Лекция № 4 Производные пиррола и индола.
Производные пиррола Пиррол является пятичленным гетероциклом с одним гетероатомом азота: Представляет собой бесцветную жидкость с запахом хлороформа, темнеет при стоянии на воздухе. Пиррол является слабой NH-кислотой и реагирует со щелочными металлами и их амидами с депротонированием по положению 1 и образованием соответствующих солей. Для пиррола, как ароматического азотистого гетероцикла, характерны реакции электрофильного замещения.
Цианокобаламин Cyanocobalamin
По своей структуре витамин В 12 – это кобальтовый комплекс нуклеотида бензимидазола и макроциклической корриновой системы. Нуклеотидная часть молекулы включает нуклеиновое основание (5, 6 -диметилбензимидазол), углеводный фрагмент (рибоза) и остаток фосфорной кислоты:
Корриновая система состоит из четырех частично или полностью гидрированных пиррольных цикла: В центре этой системы находится атом кобальта, который связан координационными связями с гетероатомами азота трех пирролиновых циклов (А, В, С) и четвертой ковалентной связью с атомом азота пирролидинового кольца D.
Кобальт также связан ковалентной связью с цианогруппой и координационной связью с гетероатомом азота 5, 6 диметилбензимидазола. Связь кобальта с остатком кислоты фосфорной является электровалентной, т. е. положительный заряд кобальта частично нейтрализован отрицательным зарядом кислоты фосфорной. В молеуле цианокобаламина имеется несколько ассиметрических атомов углерода, поэтому лекарственные вещества этой группы оптически активны (левовращающие).
Кроме цианокобаламина, содержащего цианогруппу, известны кобаламины, которые включают в молекулу другие группы. Гидроксибаламин (оксикобаламин) отличается от цианокобаламина тем, что атом кобальта связан не с CNгруппой, а с гидрооксигруппой (−ОН). Кобамамид - вместо цианогруппы с ионом кобальта координационно связан остаток аденина:
Физические свойства По внешнему виду цианокобаламин – кристаллический порошок темно-красного цвета. Умеренно и медленно растворим в воде (1: 80), растворим в 95% спирте, практически нерастворим в эфире, хлороформе, ацетоне. Получение Цианокобаламин был выделен из печени. Получение цианокобаламина из печени животных неэкономично вследствие ничтожного выхода (из 1 т около 0, 02 г). В настоящее время в промышленности получают цианокобаламин путем микробиологического синтеза как побочный продукт при производстве стрептомицина. В организме человека вырабатывается микрофлорой кишечника.
Подлинность 1. УФ-спектр в водном растворе должен иметь три полосы поглощения с максимумами при 278, 361 и 550 нм: - поглощение при 278 нм обусловлено наличием фрагмента 5, 6 -диметилбензимидазола, - при 361 нм – корриновой системой с шестью сопряженными двойными связями, - при 550 нм – наличием атома кобальта. Устанавливают отношение величин оптических плотностей: - отношение (А 361/А 278) должно быть от 1, 70 до 1, 88 - отношение (А 361/А 550) должно быть от 3, 15 до 3, 40
2. Определение кобальта. Предварительно кобальт переводят в ионогенное состояние путем сплавления с калия гидросульфатом. Затем плав выщелачивают водой и к водному раствору добавляют нитрозо-R-соль (1 -нитрозо-2 -нафтол-3, 6 дисульфокислота) – появляется красное окрашивание:
Чистота Посторонние примеси – определяют методом ТСХ Остаточные органические растворители (ацетон) – определяют методом ГЖХ. Количественное определение Проводят спектрофотометрическим методом при 361 нм.
