Перспективы получения новых субстанций левомицетина

Содержание
Введение…………………………………………………………………….3
1. Физико-химические свойства левомицетина…………..…………...…5
2. Химическая модификация……………………………………………..10
3. Вспомогательные вещества препарата и перспективы получения новых инстанций………………………………..……………………………….12
Заключение………………………………………………………………..18
Список используемых источников………………………………………19

Введение
Актуальность выбранной темы обусловлена наличием перспективы получения новых субстанций препарата.
Цель работы: выявить планирование будущих целей производства левомицетина и вспомогательных веществ.
Объектом является препарат хлорамфеникор (левомицетин).
(Laevomycetini) – синтетический антибактер. антибиотик системного действия. Идентичен природному антибиотику хлорамфениколу. Оказывает бактериостатическое действие на грам+ и грам- бактерии, спирохеты, риккетсии, хламидии. Микобактерий, анаэробные бактерии, псевдомонады, простейшие устойчивы к Л.
В больничных условиях циркулируют формы с приобретенной устойчивостью. Перекрестной устойчивости к другим классам антибиотиков не имеет. Токсичен для костного мозга. Применяют для лечения брюшного тифа, паратифов, дизентерии, коклюша, гонореи, пневмонии, туляремии, риккетсиозов, хламидиозов и другие инфекций.Выделен из культуральной жидкости Streptomyces venezuelae. В промышленности получают 10-стадийным синтезом из стирола. В порошке. а также в нейтр. и слабокислых растворах левомицетин устойчив, при рН>10 быстро инактивируется. левомицетин активен против многих грамположит. и грамотрицат. микробов, риккетсий, спирохет, хламидий. Антибактериальное действие его весьма специфично и связано с нарушением белкового синтеза на стадии переноса аминокислот от аминоацилтранспортной РНК на рибосомы. Небольшие изменения в структуре молекулы левомицетин ведут к уменьшению или полной потере его активности.
Предметом исследования выступают химические свойства левомицетина.
Задачи работы следующие:
1. Определить физико-химические свойства левомицетина.
2. Изучить химическую модификацию.
3. Выявить вспомогательные вещества препарата и перспективы получения новых инстанций.
Работа состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.
1. Физико-химические свойства левомицетина
Из большого числа антибиотиков, являющихся ароматическими соединениями (производными нитрофенилалкиламинов), в медицинской практике применяют хлорамфеникол, или левомицетин, обнаруженный впервые в 1947 году в культуральной жидкости актиномицета Streptomyces venezuelae. В 1949 году установлена его химическая структура и осуществлен синтез. Хлорамфеникол был первым антибиотиком, химический синтез которого внедрен в промышленном масштабе, в то время как большинство других антибиотиков получают биосинтезом. Этому в значительной степени способствовала сравнительно простая химическая структура хлорамфеникола. Он относится к числу производных n-нитробензола [8]:
По химическому строению хлорамфеникол представляет собой n-нитрофенил-2-дихлорацетиламинопропандиол-1,3 (рис.1):
Молекула этого соединения включает два асимметрических атома углерода, поэтому возможно существование четырех пространственных изомеров: D-трео, L-трео, D-эpuтpo, L-эритро. Трео- и эритро-изомеры отличаются пространственным расположением функциональных групп в молекуле (рис.2):
Этот вид изомерии наблюдается также у эфедрина. Хлорамфеникол является трео-изомером, т.е. соответствует в отношении изомерии псевдоэфедрину [15].
По характеру конфигурации асимметрического атома углерода в положении 1 оптически активные соединения относят к D- и L-ряду. D-ряд составляют соединения, имеющие конфигурацию, подобную d-глицериновому альдегиду, а L-ряд – соответственно l-глицериновому альдегиду (рис. 3):
Оптическая активность зависит от конфигурации всех асимметрических атомов углерода, поэтому как в D-ряду, так и в L-ряду могут быть и левовращающие, и правовращающие изомеры. Знак вращения плоскости поляризованного света (+) или (–) указывается в скобках после обозначения конфигурации [4].
Геометрические и оптические изомеры n-нитрофенил-2-дихлорацетиламинопропандиола-1,3 отличаются по физиологической активности. D-(–)- и L-(+)-эритро-формы представляют собой токсичные вещества и поэтому в медицине не применяются. Природный хлорамфеникол соответствует D-(–)-трео-изомеру. т.е. является левовращающим изомером трео-формы. Ввиду этого он получит название левомицетин. L-(+)-трео-изомер (правовращающий антипод хлорамфеникола) – физиологически неактивное вещество [9]. Смесь D-(-)- и L-(+)-трео-изомеров известна под названием синтомицина. Необходимо отмстить, что удельное вращение раствора хлорамфеникола в этилацетате равно -25,50. Однако его растворы в этаноле вращают плоскость поляризованного света вправо (табл. 41.6). Это свойство ФС рекомендует для подтверждения его подлинности.
