Лекарственные средства, производные фенотиазина

Производные фенотиазина представляют собой одну из самых важных и перспективных групп ЛС в современной фармации и фармакологии. История создания первого антипсихотического средства – хлорпромазина начинается с 30-х гг. ХХ века, когда среди производных фенотиазина искали противогистаминные препараты. При этом обнаружилось, что ряд из них проявляет также нейролептическое и антипсихотическое действие, а ацилпроизводные фенотиазина – антиаритмическое действие. 1 Фенотиазин представляет собой конденсированную гетероциклическую систему, состоящую из шестичленного гетероцикла тиазина и двух ядер бензола. Фармакологическим действием обладают 2,10замещенные производные. 2 Заместитель при азоте (в 10-м положении) представлен цепочкой из 3-х углеродных атомов, в конце цепочки должен быть азотсодержащий заместитель, алифатической или гетероциклической природы. В зависимости от природы заместителя в 10-м положении производные фенотиазина делят на 2 группы: 1) 10-алкилпроизводные фенотиазина, содержат остаток пропана, пропина (хлорпромазин); 2) 10-ацилпроизводные, содержат остаток пропионовой кислоты (этацизин). Производные фенотиазина получают синтетически. 3 4 Производные фенотиазина очень легко окисляются в том числе и кислородом воздуха, на свету темнеют. 5 Температура плавления является важной физической константой ЛС и наряду с другими физическими характеристиками используется при определении подлинности и ориентировочного определения чистоты. Температурой плавления называют температуру, при которой происходит переход вещества из твердого состояния в жидкое. В НД она приводится, как правило, в виде интервала значений. Тпл (хлопромазина) от 194 до 198 °С (с разложением) Тпл (этацизина) от 199 до 208 °С ФС рекомендует подтверждать подлинность по ИК- спектрам, снятым в виде спрессованных таблеток с калия бромидом в области 4000 – 400 см-1, спектры по расположению характеристических полос поглощения должны полностью совпадать с рисунками спектров стандартных образцов. ИК спектрометрия – метод исследования веществ, основанный на поглощении ИК излучения, в результате чего происходит усиление колебательных и вращательных движений молекул. В основе получения ИК спектра лежит облучение исследуемого образца ИК излучением с постепенно изменяющейся частотой, осуществляемое с помощью прибора – ИК спектрометра. Каждое соединение независимо от его природы имеет строго индивидуальную картину спектра. ИК спектр представляет собой график пропускания веществом инфракрасного излучения (Т, %) в зависимости от длины волны (, мкм) или частоты излучения (, см-1). Спектрофотометрия основана на поглощении ЛС монохроматического излучения в УФ- области. Как правило, поглощение излучения в УФ- области обусловлено наличием в структуре ЛС системы двойных связей. Графическое изображение зависимости поглощения от длины волны света называется спектром. Производные фенотиазина содержит в своей структуре два бензольных кольца и поглощают монохроматическое излучение в УФ-области. Спектр поглощения 0,0005 % раствора хлорпромазина в растворе 0,1М хлористоводорой кислоты в области длин волн от 230 до 350 нм должен соответствовать спектру аналогичного раствора стандартного образца хлорпромазина гидрохлорида и иметь максимумы при 254±2 нм и 307±3 нм. 6 Химические свойства производных фенотиазина определяются природой гетероцикла и свойствами функциональных групп: - третичная аминогруппа (слабые основные свойства); - ковалентно связанная сера (II) (восстановительные свойства); - ковалентно связанный хлор (хлорпромазин); - сложноэфирная и амидная группы (этацизин); - представляют собой соли - гидрохлориды, образованные слабым органическим основанием и сильной минеральной кислотой. 7 Общие реакция на производные фенотиазина Реакция окисления за счет серы (II) – образуются окрашенные продукты, как с сильными так и слабыми окислителями. В качестве окислителей используют: водорода пероксид, бромную воду, калия бромат, серебра нитрат и др. В ФС включена реакция с калия броматом, данная реакция позволяет отличить ЛС данной группы друг от друга: Хлорпромазин (аминазин) – появляется розовое окрашивание, переходящее в малиновое; Этацизин – сиреневое, переходящее в фиолетовое. 8 Третичную аминогруппу доказывают реакциями с общеалкалоидными осадительными реактивами: Драгендорфа - КBiI4 ; Вагнера-Бушарда – I2 (KI); пикриновая кислота. Гидрохлорид доказывают после вытеснения органического основания сильным минеральным, выделившийся осадок отфильтровывают, в фильтрате определяют хлорид-ион реакцией осаждения серебра нитратом. 