Методична вказівка до практичних занять для студентів фармацевтичного факультету

Методична вказівка

до практичних занять для студентів фармацевтичного факультету спеціальності „Фармація”

ЗАНЯТТЯ № 10 (практичне – 6 годин)

Тема: Аналіз якості субстанцій лікарських речовин і лікарських засобів, які належать до амінокислот аліфатичного ряду та солей аліфатичних карбонових кислот: синтез, властивості, аналіз, умови зберігання, застосування.

Мета: Оволодіти методами ідентифікації, дослідження доброякісності та кількісного визначення субстанцій лікарських речовин із групи амінокислот аліфатичного ряду та солей аліфатичних карбонових кислот.

 

ПРОФЕСІЙНА ОРІЄНТАЦІЯ СТУДЕНТІВ

Амінокарбонові кислоти аліфатичного ряду являють собою похідні карбонових кислот, які у вуглеводневому ланцюгу містять одну або декілька аміногруп. Більшість з них належать до біологічно активних сполук і відіграють важливу роль у нормальному функціонуванні організму. Особливе значення мають α-амінокислоти, які є структурними одиницями носіїв життя – білків.

Значна частина аліфатичних карбонових кислот у фармакологічному відношенні є малоактивними речовинами. Вони застосовуються у фармацевтичному аналізі лише як реагенти (кислота форміатна, ацетатна, лимонна та ін.). Являючись структурним фрагментом субстанцій лікарських речовин, що застосовуються у вигляді солей, вищеназвані кислоти виконують роль носіїв фармакоактивних катіонів.

Розглядаючи теоретичний матеріал, що стосується методів одержання, фізичних та хімічних властивостей, методів ідентифікації, встановлення доброякісності, кількісного визначення субстанцій вищезгаданих речовин, умов їх зберігання та застосування у медичній практиці, студенти набувають знань, які необхідні їм у майбутній професійній діяльності.

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

МЕТОДИКА ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ

КИСЛОТА ГЛУТАМІНОВА

Acidum glutamicum

GLUTAMIC ACID

C₅H₉NO₄

М. м. 147.1

Кислота глутамінова містить не менше 98.5 % і не більше 100.5 % (S)-2-амінопентан-1,5-дикарбонової кислоти, у перерахунку на суху речовину.

ВЛАСТИВОСТІ

Опис. Кристалічний порошок білого кольору або безбарвні кристали.

Розчинність. Легко розчинна у киплячій воді Р, мало розчинна у холодній воді Р, практично нерозчинна у кислоті ацетатній Р, ацетоні Р, 96 % спирті Р і ефірі Р.

ІДЕНТИФІКАЦІЯ

А. Субстанція має відповідати вимогам щодо питомого оптичного обертання, зазначеним у розділі „Випробування на чистоту”.

B. До 2.0 мл розчину S, приготованого, як зазначено в розділі „Випробування на чистоту”, додають 0.1 мл розчину фенолфталеїну Р, від 3.0 мл до 3.5 мл 1 М розчину натрію гідроксиду до появи червоного забарвлення. Потім додають суміш 3 мл розчину формальдегіду Р, 3 мл води, вільної від карбон діоксиду, Р і 0.1 мл розчину фенолфталеїну Р, до якої попередньо доданий 1 М розчин натрію гідроксиду до появи рожевого забарвлення; розчин знебарвлюється. До одержаного розчину додають 1 М розчин натрію гідроксиду до появи червоного забарвлення. Загальний об’єм витраченого 1 М розчину натрію гідроксиду має бути від 4.0 мл до 4.7 мл.

 

 

C. 20 мг субстанції випробуваної речовини розчиняють при нагріванні у 1 мл свіжопрокип’яченої води Р, додають 1 мл свіжоприготовленого розчину нінгідринуР і нагрівають; з’являється синьо-фіолетове забарвлення.

 

D. 2 мг субстанції змішують з 2 мг резорцину Р і 5 краплями кислоти сірчаної Р, нагрівають до появи зелено-коричневого забарвлення. Охолоджують, додають 5 мл води Р і 5 мл розчину аміаку Р1; з’являється червоно-фіолетове забарвлення із зеленою флуоресценцією.

 

 

ВИПРОБУВАННЯ НА ЧИСТОТУ

Розчин S. 1.0 г субстанції при слабкому нагріванні розчиняють у 1 М розчині кислоти хлористоводневої і доводять об’єм розчину тією самою кислотою до 10.0 мл.