Получают хлорамфеникол синтетическим путем, выделяя на определенных этапах синтеза необходимые изомеры. Из многочисленных исходных продуктов синтеза наиболее экономичен и доступен n-нитроацетофенон.
Вначале синтезируют так называемое основание хлорамфеникола (D, L-трео-1 -n-нитрофенил-2-аминопропандиол-1,3) (рис. 4):
Полученное «основание» разделяют на оптические антиподы последовательной кристаллизацией из водного раствора или с применением D-винной кислоты. Затем на D-(-)-трео-изомер действуют метиловым эфиром дихлоруксусной кислоты и получают хлорамфеникол (рис. 5):
В медицинской практике применяют хлорамфеникол, хлорамфеникола стеарат, хлорамфеникола сукцинат натрия (растворимый) [6].
Таблица 1 – Свойства хлорамфеникола и его производных.
Лекарственное вещество Химическая структура Описание
Chloramphenicol – хлорамфеникол (Левомицетин)
D-(-)-трео-1-n-нитрофенил-2-дихлорацетиламинопропандиол-1,3 Белый или белый со слабым желтовато-зеленым оттенком кристаллический порошок без запаха. Температура плавления 149-1530С. Удельное вращение от +18 до +210 (5%-ный раствор в этаноле)
Chloramphenicol Stearate – хлорамфеникола стеарат
D-(-)-трео-1-n-нитрофенил-2-дихлорацетиламинопропандиол-1,3 3-стеарат Белый с желтоватым оттенком порошок, практически без запаха и вкуса. Температура плавления 88-900С. Удельное вращение от +15 до +200 (5%-ный раствор в этаноле)
Chloramphenicol Sodium Succinate – хлорамфеникола натрия сукцинат
D-(-)-трео-1-n-нитрофенил-2-дихлорацетиламинопропандиол-1,3 3-сукцинат натрия Порошок белого или с желтоватым оттенком цвета, со слабым специфическим запахом. Гигроскопичен. Удельное вращение от +5 до +80 (5%-ный раствор в этаноле)
Они представляют собой белые или с желтоватым оттенком кристаллические вещества без запаха (таблица 1) [3].
Различить их можно по удельному вращению растворов Хлорамфеникола стеарат отличается от хлорамфеникола отсутствием горького вкуса. Ом практически нерастворим в воде.
2. Химическая модификация левомицетина
Известны многочисленные способы идентификации и количественного определения, основанные на предварительном гидрировании (цинковой пылью в кислой среде) нитрогруппы и молекуле хлорамфеникола до аминогруппы. Одновременно отщепляются атомы хлора (рис. 6):
Образовавшийся 1-n-аминофенил-2-ацетиламинопропандиол-1,3 диазотируют и превращают в азокраситель, сочетая с β-нафтолом, α-нафтиламином или другим амином или фенолом [12]. Например, в результате азосочетания с β-нафтолом образуется азокраситель красного цвета (рис. 7):
Для идентификации лекарственных веществ, содержащих в молекуле нитрогруппу, используют также испытание, основанное на последовательном гидрировании (цинком в хлороводородной кислоте) до ароматического амина с последующей его конденсацией с n-диметиламинобензальдегидом до образования окрашенной соли основания Шиффа. Хлорамфеникол в этих условиях приобретает ярко-оранжевое окрашивание.
Наличие исходных и промежуточных продуктов синтеза в хлорамфениколе устанавливают методом ТСХ на пластинках Силуфол УФ-254 в системе хлороформ-метанол-вода (90:10:1). На хроматограмме допускается наличие не более трех посторонних пятен, каждое из которых не должно превышать пятно свидетеля по величине и интенсивности (не более 0,5% каждой примеси) [1].
В хлорамфеникола натрия сукцинате определяют содержание примеси свободного хлорамфеникола (не более 5%) методом диффузии в агар (ГФ XI, в. 2. с. 210), устанавливая антимикробную активность. В хлорамфеникола стеарате количественно определяют примесь свободной стеариновой кислоты (не более 3%) методом нейтрализации по фенолфталеину [9].
Количественное определение хлорамфеникола по ФС выполняют нитритометрическим методом после предварительного гидрирования в кислой среде цинковой пылью (рис. 8):
Содержание хлорамфеникола определяют и обратным бромид-броматометрическим методом. Однако этому, как и в случае нитритометрии, должна предшествовать стадия гидрирования нитрогруппы в аминогруппу с помощью цинковой пыли и хлороводородной кислоты при нагревании на кипящей водяной бане [11]. Остаток цинка удаляют фильтрованием и к фильтрату добавляют избыток 0,1 M раствора бромата калия в присутствии бромидов. Количество непрореагировавшего титранта устанавливают с помощью йодида калия. Выделившийся йод оттитровывают 0,1 М раствором тиосульфата натрия.