9 Ковалентно связанную серу можно доказать после окислительной или восстановительной минерализации. Окислительную минерализацию проводят азотной кислотой концентрированной, при нагревании, в результате образуется сульфат –ион, который доказывают реакцией осаждения бария хлоридом. Восстановительную минерализацию проводят водородом в момент выделения (цинковой пылью в щелочной среде), в результате образуется натрия сульфид, который доказывают реакциями осаждения с солями цинка – образуется цинка сульфид белого цвета, с солями тяжелых металлов, например, со свинца ацетатом, образуется свинца сульфид – черного цвета; или проводят реакцию с натрия нитропруссидом, в результате которой образуется комплекс фиолетового цвета. 10 Специфические реакции Хлорпромазин (аминазин) – реакция доказательства ковалентно связанного хлора (заместитель во 2-м положении), предварительно выделяют основание хлорпромазина раствором натрия гидроксида, выделившееся основание отфильтровывают, промывают, высушивают, затем после восстановительной минерализации водородом в момент выделения (цинковой пылью в присутствии уксусной кислоты), образовавшийся хлорид-ион (хлористоводородную кислоту) доказывают реакцией осаждения серебра нитратом. Этацизин – амидную и сложноэфирную группы (заместитель во 2-м положении) доказывают реакцией щелочного гидролиза, в результате которой выделяются: этиловый спирт, натрия карбонат и освобождается первичная ароматическая аминогруппа. Этиловый спирт доказывают йодоформной пробой, на первичную ароматическую группу можно провести реакцию образования оснований Шиффа – реакция конденсации с ароматическими альдегидами (появляется оранжевое окрашивание). Либо сложно-эфирную и амидную группы можно доказать гидроксамовой пробой. 11 Общие примеси – указывают на степень очистки ЛС, не имеют специфического действия, но в больших количествах снижают фармакологическую активность ЛС. Из общих примесей в рассматриваемых ЛС контролируются сульфатная зола и тяжелые металлы. Сульфатная зола и тяжелые металлы (препарат предварительно обрабатывают концентрированной серной кислотой, которая обугливает, окисляет органические вещества, а соли превращает в более термически стойкие и менее летучие сульфаты. Образовавшаяся сульфатная зола используется для последующего определения примеси тяжёлых металлов). Для определения примеси тяжелых металлов используют реакцию осаждения натрия сульфидом – образуются окрашенные осадки сульфидов тяжелых металлов (черные, коричневые): Pb2+ +Na2S→ PbS↓ + 2Na+ (окраска, появившаяся в испытуемом растворе, не должна превышать окраску эталонного, растворы просматривают на белом матовом фоне, при дневном отраженном свете, по оси пробирок). Потеря в массе при высушивании происходит за счет влаги и некоторых летучих веществ, например, летучих кислот, аминов, диоксида углерода и др. Образец субстанции сушат до постоянной массы при определенной температуре, условия и температура указываются в ФС. Таким образом контролируется содержание влаги (воды) и возможных летучих примесей. Согласно требованиям ФС (на данные ЛС) потеря в массе при высушивании допускается не более 0,5%. рН – позволяет контролировать примеси кислотного и основного характера, значение рН 10% раствора хлорпромазина должно быть от 3,5 до 5,0 (слабокислое значение рН объясняется тем, что ЛС представляет собой соль, образованную слабым органическим основанием и сильной минеральной кислотой). 12 Метод тонкослойной хроматографии (ТСХ) –основан на разделении веществ между подвижной и неподвижной фазами, в качестве подвижной фазы используется система растворителей, неподвижной - слой сорбента, нанесенный на инертную твердую поверхность (пластинку). Данным методом в хлорпромазине контролируют содержание побочного продукта синтеза (N,N-диметил-3-(4-хлор-10H-фенотиазин-10-ил)пропан-1-амин (допускается не более 0,15%). Примесь специфическая, допустимая. CI S 4 N CH2 CH3 CH2 CH2 N CH3 Другие родственные примеси определяют методом ВЭЖХ - метод колоночной хроматографии, в котором подвижной фазой служит жидкость, движущаяся под давлением через хроматографическую колонку, заполненную неподвижной фазой (сорбентом). Примеси специфические допустимые (не более 1%). 13 Количественное определение субстанций хлорпромазина и этацизина по ФС проводят ацидиметрическим методом в среде протогенного растворителя – уксусного ангидрида. Метод основан на солеобразовании органических оснований с хлорной кислотой в среде протогенного растворителя, усиливающего основные свойства. Производные фенотиазина проявляют слабые основные свойства за счет третичной аминогруппы боковой цепи. Т.