Лекарственные средства, производные пиразола

В настоящее время в медицинской практике сохранилось довольно широкое применение некоторых ЛС группы пиразола, как нестероидных анальгетиков-антипиретиков и противовоспалительных средств. В литературе давно обсуждается вопрос о побочных эффектах данных препаратов, особенно о возможном повреждающем действии на систему кроветворения, тем не менее, в связи с отсутствием окончательных данных по этому вопросу и достаточно выраженной эффективностью этих препаратов, они продолжают широко использоваться. 1 Пиразол – это пятичленный цикл с 2-мя гетероатомами азота в 1 и 2 положениях. В зависимости от степени гидрирования пиразола , ЛС этой группы делятся на 2 подгруппы: -дигидропиразола (пиразолин – частично гидрированный цикл); -тетрагидропиразола (пиразолидин – полностью гидрированный цикл). В медицинской практике применяются лекарственные средства производные пиразолона-5: феназон (антипирин); метамизол натрия (анальгин) и производные пиразолидиндиона-3,5: фенилбутазон (бутадион). 2 Получение Производные пиразола получают синтетически. Феназон (антипирин) впервые был синтезирован в 1883 г. Кнорром из ацетоуксусного эфира и фенилгидразина, затем в 1893 г. был получен амидопирин и в 1920 г. – метамизол натрия (анальгин). 3 Для получения фенилбутазона (бутадиона) в реакцию конденсации вводят диэтиловый эфир бутилмалоновой кислоты и N,N՜-дифенилгидразин. 4 Первым препаратом из группы пиразола был получен антипирин (феназон), обладающий жаропонижающим, болеутоляющим и противовоспалительным действием. Введение в 4-е положение диметиламиногруппы усиливает фармакологическое действие, так на основе антипирина, был получен амидопирин, который проявляет более выраженное жаропонижающее и противовоспалительное действие, но в настоящее время снят с производства, т.к. была доказана его высокая токсичность. Введение при азоте в 4-м положении цепочки из остатка бисульфитного производного формальдегида позволило получить соединение с выраженным анальгетическим эффектом (метамизол натрия); солевая форма обеспечивает хорошую растворимость в воде и быстрое наступление эффекта. Полностью гидрированный цикл, содержащий два ароматических радикала (при азотах в 1 и 2 положении цикла) обеспечивает выраженное противовоспалительное действие (фенилбутазон). 5 Описание Препараты представляют собой белые кристаллические порошки (для метамизола натрия и фенилбутазона допускается желтоватый оттенок), без запаха. Растворимость Феназон (антипирин) очень легко растворим в воде, это объясняется тем, что в растворе образуется внутренняя соль – бетаиновая структура (цвиттер-ион, подобно аминокислотам). Метамизол натрия (анальгин) – легко растворим в воде, т.к. представляет собой соль достаточно сильной кислоты и сильного основания, содержит в своей структуре гидрофильную группу (полярная боковая цепь). Фенилбутазон (бутадион) – практически не растворим в воде, но растворяется в щелочах, благодаря образованию енольной формы. 6 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. 7 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). 8 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. Метамизол натрия (анальгин) содержит в своей структуре ароматический радикал в первом положении и оксо-группу в пятом. 0,002% раствор ЛС в 0,1М растворе хлористоводородной кислоты имеет максимум поглощения при λ=258 нм. 9 Слабые основные свойства феназона обусловлены атомом азота во втором положении. Неподеленная электронная пара находится в сопряжении с ароматическим кольцом (в 1-м положении) и карбонильной группой (в 5-м положении). Благодаря основным свойствам (за счет азота во 2-м положении) феназон (анпирин) образует с раствором железа (III) хлорида комплекс – феррипирин. Реакция фармакопейная. 10 Фенилбутазон (бутадион) проявляет слабые кислотные свойства благодаря подвижному атому водорода в 4-м положении. Для фенилбутазона характерна кето-енольная таутометрия: енольная форма образуется в щелочной среде (ОН-), кето-форма в кислой (Н+). Фенилбутазон растворяется в растворах гидроксидов щелочных металлов с образованием соли. 11 В щелочной среде фенилбутазон (бутадион) вступает в реакцию солеобразования с меди (II) сульфатом за счет енольного гидроксила. Образуется осадок сероватого цвета, переходящий в бледно-голубой. 12 Аналогично протекают реакции солеобразования с раствором серебра нитрата – образуется белый осадок; с раствором железа (III) хлорида – бурый осадок. Реакции не фармакопейные. 13 Феназон (антипирин) и фенилбутазон (бутадион) содержат подвижный атом водорода в 4-м положении и вступают в реакции электофильного замещения. Для феназона (антипирина) ФС рекомендует для доказательства подлинности реакцию нитрозирования (нитритом натрия в кислой среде), основанную на электрофильном замещении водорода в 4-м положении. В результате реакции образуется нитрозоантипирин (нитрозофеназон), появляется изумрудно-зеленое окрашивание. 