Питоме оптичне обертання. (2.2.7; ДФУ I видання, доповнення 2, С. 49) Від + 30.5° до + 32.5°, у перерахунку на суху речовину. Визначення проводять, використовуючи розчин S.

КІЛЬКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ

Алкаліметрія, пряме титрування

Близько 0.13 г (точна наважка) субстанції випробовуваної речовини при слабкому нагріванні розчиняють у 50 мл води, вільної від карбон діоксиду, Р, охолоджують і титрують 0.1 М розчином натрію гідроксиду до переходу жовтого забарвлення в блакитне, використовуючи як індикатор 0.1 мл розчину бромтимолового синього Р1.

1 мл 0.1 М розчину натрію гідроксиду відповідає 14.71 мг С₅Н₉NО₄.

 

 

E_m = М. м.

ЗБЕРІГАННЯ

У щільно закупореному контейнері, у захищеному від світла місці.

ЗАСТОСУВАННЯ

Для лікування психічних та нервових захворювань.

 

КАЛЬЦІЮ ГЛЮКОНАТ

Calcii gluconas

CALCIUM GLUCONATE

C12H22CaO14, Н2О

М. м. 448.4

Кальцію глюконат містить не менше 98.5 % і не більше 102.0 % кальцій D-глюконату моногідрату.

ВЛАСТИВОСТІ

Опис. Кристалічний або гранульований порошок білого кольору.

Розчинність. Помірно розчинний у воді Р, легко розчинний у киплячій воді Р.

ІДЕНТИФІКАЦІЯ

А. Розчин S дає реакції на Кальцій (2.3.1; ДФУ I видання, С. 70):

а) Близько 20 мг субстанції випробовуваної речовини розчиняють у 5 мл кислоти оцтової Р. До одержаного розчину додають 0.5 мл розчину калію фероціаніду Р; розчин залишається прозорим. До розчину додають близько 50 мг амонію хлориду Р; утворюється білий кристалічний осад.

Сa²⁺ + 2NH₄⁺ + [Fe(CN)₆]^4- → (NH₄)₂Са[Fe(CN)₆]↓.

в) До 1 мл розчину додають 1 мл розчину 40 г/л амонію оксалату Р; утворюється білий осад, нерозчинний у кислоті оцтовій розведеній Р і розчині аміаку Р, розчинний у розведених мінеральних кислотах.

Сa²⁺ + С₂О₄^2- → СaС₂О₄↓;

СaС₂О₄↓ + 2HCl → СaCl₂ + H₂C₂O₄.

с) Сіль Кальцію, змочена кислотою хлористоводневою Р і внесена у безбарвне полум’я, забарвлює його в оранжево-червоний колір.

Сa²⁺ + hν → *Сa²⁺ → Сa²⁺ + hν₁.

В. 0.1 г субстанції випробовуваної речовини розчиняють у 5 мл води Р і до одержаного розчину додають 2 краплі розчину заліза(III) хлориду Р1; з’являється світло-зелене забарвлення.

ВИПРОБУВАННЯ НА ЧИСТОТУ

Розчин S. 0.50 г субстанції розчиняють у воді Р, нагрітій до температури 60 °С, і доводять об’єм розчину тим самим розчинником до 25.0 мл.

Сахароза і відновлюючі цукри. 0.5 г субстанції розчиняють у суміші 2 мл кислоти хлористоводневої Р і 10 мл води Р. Кип’ятять протягом 5 хв, охолоджують, додають 10 мл розчину натрію карбонату Р і витримують протягом 10 хв. Потім доводять об’єм розчину водою Р до 25 мл і фільтрують. До 5 мл фільтрату додають 2 мл розчину мідно-тартратного Р і кип’ятять протягом 1 хв, одержаний розчин витримують протягом 2 хв; не має утворюватися червоний осад.

Сu²⁺ + 2OH^– → Сu(OH)₂↓;

2KNa[Cu(C₄H₄O₆)₂] + RCHO + 3NaOH + 2KOH →

→ 2СuOH↓ + RCOONa + 4KNaC₄H₄O₆ + 2H₂O;

2CuOH → Cu₂O↓ + H₂O.