к. оба препарата являются гидрохлоридами, уксусный ангидрид связывает хлорид-ион в хлорангидрид уксусной кислоты. Точку эквивалентности определяют потенциометрически. Коэффициент стехиометричности равен 1. 14 Количественное определение хлорпромазина (аминазина) в растворах для инъекций проводят лаурилсульфатным методом. В качестве титранта использую натрия лаурилсульфат (натрия додецилсульфат). Метод основан на свойстве органических оснований (имеющих молекулярную массу не менее 200) за счет третичного атома азота образовывать нерастворимые в воде соли с лаурилсульфатом (додецилсульфатом). Используют способ экстракционного титрования, образующуюся соль извлекают в хлороформ (две фазы: водная и хлороформная). Индикатор – диметиловый желтый, переход окраски в хлороформном слое от лимонно-желтой до красно-оранжевой. Коэффициент стехиометричности равен 1. 15 ЛС данной группы содержат в своей структуре ароматические кольца и могут поглощать излучение в УФ- области. В готовых лекарственных формах, например, в таблетках, драже, для количественного определения используется спектрофотометрический метод в УФ-области. 16 Количественное определение производных фенотиазина можно провести алкалиметрическим методом по варианту вытеснения, т.к. они представляют собой соли, образованные слабым органическим основанием и сильной минеральной кислотой. Титрование проводят в присутствии хлороформа, для извлечения выделяющегося в процессе титрования органического основания. Индикатор – фенолфталеин. Коэффициент стехиометричности равен 1. Можно использовать йодометрический метод, основанный на свойстве третичной аминогруппы, проявляющей основные свойства, образовывать полийодидные комплексы. Используют способ обратного титрования. Избыток йода оттитровывают натрия тиосульфатом. В качестве индикатора используют раствор крахмала. Коэффициент стехиометричности равен 1/3. 17 Все производные фенотиазина хранят с учетом их гигроскопичности и свойства легко окисляться кислородом воздуха. Субстанции хранят в банках темного стекла, плотно закрытых пробками, залитых парафином, в сухом, защищенном от света месте. Хлорпромазин (аминазин) темнеет при длительном воздействии света. Он разрушается даже в темноте при влажной атмосфере. Установлено, что 10-ацилфенотиазины (этацизин) под влиянием внешних факторов (свет, кислород, влага) разлагаются с образованием фенотиазина и продуктов его окисления. 18 19 Высокая транквилизирующая активность производных бензодиазепина была установлена в 60-х гг. XX века, когда впервые был получен хлордиазепоксид (1962 г.). В последующие годы осуществлен синтез целого ряда производных бензодиазепина, обладающих данным видом активности. 20 Бензодиазепин – конденсированная система, состоящая из бензола и диазепина – семичленного гетероцикла с двумя атомами азотами, было установлено, что фармакологической активность обладают бензодиазепины, содержащие азот в 1 и 4 положениях. Семичленное кольцо ароматическим характером не обладает. ЛС данной группы получают синтетически. 21 Хлордиазепоксид (хлозепид) – белый или светло-желтый мелкокристаллический порошок без запаха. Хорошо растворим в воде. Диазепам (сибазон) – белый или почти белый кристаллический порошок. Очень мало растворим в воде, растворим в спирте 96%, Оксазепам (нозепам) – белый или белый с желтоватым оттенком кристаллический порошок. Мало растворим в спирте, практически нерастворим в воде. 22 Нитразепам – от белого до светло-жёлтого или светло-желтого с зеленоватым оттенком кристаллический порошок без запаха. Умеренно растворим в хлороформе, мало растворим в спирте 96%, практически нерастворим в воде. Бромдигидрохлорфенилбензодиазепин (Феназепам) – белый кристаллический порошок. Умеренно растворим в хлороформе, мало растворим в спирте 96%, практически нерастворим в воде. 23 24 Производные бензодиазепина являются амфотерными соединениями. Слабые кислотные свойства они проявляют за счет лактамной связи в положении 1-2, лактим-лактамная таутометрия, растворяются в растворах гидроксидов щелочных металлов образуя соли. Слабые основные свойства проявляются за счет третичного азота в 4-м положении, растворяются в минеральных кислотах и протогенных растворителях. 