Стабильность и хранение Цианокобаламин хранят, учитывая гигроскопичность, в хорошо укупоренной таре, соблюдая асептические условия, так как микрофлора поглощает витамин B 12. Разрушается от действия окислителей и восстановителей. Необходимо предохранять от действия света. Водные растворы цианокобаламина устойчивы при р. H 4, 0 – 6, 0. Применение Цианокобаламин проявляет противоанемическое, гепатопротекторное, нейропотекторное действие. Назначают для лечения злокачественного малокровия, различных видов анемии, при лучевой болезни, заболеваниях печени, нервной системы, кожных и других заболеваниях. Вводят цианокобаламин внутримышечно, подкожно, внутривенно по 100 – 200 мкг, реже до 500 мкг.
Повидон-йод Povidone-iod Йодовидон От темно-оранжевого до коричневого цвета аморфный порошок со слабым специфическим запахом.
Подлинность 1. ИК-спектр препарата, снятый в области от 400 до 4000 см-1, должен быть идентичен но положению и относительной интенсивности полос поглощения спектру стандартного образца. 2. Препарат дает характерную реакцию на йод – с раствором крахмала сине-бурое oкрашивание. Относительная вязкость От 1, 5 до 2, 5 вискозиметры. (метод Оствальда) - капиллярные
Количественное определение 1. Определение общего йода. Растворяют в воде и прибавляют раствор натрия бисульфита: Na. HSO 3 + I 2 + H 2 O → Na. HSO 4 + 2 HI Йодиды определяют аргентометрически по Фольгарду: I- + Hl + Ag. NO 3 → 2 Agl↓ + HNO 3 Ag. NO 3 + NH 4 SCN → Ag. SCN↓ + NH 4 NO 3 3 NH 4 SCN + (NH 4)Fe(SO 4)2 → Fe(SCN)3 + 2(NH 4)2 SO 4 2. Определение активного йода. I 2 + 2 Na 2 S 2 O 3 → 2 Na. I + Na 2 S 4 O 6 3. Содержание йодид-иона. Определяют как разность между процентным содержанием общего и активного йода. 4. Определение общего азота. Метод Кьельдаля.
Применение Фармакологическое действие антисептическое, дезинфицирующее, бактерицидное, противогрибковое, противопротозойное, противовирусное. Формы выпуска: - раствор для местного и наружного применения 10% - мазь для наружного применения 10% - суппозитории вагинальные 200 мг Торговые наименования: Бетадин, Йодовидон, Йодосепт
Производные индола Индол - это конденсированная система, включающая ядро бензола и ядро пиррола: Для индола характерна ароматичность, что проявляется в способности к реакциям электрофильного замещения в положениях 2, 3 и 6. Гетероатом азота – «пиррольный» , поэтому группа –NH проявляет слабые кислотные свойства.
Групповая реакция на производные индола – реакция Ван-Урка В основе данной реакции лежит процесс электрофильного замещения. Реагентом является 4 -диметиламинобензальдегид, в присутствии кислоты серной концентрированной и железа(III) хлорида в качестве окислителя:
Продукт реакции может существовать в двух формах. Цвет продукта реакции зависит от химической структуры исходных веществ и условий проведения реакции. Ее можно проводить и с другими альдегидами. В эту реакцию вступают производные индола, имеющие свободные положения 2 и 3.
Резерпин Reserpinе По химическому строению – это дважды сложный эфир резерпиновой кислоты, у которой карбоксильная группа этерифицирована метанолом, а спиртовой гидроксил – 3, 4, 5 -триметоксибензойной кислотой.
В основе кислоты резерпиновой лежит пентациклическая система аллоиохимбана, включающая следующие циклы: А + В – индол; С + D – хинолизидин; Е – циклогексан
Получение Резерпин получают из корней раувольфии змеиной: - обработка измельченных корней раствором аммиака; - экстракция эфиром; - резерпин выделяют из суммы алкалоидов хроматографической колонке. на Резерпин содержит 6 асимметрических атомов углерода (С 3; С 15; С 16; С 17; С 18; С 20), поэтому оптически активен. В медицине применяют левовращающий оптический изомер основания резерпина. Физические свойства Белый или желтоватый порошок, очень малорастворимый в воде и спирте, легко растворим в хлороформе и уксусной кислоте.
