюють кислотою нітратною розведеною Р, додають 0,4 мл розчину аргентум нітрату Р1, перемішують і відстоюють; утворюється білий сирнистий осад. Рідину над осадом декантують. Осад промивають трьома порціями води Р по 1 мл кожна. Цю операцію проводять швидко у захищеному від яскравого світла місці, при цьому допускається, щоб рідина над осадом не була повністю прозорою. Осад суспендують у 2 мл води Р і додають 1,5 мл розчину амоніаку Р; осад швидко розчиняється; допускається наявність декількох крупинок, які розчиняються повільно:

NaCl + AgNO₃ → AgCl↓ + NaNO₃;

AgCl↓ + 2NH₄OH → [Ag(NH₃)₂]Cl + 2H₂O.

С. (ДФ Х). До 0,1 г препарату додають 5 мл розчину натрій гідроксиду розведеного Р і нагрівають; з’являється жовте забарвлення, що при подальшому нагріванні переходить у червоно-оранжеве. При кип’ятінні цього розчину забарвлення посилюється, виділяється цегляно-червоний осад і з’являється запах амоніаку:

ВИПРОБУВАННЯ НА ЧИСТОТУ

Кислотність або лужність. До 0.1 г субстанції додають 20 мл води, вільної від карбон діоксиду, Р і струшують. До одержаного розчину додають 0.1 мл розчину бромтимолового синього Р1; забарвлення розчину має змінитися при додаванні не більше 0.1 мл 0.02М розчину кислоти хлоридної або 0.02 М розчину натрій гідроксиду.

Втрата у масі при висушуванні. Не більше 0,5 %. 1,000 г субстанції сушать при температурі 105 °С.

КІЛЬКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ

Абсорбційна спектрофотометрія в ультрафіолетовій області

0,100 г субстанції розчиняють у воді Р і доводять об’єм розчину тим самим розчинником до 500,0 мл. 10,0 мл одержаного розчину доводять водою Р до об’єму 100,0 мл. Оптичну густину (А) одержаного розчину вимірюють у максимумі за довжини хвилі 278 нм.

Вміст C₁₁H₁₂Cl₂N₂O₅ обчислюють, використовуючи питомий показник поглинання, що дорівнює 297.

Розрахунок відсоткового вмісту хлорамфеніколу в субстанції проводять за формулою:

А • 5000

m_нав_. • 297

Нітритометрія (після попереднього відновлення ароматичної нітрогрупи)

Близько 0,2 г препарату (точна наважка) поміщають у конічну колбу місткістю 100 мл, додають 10 мл кислоти хлоридної Р і обережно, невеликими порціями, 2 г порошку цинку Р. Потім додають ще 5 мл кислоти хлоридної Р, обмиваючи стінки колби, і після повного розчинення порошку цинку Р (можна підігріти) розчин кількісно переносять у склянку для діазотування, що охолоджується льодом; додають 1,5 г калій броміду Р та повільно титрують 0,1 М розчином натрій нітриту. Титрування вважають закінченим, коли крапля рідини, взята через 3 хвилини після додавання 0,1 М розчину натрій нітриту, буде викликати негайне посиніння йодкрохмального папірця.

2NaNO₂ + 2KI + 4HCl → I₂ + 2NO↑ + 2NaCl + 2KCl + 2H₂O.

E_m = М. м.

1 мл 0,1 М розчину натрій нітриту відповідає 0,03231 г левоміцетину.

Куприйодометрія, титрування за замісником

Близько 0,1 г препарату (точна наважка) розчиняють у 10 мл води Р, додають по 5 мл розчинів натрій гідроксиду 10 % і купрум сульфату 5 %. Суміш збовтують 2 хвилини, фільтрують крізь невеличкий ватний тампон (не дуже щільний, який входить на 1-1,5 см у трубку лійки) і промивають водою Р 3 рази по 5 мл. До фільтрату додають краплями розчин кислоти сульфатної розведеної Р до знебарвлення, 2 г калій йодиду Р і титрують 0,01 М розчином натрій тіосульфату до знебарвлення (індикатор – розчин крохмалю Р).

2CuSO₄ + 4KI → I₂ + Cu₂I₂↓ + 2K₂SO₄;

I₂ + Na₂S₂O₃ → 2NaI + Na₂S₄O₆.

E_m = 2М. м.

Паралельно проводять контрольний дослід.

1 мл 0,01 М розчину натрій тіосульфату відповідає 0,00646 г левоміцетину.