25 Температура плавления является важной физической константой ЛС и наряду с другими физическими характеристиками используется при определении подлинности и ориентировочного определения чистоты. Температурой плавления называют температуру, при которой происходит переход вещества из твердого состояния в жидкое. В НД она приводится, как правило, в виде интервала значений. Тпл (хлордиазепоксид) от 239 до 243 °С Тпл (феназепам) от 225 до 230 °С Тпл (диазепам) от 131 до 135 °С Тпл (нитразепам) от 226 до 230 °С ФС рекомендует подтверждать подлинность по ИК- спектрам, снятым в диске с калия бромидом в области 4000 – 400 см-1, спектры по расположению характеристических полос поглощения должны полностью совпадать с рисунками спектров стандартных образцов. ИК спектрометрия – метод исследования веществ, основанный на поглощении ИК излучения, в результате чего происходит усиление колебательных и вращательных движений молекул. В основе получения ИК спектра лежит облучение исследуемого образца ИК излучением с постепенно изменяющейся частотой, осуществляемое с помощью прибора – ИК спектрометра. Каждое соединение независимо от его природы имеет строго индивидуальную картину спектра. ИК спектр представляет собой график пропускания веществом инфракрасного излучения (Т, %) в зависимости от длины волны (, мкм) или частоты излучения (, см-1). Спектрофотометрия основана на поглощении ЛС монохроматического излучения в УФ- области. Как правило, поглощение излучения в УФ- области обусловлено наличием в структуре ЛС системы двойных связей. Графическое изображение зависимости поглощения от длины волны света называется спектром. Производные бензодиазепина содержат в своей структуре бензольное кольцо и ароматический радикал в 5-м положении, в УФ-спектрах регламентируется два максимума поглощения, или максимум и минимум. Идентифицировать производные бензодиазепина можно по образованию окрашенных флуоресцирующих продуктов в результате воздействия хлорной, серной и другими кислотами. Феназепам можно обнаружить по зеленовато-желтой окраске и флуоресценции в УФ-свете (при λ=254нм) его раствора в смеси хлороформа, этанола 2-х капель раствора хлорной кислоты. 26 Для подтверждения подлинности производных бензодиазепина используют общие и специфические реакции на функциональные группы, входящие в структуру ЛС. 27 Производные бензодиазепина подвергаются кислотному гидролизу при нагревании за счет диазепинового кольца, происходит разрыв по лактамной (амидной) связи и азометиновой. В результате гидролиза образуется бензофенон, содержащий первичную ароматическую аминогруппу (которую можно доказать реакцией диазотирования с последующим азосочетанием) и аминокислота, которую можно подтвердить нингидриновой пробой. 28 На третичный атом азота в 4-м положении (проявляющий слабые основные свойства) можно провести реакции с общеалкалоидными осадительными реактивами, образуются окрашенные осадки. 29 Ковалентносвязанный галоген (хлор, бром) доказывают после восстановительной минерализации водородом в момент выделения (цинковой пылью в присутствии уксусной кислоты), образовавшийся хлорид-ион (хлористоводородную кислоту) доказывают реакцией осаждения серебра нитратом. При минерализации феназепама образуются хлористоводородная и бромистоводородная кислоты. Бромид-ион можно доказать реакцией окисления хлорамином в присутствии хлороформа для излечения образующегося брома. Хлорид и бромид ион доказывают реакцией осаждения серебра нитратом, образующиеся осадки галогенидов серебра имеют различную растворимость в растворе аммиака: серебра хлорид полностью растворится (с образованием диамино-серебра хлорида), серебра бромид частично, не растворившийся серебра бромид отфильтровывают, к фильтрату прибавляют раствор азотной кислоты разведенной – вновь образуется осадок серебра хлорида. 30 Ароматическую нитрогруппу в структуре нитразепама можно доказать реакцией образования аци-соли, проявляются слабые кислотные свойства, за счет перераспределения двойных связей образуется окрашенная хиноидная структура. Кроме того, ароматическую нитрогруппу можно доказать после восстановления до первичной ароматической аминогруппы реакциями образования азокрасителя или оснований Шиффа. 