14 Свойство окисляться у производных пиразола выражено по-разному и зависит от природы заместителя в 4-м положении. Феназон (антипирин) устойчив к окислению, метамизол натрия (анальгин) легко окисляется даже слабыми окислителями (AgNO3, I2, NaNO2, FeCI3 и др.), образуя различно окрашенные соединения в зависимости от природы окислителя. Фенилбутазон (бутадион) окисляется только в жестких условиях. Восстановительные свойства метамизола натрия (анальгина) объясняются наличием заместителя в 4-м положении: метильный радикал увеличивает электронную плотность на 4-м атоме углерода, а также метиленсернистый остаток проявляет восстановительные свойства за счет атома серы (IV). В ГФ ХIV, ФС.2.1.0003.15 включена реакция окисления метамизола натрия водорода пероксидом (сильный окислитель ЕН2О2/Н2О=1,76 В) , один из возможных механизмов протекания реакции – окисление с раскрытием кольца пиразола , а так же за счет серы (с +4 до +6 ). В ГФ XIV для подтверждения подлинности метамизола натрия в ФС.2.1.0003.15 (субстанция), ФС.3.1.0071.18 (таблетки) включена реакция окисления калия йодатом в присутствии хлористоводородной кислоты. Одна из возможных схем протекания реакции объясняется следующим образом:  на первой стадии происходит окисление за счет кольца пиразола (появляется малиновое окрашивание), хлористоводородная кислота способствует гидролизу метансульфонатной цепочки и образованию оксида серы (IV);  на второй стадии, при дальнейшем прибавлении калия йодата происходит окисление оксида серы (IV) до оксида серы (VI), калия йодат восстанавливается до йода – окраска усиливается, образуется бурый осадок. 16 В ГФ XIV для подтверждения подлинности метамизола натрия в ФС.3.1.0070.18 (раствор для инъекций) включена реакция окисления железа (III) хлоридом (слабый окислитель EFe3+/Fe2+= 0,77 В). Возможная схема реакции приведена на слайде: окисление происходит за счет кольца пиразола, метансульфонатная цепочка гидролизуется с выделением формальдегида и оксида серы (IV). 17 Реакция протекает в присутствии хлористоводородной кислоты, вначале выделяется активный хлор (сильный окислитель ЕCI2/2СI-=1,76 В), который окисляет метамизол натрия. Предположительно окисление происходит за счет кольца пиразола и атома серы (с +4 до +6). 18 Фенилбутазон (бутадион) окисляется в жестких условиях: действием натрия нитрита в присутствии серной кислоты концентрированной при нагревании. Реакция основана на гидролитическом разложении фенилбутазона (бутадиона) с образованием капроновой кислоты, углерода диоксида и гидразобензола, который окисляется натрия нитритом до окрашенного азобензола, нитрит-ион восстанавливается до оксида азота (II) – наблюдается выделение пузырьков газа. Реакция гидролитического разложения с последующим окислением продукта гидролиза. 19 Реакция гидролитического разложения характерна для метамизола натрия (анальгина) – протекает за счет боковой цепи в четвертом положении. Для доказательства подлинности используется реакция кислотного гидролиза, при нагревании в присутствии хлористоводородной кислоты. В результате реакции выделяются диоксид серы (сернистый ангидрид) и формальдегид – ощущается запах сернистого ангидрида. После охлаждения прибавляют раствор железа (III) хлорида – появляется темно-красное окрашивание, происходит окисление образовавшегося в результате гидролиза 4-метиламиноантипирина за счет кольца пиразола. 20 21 При проверке доброкачественности субстанций контролируются следующие показатели:  прозрачность раствора;  цветность раствора;  общие примеси;  специфические (родственные) примеси. 22 23 Общие примеси – указывают на степень очистки ЛС, не имеют специфического действия, но в больших количествах снижают фармакологическую активность ЛС. Хлориды – определяют реакцией осаждения раствором серебра нитрата в присутствии азотной кислоты: CI- + AgNO3 → AgCI↓ + NO3 - (опалесценцию, появившуюся в испытуемом растворе, сравнивают с опалесценцией эталонного раствора, на темном фоне, в проходящем свете). Сульфаты – определяют реакцией осаждения раствором бария хлорида в присутствии хлористоводородной кислоты: SO42- + BaCI2 → BaSO4↓+ 2CI- (помутнение, появившееся в испытуемом растворе, сравнивают с помутнением эталонного раствора, на темном фоне, в проходящем свете). 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). 24 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. 25 Метамизол натрия (анальгин) (ФС.2.1.0003.15) Родственные примеси Определение проводят методом ВЭЖХ, готовят раствор субстанции в метаноле (раствор анализируют тотчас же), раствор сравнения - раствор 4-аминоантиприна в метаноле. На хроматограмме испытуемого раствора площадь пика 4аминоантипирина должна быть не более площади пика на хроматограмме раствора сравнения (не более 0,5%). 4-аминоантипирин – промежуточный продукт синтеза метамизола натрия (анальгина), является специфической допустимой примесью. 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. Бактериальные эндотоксины Т.