КІЛЬКІСНЕ ВИЗНАЧЕННЯ

Комплексонометрія, пряме титрування

Близько 0.8 г (точна наважка) субстанції випробовуваної речовини розчиняють у 20 мл гарячої води Р, охолоджують і доводять об’єм розчину водою Р до 300 мл. Додають 10 мл амоніачного буферного розчину рН 10.0 Р і близько 0.05 г індикаторної суміші протравного чорного II Р. Розчин нагрівають до температури близько 40 °С і титрують за цієї ж температури 0.1 М розчином натрію едетату до переходу фіолетового забарвлення у синє.

1 мл 0.1 М розчину натрію едетату відповідає 44.84 мг С₁₂Н₂₂СаО₁₄, Н₂О.

Ca²⁺ + H₂Ind → CaInd + 2H⁺;

E_m = М. м.

ЗБЕРІГАННЯ

У щільно закупореному контейнері.

ЗАСТОСУВАННЯ

Джерело іонів Кальцію, протиалергічний засіб.

 

ПРОГРАМА САМОПІДГОТОВКИ СТУДЕНТІВ

1.     Латинські назви, синоніми, структурні формули, хімічні назви, фізичні та хімічні властивості кислоти глутамінової, метіоніну, цистеїну, ацетилцистеїну, аміналону, калію ацетату, натрію оксибутирату, натрію цитрату, кальцію лактату, кальцію глюконату.

2.     Одержання субстанцій лікарських речовин з групи амінокислот аліфатичного ряду та солей аліфатичних карбонових кислот: особливості, умови.

3.     Чим пояснюються амфотерні властивості кислоти глутамінової і метіоніну та можливість визначення в цих субстанціях питомого оптичного обертання?

4.     Як пояснити слабколужне середовище водних розчинів солей аліфатичних карбонових кислот?

5.     Можливі методи ідентифікації субстанцій наведених вище лікарських речовин.

6.     Можливі шляхи появи специфічних домішок у наведених нижче препаратах і методи їх визначення: γ-бутиролактон у натрію оксибутираті; речовини, що виявляються нінгідрином у кислоті глутаміновій, метіоніні та цистеїні.

7.     Загальні методи кількісного визначення препаратів із групи аліфатичних амінокислот та солей аліфатичних карбонових кислот: хімізм процесу, умови проведення аналізу, розрахунок еквівалентної маси визначуваної речовини і масової частки діючої речовини у субстанції.

8.     Умови зберігання субстанцій лікарських речовин та лікарських засобів з групи амінокислот аліфатичного ряду та солей аліфатичних карбонових кислот.

9.     Застосування субстанцій лікарських речовин та лікарських засобів з групи амінокислот аліфатичного ряду та солей аліфатичних карбонових кислот в медичній практиці та фармацевтичному аналізі.

СЕМІНАРСЬКЕ ОБГОВОРЕННЯ ТЕОРЕТИЧНИХ ПИТАНЬ

1.     Чим пояснюються амфотерні властивості кислоти глутамінової і метіоніну та можливість визначення в цих субстанціях питомого оптичного обертання?

2.     Можливі методи ідентифікації субстанцій наведених вище лікарських речовин.

3.     Можливі шляхи появи специфічних домішок у наведених нижче препаратах і методи їх визначення: γ-бутиролактон у натрію оксибутираті; речовини, що виявляються нінгідрином у кислоті глутаміновій, метіоніні та цистеїні.

4.     Загальні методи кількісного визначення препаратів із групи аліфатичних амінокислот та солей аліфатичних карбонових кислот: хімізм процесу, умови проведення аналізу, розрахунок еквівалентної маси визначуваної речовини і масової частки діючої речовини у субстанції.

5.     Умови зберігання субстанцій лікарських речовин та лікарських засобів з групи амінокислот аліфатичного ряду та солей аліфатичних карбонових кислот.

6.     Застосування субстанцій лікарських речовин та лікарських засобів з групи амінокислот аліфатичного ряду та солей аліфатичних карбонових кислот в медичній практиці та фармацевтичному аналізі.

Тестові завдання та ситуаційні задачі

 

 

1.     Обчислити масову частку кислоти глутамінової (М = 147.13 г/моль) в субстанції у відсотках, якщо на титрування 0.2976 г субстанції витрачено 20.05 мл 0.1 М розчину натрію гідроксиду (К_п = 1.0000).