31 Общие примеси – указывают на степень очистки ЛС, не имеют специфического действия, но в больших количествах снижают фармакологическую активность ЛС. Из общих примесей в рассматриваемых ЛС контролируются сульфатная зола и тяжелые металлы. Сульфатная зола и тяжелые металлы (препарат предварительно обрабатывают концентрированной серной кислотой, которая обугливает, окисляет органические вещества, а соли превращает в более термически стойкие и менее летучие сульфаты. Образовавшаяся сульфатная зола используется для последующего определения примеси тяжёлых металлов). Для определения примеси тяжелых металлов используют реакцию осаждения натрия сульфидом – образуются окрашенные осадки сульфидов тяжелых металлов (черные, коричневые): Pb2+ +Na2S→ PbS↓ + 2Na+ (окраска, появившаяся в испытуемом растворе, не должна превышать окраску эталонного, растворы просматривают на белом матовом фоне, при дневном отраженном свете, по оси пробирок). Потеря в массе при высушивании происходит за счет влаги и некоторых летучих веществ, например, летучих кислот, аминов, диоксида углерода и др. Образец субстанции сушат до постоянной массы при определенной температуре, условия и температура указываются в ФС. Таким образом контролируется содержание влаги (воды) и возможных летучих примесей. Согласно требованиям ФС (на данные ЛС) потеря в массе при высушивании допускается не более 0,5%. Остаточные органические растворители - это растворители, которые могут использоваться на любой стадии синтеза (производства) ЛС и полностью не удаляются после завершения технологического процесса. Наиболее часто для определения данных примесей используют газовую хроматографию. 32 Родственные примеси в субстанциях хлордиазепоксида, диазепама, феназепама определяют методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) – метод основан на разделении веществ между подвижной и неподвижной фазами, в качестве подвижной фазы используется система растворителей, неподвижной - слой сорбента, нанесенный на инертную твердую поверхность (пластинку). К родственным примесям относятся исходные, промежуточные и побочные продукты синтеза, а так же продукты разложения. Контролируемые методом ТСХ родственные примеси неидентифицированные, в качестве раствора сравнения используется испытуемый раствор разбавленный в несколько раз. Примеси допустимые. В субстанциях нитразепама и оксазепама родственные примеси определяют методом ВЭЖХ – Высокоэффективная жидкостная хроматография (жидкостная хроматография высокого давления) – это метод колоночной хроматографии, в котором подвижной фазой служит жидкость, движущаяся под давлением через хроматографическую колонку, заполненную неподвижной фазой (сорбентом). Примеси идентифицированные, используют стандартные образцы контролируемых примесей. Примеси допустимы. 33 Количественное определение субстанций ЛС данной группы по ФС проводят ацидиметрическим методом в среде протогенного растворителя – уксусного ангидрида. Метод основан на солеобразовании органических оснований с хлорной кислотой в среде протогенного растворителя, усиливающего основные свойства. Производные бензодиазепина проявляют слабые основные свойства за счет третичного азота в 4-м положении. Точку эквивалентности определяют потенциометрически или с помощью индикатора кристаллического фиолетового. Коэффициент стехиометричности равен 1. 34 ЛС данной группы содержат в своей структуре бензольное кольцо и ароматические радикалы и могут поглощать излучение в УФ- области. В готовых лекарственных формах, например, в таблетках, драже и растворах для инъекций для количественного определения используется спектрофотометрический метод в УФобласти. 35 Для количественного определения ЛС данной группы (кроме нитрозепама) можно использовать аргентометрический метод после восстановительной минерализации, т.к. все ЛС содержат в своей структуре ковалентносвязанный хлор или бром. Минерализацию проводят водородом в момент выделения в присутствии уксусной кислоты (см. слайд 31). Титруют по варианту Фаянса (т.к. выделяются кислоты НCI и HBr), с использованием адсорбционных индикаторов (бромфеноловый синий, бромтимодовый синий). Коэффициент стехиометричности зависит от количества атомов хлора или брома, входящих в структуру ЛС. Все ЛС данной группы (кроме диазепама) можно определить после кислотного гидролиза (см. слайд 29) по лактамной группе нитритометрическим методом по первичной ароматической аминогруппе, по варианту диазотирования. Коэффициент стехиометричности равен 1. 36 Все производные бензодиазепина хранят в сухом, защищенном от света месте. Они могут постепенно гидролизоваться по лактамной группе до аминобензофенона. Нитразепам содержит ароматическую нитрогруппу, которая под влиянием света в присутствии следовых количеств металлов может восстанавливаться до аминогруппы. Субстанцию необходимо хранить в защищенном от света месте, исключается использование металл содержащих упаковочных средств. Феназепам за счет ковалентносвязанного брома может окисляться с образованием свободного брома, при этом субстанция желтеет. Необходимо хранить в плотно закрытой упаковке из светозащитных материалов, в защищенном от света месте. 37 38