к. субстанция метамизола натрия (анальгина) используется для производства (изготовления) инъекционных растворов, контролируются вещества (субстраты), вызывающие пирогенную реакцию. Фенилбутазон (бутадион) (ФС.2.1.0198.18) Родственные примеси Определение проводят методом ВЭЖХ, готовят раствор субстанции в ацетонитриле. Контролируют промежуточные, исходные и побочные продукты синтеза. Из них можно назвать такие, достаточно токсичные примеси, как: 1,2-дифенилгидразин, 1,2-дифенилдиазен. Испытание проводят с использованием стандартных образцов примесей. Идентифицирую примеси по относительному времени удерживания, количественное содержание рассчитывают по площади пика. 27 Феназон (антипирин) Родственные примеси Определение проводят методом ВЭЖХ, готовят раствор субстанции в подвижной фазе. Контролируют промежуточный продукт синтеза 1-фенил-3-метилпиразолон-5. Испытание проводят с использованием стандартного образца примеси. Идентифицируют примесь по относительному времени удерживания, количественное содержание рассчитывают по площади пика. Примесь специфическая, допустимая – не более 0,05%. Суммарное содержание всех родственных примесей должно быть не более 0,1%. 28 Для количественного определения фенилбутазона (бутадиона) применяется алкалиметрический метод – вариант нейтрализации. Фенилбутазон (бутадион) проявляет слабые кислотные свойства за счет кето-енольной таутомерии, реакция нейтрализации протекает по енольному гидроксилу в 4-м положении. Титрование проводят в смешанной среде. В качестве растворителя используют ацетон, нейтрализованный по фенолфталеину (индикатор фенолфталеин). 29 Для количественного определения феназона (антипирина) используют йодометрический метод – вариант электрофильного замещения. Метод основан на электофильном замещении подвижного атома водорода в 4- положении на атом йода. Титрование обратное, избыток йода титруют натрия тиосульфатом, индикатор крахмал. Определение проводят в присутствии натрия ацетата, который добавляют для связывания йодистоводородной кислоты, которая образуется в результате реакции электрофильного замещения, является сильной кислотой и смещает равновесие реакции в обратную сторону. Во избежание адсорбции йода на осадке 4-йодантипирина добавляют хлороформ, в котором 4-йодантипирин растворяется. 30 Для количественного определения метамизола натрия (анальгина) используют йодометрический метод – вариант окисления. Окисление метамизола натрия (анальгина) происходит за счет серы (+4), которая окисляется до серы (+6). Титрование прямое без индикаторное. Навеску растворяют в спирте (спирт препятствует гидролизу метамизола натрия), определение проводят в присутствии хлористоводородной кислоты, которая предотвращает реакцию титранта (йода) с образующимся в процессе титрования формальдегидом. Титруют до появления желтой окраски, не исчезающей в течение 30 с. 31 Все ЛС данной группы содержат в своей структуре ароматические радикалы и могут поглощать излучение в УФ- области. В готовых лекарственных формах, например, в таблетках в мазях, для количественного определения фенилбутазона (бутадиона) используется спектрофотометрический метод, для количественного определения метамизола натрия (анальгина) в таблетках некоторые производители используют ВЭЖХ. Фенилбутазон в составе комбинированных ЛС определяется спектрофотометрическим методом. 32 Хранение ЛС группы пиразола должны храниться в плотно закрытой упаковке, в защищенном от света месте. Особенно чувствителен к действию света и влаги метамизол натрия (анальгин), является моногидратом, может подвергаться гидролизу, проявляет достаточно сильные восстановительные свойства, может окисляться кислородом воздуха, при этом образуются окрашенные продукты. Возможно пожелтение растворов метамизола натрия (анальгина), поэтому растворы, в зависимости от концентрации анальгина и целей использования, стабилизируют антиоксидантами. Все препараты группы пиразола должны храниться в таре из светозащитных материалов в защищенном от света месте. 33 Применение Метамизол натрия (анальгин) - применяют при болях различного происхождения (внутрь, ректально, внутримышечно, внутривенно). Форма выпуска таблетки, капсулы, суппозитории ректальные, растворы для инъекций, входит в состав комплексных препаратов. Фенилбутазон (бутадион) – проявляет выраженную противовоспалительную активность, рассматривается как один из представителей нестероидных противовоспалительных средств. Применяют для лечения ревматизма в острой форме, ревматоидных полиартритов, подагры и т.д. Форма выпуска таблетки, мазь, входит в состав комплексных препаратов. Феназон (антипирин) оказывает умеренное анальгетическое, жаропонижающее и противовоспалительное действие. В настоящее время используется в составе комплексных препаратов: «Отирелакс» (Румыния), «Отипакс» (Румыния), феназон с лидокаином (ОАО «Синтез»), ушные капли используются как обезболивающее и противовоспалительное средство. 34