Кислотно-основные свойства Резерпин – слабое однокислотное основание. Центром основности является атом азота в положении 4 хинолизидинового цикла, имеющего локализованную пару электронов. Группа NH, где атом азота пиррольный, является центром кислотности.
Подлинность 1. УФ-спектр - имеет две полосы поглощения с максимумами при 268 и 295 нм. 2. Реакция Ван-Урка. Сам резерпин непосредственно не вступает в SE реакции, но в присутствии кислот происходит раскрытие кольца С и освобождается реакционно способное положение 2, по которому происходит взаимодействие с ароматическим альдегидом: В качестве электрофила используют альдегид ванилин, в присутствии хлороводородной кислоты возникает розовое окрашивание.
3. Реакции окисления. Как и другие производные индола, резерпин окисляется с образованием окрашенных продуктов: легко - с концентрированной серной (желтое), - азотной (желтое, переходящее в кирпично-красное), - со смесью этих кислот (желто-зеленое), - с реактивом Фреде (синее, переходящее в зеленое) Фармакопея рекомендует окисление лекарственного вещества раствором натрия нитрита в кислой среде; наблюдается зеленая флуоресценция.
4. Гидроксамовая проба. Данная реакция обусловлена наличием сложно-эфирных групп. 5. Как азотсодержащее органическое основание, резерпин дает осадки комплексных солей с общеалкалоидными реактивами: - пикриновой кислотой образует пикрат (т. пл. 186°C).
Методы количественного анализа 1. Кислотно-основное титрование в неводной среде. Как вещество основного характера резорцин титруют в среде протогенных растворителей (уксусная кислота безводная). Титрант – 0, 1 М раствор хлорной кислоты Индикатор - кристаллический фиолетовый.
2. Ацидиметрия в спиртовой среде Так как резерпин образует гидрохлорид в эквимолекулярном соотношении (1: 1), можно титровать резерпин в спиртовой среде с помощью 0, 1 М хлористоводородной кислоты (индикатор метиловый красный):
Хранение Резерпин хранят в хорошо укупоренных банках оранжевого стекла, в прохладном, защищенном от света месте. Он способен к изомеризации и окислению под действием света, воздуха, нагревания. Применение Относится к группе симпатолитиков - вещества, уменьшающие количество медиатора, выделяющегося в окончаниях симпатических нервов, и тормозящие таким образом передачу адренергического возбуждения. Применяют в качестве нейролептического и гипотензивного средства. Выпускают резерпин в таблетках по 0, 1 и 0, 25 мг. Входит в состав сложных лекарственных форм (Адельфан Эзидрекс).
Производные индолалкиламинов Серотонин Serotonin Серотонина адипинат Биогенный амин, образующийся в организме путем биосинтеза из триптофана.
Белый или с кремоватым оттенком кристаллический порошок. Растворим в воде, мало растворим в этаноле, практически нерастворим в хлороформе. Подлинность 1. ИК – спектроскопия. 2. УФ - спектр должен иметь полосы поглощения с максимумами при 277 и 303 нм и минимумы поглощения при 249 и 295 нм. 3. С раствором нингидрина в нейтральной среде при нагревании даёт красное окрашивание. 4. Могут быть использованы и другие реакции, характерные для фенолов и производных индола.
Количественное определение Проводят методом титрования в среде уксусной кислоты безводной. Титрантом является хлорная кислота, индикатор – кристаллический фиолетовый:
Применение Гемостатическое средство. Эффект связан с периферическим сосудосуживающим действием, способностью повышать агрегацию тромбоцитов и укорачивать время кровотечения; вызывает сужение сосудов почек и оказывает антидиуретическое действие. Применяют для лечения геморрагического синдрома. Вводят внутривенно и внутримышечно по 0, 005 -0, 01 г в виде 1%-ного раствора. Выпускается в виде 1% раствора в ампулах по 1 мл.