2.     Який об’єм 0.1 М розчину натрію тіосульфату (К_п = 1.0007) буде використано для  титрування наважки 0.2816 г метіоніну (М = 149.21 г/моль), якщо масова частка метіоніну в субстанції становить 99.69 %, а об’єм титранту у контрольному досліді – 49.85 мл.

3.     Яку масу наважки субстанції ацетилцистеїну (М = 163.2 г/моль) розчинили у воді у мірній колбі місткістю 50.0 мл, якщо на аналіз аліквоти об’ємом 10.0 мл витрачено 6.7 мл 0.05 М розчину йоду (Кп = 1.0020), а масова частка ацетилцистеїну у субстанції дорівнює 98.9 %? 

4.     Який об’єм 0.1 М розчину натрію едетату (К_п = 1.0080) буде витрачено на титрування 0.7856 г субстанції кальцію глюконату, якщо масова частка субстанції становить 99.53 %; 1 мл 0.1 М розчину натрію едетату відповідає 0.04484 г кальцію глюконату.

5.     Для кількісного визначення натрію цитрату використали метод йонообмінної хроматографії. З цією метою розчин субстанції (М = 294.1 г/моль) масою 0.1027 г пропустили крізь колонку з йонообмінною смолою Н-типу і промили дистильованою водою. На титрування одержаного елюенту витрачено 21.20 мл 0.05 М розчину натрію гідроксиду (К_п = 0.9899). Обчислити масову частку натрію цитрату у субстанції у відсотках.

6.     Обчислити масову частку кальцію лактату (М_безв. = 218.20 г/моль) в субстанції у відсотках, якщо на титрування наважки субстанції масою 0.2473 г витрачено 16.70 мл 0.05 М розчину натрію едетату (К_п = 1.0004); втрата у масі при висушуванні – 25.00 %.

 

ВИХІДНИЙ РІВЕНЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ

Студент повинен знати:

1.  Латинські та хімічні назви субстанцій лікарських речовин із групи амінокислот аліфатичного ряду та солей аліфатичних карбонових кислот.

2.  Джерела і методи одержання вищезазначених субстанцій лікарських речовин.

3.  Фізико-хімічні характеристики, методи ідентифікації, встановлення доброякісності і кількісного визначення досліджуваних субстанцій лікарських речовин.

4.  Умови зберігання і застосування досліджуваних сполук у медичній практиці і фармацевтичному аналізі.

Студент повинен вміти:

1.  Пояснювати хімічні процеси, що протікають при встановленні тотожності, доброякісності і кількісного вмісту вищеназваних субстанцій лікарських речовин.

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

3.  Після проведення аналізу робити висновок про відповідність якості субстанцій лікарських речовин вимогам МКЯ.

 

Вірні відповіді на тести і ситуаційні задачі:

Тести: 1. С; 2. C; 3. В; 4. А; 5. А.

Задачі: 1.  99,12 %; 2.  31,05 мл;    3.  0,5539 г;   4. 17,30 мл;   5. 100,17 %;  6. 98,27 %.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

А – Основні:

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

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

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

4.     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.

5.     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.

6.     Безуглий П.О., Грудько В.О., Леонова С.Г. та ін. Фармацевтичний аналіз. – Х.: Вид-во НФАУ; Золоті сторінки, 2001. – 240 с.

7.     Государственная фармакопея СССР Х издания. //М.: „Медицина”. – 1968. – 1071 с.

8.     Матеріали лекцій.

В – Додаткові:

1.     Беликов В. Г. Фармацевтическая химия. В 2 ч.: Учебн. Пособие / В. Г.Беликов – 4-е изд., пепераб. и доп. – М.: МЕДпресс-информ, 2008. – 613 с.

2.     Мелентьева Г. А. Фармацевтическая химия. – М.: Медицина, 1976. – Т. І, 780 с.; Т. ІІ, 827 с.

3.     Фармацевтическая химия: Учебн. пособие. /Под ред. А. П. Арзамасцева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. – 640 c.

4.     Машковский М. Д. Лекарственные средства. – М.: Новая Волна, 2010. – 1216 с.

5.     Харкевич Д. А. Фармакология: Учебник. – М.: ГЭОТАР МЕДИЦИНА, 2006. – 768 с

Методичну вказівку склали: доц. Коробко Д.Б.

Обговорено та затверджено на засіданні кафедри

07 червня 2012 р. протокол № 17.