ЗБЕРІГАННЯ

У захищеному від світла місці. Якщо субстанція стерильна, її зберігають у стерильному повітронепроникному контейнері з контролем першого розкриття.

Список сильнодіючих речовин.

В. р. д. – 1,0 г

В. д. д. – 4,0 г

ЗАСТОСУВАННЯ

Антибіотик широкого спектра дії (лікування дизентерії, пневмонії, коклюшу, черевного тифу тощо).

ПРОГРАМА САМОПІДГОТОВКИ СТУДЕНТІВ

1. Антибіотики як лікарські речовини. Розвиток хімії антибіотиків. Загальна характеристика. Класифікація антибіотиків.

2. Способи добування антибіотиків.

3. Біологічні методи аналізу антибіотиків. Одиниця антибіотичної активності. Стандарти антибіотиків.

4. Латинські назви, синоніми, структурні формули, хімічні назви, фізичні та хімічні властивості лікарських препаратів із групи антибіотиків аліциклічного, ароматичного рядів.

5. Антибіотики аліциклічної будови. Тетрациклін, окситетрациклін, хлортетрациклін, їх напівсинтетичні похідні: метациклін, доксициклін. Вимоги до якості. Методи аналізу.

6. Антибіотики ароматичного ряду. Хлорамфенікол (левоміцетин). Зв’язок між будовою та біологічною дією, роль стереоізомерії.

7. Одержання левоміцетину та його естерів (стеарату і сукцинату). Ідентифікація та кількісне визначення.

8. Побічні дії антибіотиків даних груп та їх профілактика.

9. Використання антибіотиків аліциклічного та ароматичного рядів у медичній практиці, ветеринарії, сільському господарстві тощо.

СЕМІНАРСЬКЕ ОБГОВОРЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ПИТАНЬ

Проводиться семінарське обговорення теоретичних питань зазначених у програмі самопідготовки студентів.

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ ТА СИТУАЦІЙНІ ЗАДАЧІ

1. В основі молекули антибіотиків аліциклічної будови знаходиться вуглеводень:

A. Нафталін

B. Бутадієн

C. Нафтацен

D. Етилен

E. Пропілен

2. Основні властивості тетрациклінів зумовлені наявністю в структурі їх молекул у положенні :

A. 10 – фенольного гідроксилу

B. 3, 12 – енольних гідроксилів

C. 6а-10а – Ароматичного циклу

D. 4 – диметиламіногрупи

E. 2 – карбоксиамідної групи

3. До антибіотиків ароматичного ряду належить:

A. Тетрациклін

B. Стрептоміцину сульфат

C. Лінкоміцину гідрохлорид

D. Рондоміцин

E. Левоміцетин

4. Який газ виділяється при нагріванні левоміцетину з розчином NaOH?

A. CO₂

B. N₂

C. NH₃

D. H₂S

E. NO₂

1. Обчислити масову частку левоміцетину (М = 323,13 г/моль) в препараті при нітритометричному визначенні, якщо на титрування наважки 0,4590 г субстанції левоміцетину витрачено 14,00 мл 0,1 моль/л розчину натрій нітриту (К_п = 1,0020).

2. Обчислити об’єм лікарської форми складу:

Розчину левоміцетину 0,25 % – 10 мл,

необхідний для куприметричного визначення діючої речовини (М = 323,13 г/моль), щоб на титрування було витрачено близко 1 мл 0,01 моль/л розчину натрій тіосульфату (К_п = 1,0000).

3. Обчислити об’єм 0,01 моль/л розчину натрій нітриту (К_п = 0,9903), який буде витрачено на кількісне визначення левоміцетину (М = 323,13 г/моль) у 2 мл лікарської форми складу:

Розчину левоміцетину 0,2 % – 10 мл

Кислоти борної 0,2.

4. Обчислити масу наважки субстанції хлорамфеніколу при її кількісному визначенні згідно вимог доповнення 2 до ДФУ, якщо оптична густина випробовуваного розчину – 0,590 і масова частка хлорамфеніколу в субстанції становить 101,15 %.

ВИХІДНИЙ РІВЕНЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Студент повинен знати:

1. Латинські назви, синоніми лікарських препаратів, які належать до групи антибіотиків аліциклічного, ароматичного рядів.

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 аліциклічного, ароматичного рядів.

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. С; 2. D; 3. Е; 4. С.

Задачі: 1. 98,75 %; 2. 2,6 мл; 3. 1,25 мл; 4. 0,0987 г.

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.