Индометацин Indometacin Светло-жёлтый кристаллический порошок, практически нерастворим в воде, растворим в спирте и других органических растворителях.
Подлинность ИК- и УФ-спектроскопия. Химические методы анализа связаны молекуле карбоксильной, амидной и функциональных групп: с наличием метоксидной 1. Кислотно-основные свойства. Индометацин из-за наличия карбоксильной группы относится к –ОН кислотам: - растворим в растворах щелочей и аммиака с образованием солей - вступает в реакции комплексообразования с ионами тяжелых металлов (Cu 2+ и Fe 3+) с образованием нерастворимых окрашенных осадков.
2. Наличие амидной группы - гидроксамовая проба красное окрашивание
Количественное определение Кислотные свойства (наличие карбоксильной группы) позволяют проводить количественное определение методом алкалиметрии. Растворитель – ацетон. Титруют по фенолфталеину 0, 1 М раствором натрия гидроксида. R-COOH + Na. OH → R-COONa + H 2 O Применение Проявляет болеутоляющее, жаропонижающее и противовоспалительное действие. Назначают при артритах, при воспалении суставов, при невралгиях в дозах от 0, 025 до 0, 1 г. Выпускают в таблетках по 0, 005; 0, 01 г, в капсулах по 0, 025; 0, 05 г, в виде мазей 10%, в виде суппозиториев по 0, 05 г и 0, 1 г и 5% геля.
Арбидол Arbidol Светло-жёлтый порошок с зеленоватым оттенком, практически нерастворим в воде, мало растворим в спирте.
Подлинность 1. ИК- и УФ-спектроскопия. 2. Наличие брома и серы в арбидоле доказывают после спекания со смесью натрия нитрата и натрия карбоната. Образовавшиеся бромид-ион и сульфат-ион определяют обычными реакциями: 3. На наличие третичного азота. При нагревании над пламенем сухой смеси арбидола и лимонной кислоты с уксусным ангидридом возникает красно-коричневое окрашивание.
Количественное определение Проводят путём титрования хлорной кислотой в смеси уксусного ангидрида и муравьиной кислоты (индикатор – кристаллический фиолетовый): Применение Арбидол является иммуномоделирующим и противовирусным средством. Применяется в качестве профилактического и лечебного препарата при гриппе. Выпускается в таблетках и капсулах по 0, 05 и 0, 1 г.
Производные винкаминовой кислоты Винпоцетин Vinpocetine Винпоцетин получают из природного алкалоида винкамина (девинкана). Он представляет собой этиловый эфир винкаминовой кислоты
Подлинность 1. ИК- и УФ-спектроскопия. 2. Раствор винпоцетина в растворе хлористоводородной кислоты даёт осадки с реактивом Драгендорфа (раствор висмута йодида в растворе калия йодида), с пикриновой кислотой. Количественное определение Проводят методом титрования 0, 1 М хлорной кислотой в среде уксусной кислоты безводной (индикатор – кристаллический фиолетовый). Применение Избирательно расширяет сосуды головного мозга, улучшает кровоснабжение ишемизированных областей мозга, снижает повышенную вязкость крови. Выпускается в таблетках по 0, 005 г и в виде 0, 5% раствора для инъекций. Торговое наименование Кавинтон.
Сравнение методов количественного определения по зарубежной НД НД → Резерпин Индометацин Винпоцетин European Pharmacop. BP 2009 0, 1 М HCl. O 4 CH 3 COOH б/в + Уксус. ангидрид Потенциометр. 0, 1 М Na. OH Ацетон Фенолфталеин 0, 1 М HCl. O 4 CH 3 COOH б/в + Уксус. ангидрид Потенциометр. USP ВЭЖХ нет