3. Вспомогательные вещества препарата и перспективы получения новых инстанций
Хлорамфеникол малорастворим в воде, эфире, хлороформе, растворим в этилацетате. В отличие от хлорамфеникола и его эфира стеарата, хлорамфеникола натрия сукцинат очень легко растворим в воде. В этаноле хлорамфеникол легко растворим, стеарат трудно растворим, натрия сукцинат — растворим. Хлорамфеникола натрия сукцинат практически нерастворим в эфире и хлороформе, а хлорамфеникола стеарат легко растворим в хлороформе. Во всех указанных растворителях хлорамфеникола стеарат образует мутные растворы. Хлорамфеникола натрия сукцинат, являясь натриевой солью, дает положительную реакцию на ион натрия [4].
Подлинность хлорамфеникола подтверждают по УФ-спектру 0,002%-ного водного раствора, который в области 220-400 нм имеет максимум поглощения при 278 нм и минимум при 237 нм. ФС рекомендует устанавливать величину удельного показателя поглощения при длине волны 278 нм (от 290 до 305). Водный 0,04%-ный раствор хлорамфеникола натрия сукцината в области 230-350 нм имеет один максимум поглощения при длине волны 276 нм. Для идентификации хлорамфеникола и хлорамфеникола натрия сукцината использованы вторые производные УФ-спектров поглощения, а также значения отношений оптических плотностей в максимумах и минимумах поглощения (растворители вода, этанол).
Реакция гидролиза в щелочной среде лежит в основе испытания подлинности хлорамфеникола и его производных. При нагревании в течение 1-2 мин с 15%-ным раствором гидроксида натрия хлорамфеникол и хлорамфеникола стеарат приобретают желтое окрашивание, переходящее и красно-оранжевое [8]. В отличие от хлорамфеникола стеарата хлорамфеникол при дальнейшем нагревании в щелочной среде образует кирпично-красный осадок аци-формы n-нитрофенилпропандиола-1,3. Одновременно ощущается запах аммиака. Фильтрат после подкисления азотной кислотой дает характерную реакцию на хлориды. Это позволяет подтвердить наличие в молекуле хлорамфеникола нитрофенильного радикала, аминогруппы и ковалентно связанного атома хлора, поскольку при щелочном гидролизе образуется «основание» хлорамфеникола, переходящее в аци-форму, выделяются аммиак и натриевая соль глиоксиловой кислоты (рис. 9):
Хлорамфеникол, подобно эфедрину, за счет наличия в молекуле спиртового гидроксида и вторичной алифатической аминогруппы может образовывать окрашенные комплексные соединения с солями тяжелых металлов [6]. С раствором сульфата меди образуется синий осадок, который растворяется в н-бутаноле, окрашивая его слой в фиолетовый цвет.
Хлорамфеникола натрия сукцинат идентифицируют также по остатку янтарной кислоты, в частности при нагревании с резорцином и концентрированной серной кислотой. Образуется желтый раствор, имеющий в УФ-свете желтовато-зеленую флуоресценцию. Сели вместо резорцина взять гидрохинон, после охлаждения разбавить водой и смешать с бензолом, то его слой приобретает красную окраску.
Хлорамфеникола стеарат, являясь сложным эфиром, гидролизуется в присутствии концентрированной хлороводородной кислоты (при нагревании) с образованием стеариновой кислоты, которая всплывает на поверхность в виде масляных капель, затвердевающих при охлаждении (рис. 10):
Количественное определение хлорамфеникола стеарата выполняют спектрофотометрическим методом в спиртовых растворах при длине волны 272 нм; он должен содержать 51-55% хлорамфеникола [10]. Хлорамфеникола натрия сукцинат также определяют спектрофотометрическим методом, измеряя оптическую плотность 0,002%-ного водного раствора при длине волны 276 нм. Расчет количественного содержания выполняют относительно 0,002%-ного стандартного раствора, приготовленного из отвечающего требованиям ФС хлорамфеникола. оптическую плотность которого измеряют при той же длине волны. Содержание в нем хлорамфеникола должно быть 65,0-76,5%.
Реакция образования комплексного соединения хлорамфеникола с ионом меди (II) использована для прямого титрования хлорамфеникола 0,01 М раствором сульфата меди (индикатор мурексид). Известны также аргентометрическое и меркуриметрическое определение хлорамфеникола по хлорид-иону, образующемуся после его окисления пероксидом водорода в щелочной среде. В результате этой реакции образуются две молекулы хлорида натрия. Хлорид-ион можно получить и при озолении хлорамфеникола в присутствии карбонатов натрия и калия.
Хлорамфеникол и его сложные эфиры хранят по списку Б, в хорошо укупоренной таре (хлорамфеникол в склянках оранжевого стекла), а хлорамфеникола натрия сукцинат - в сухом, защищенном от света месте при комнатной температуре.
Хлорамфеникол – антибиотик широкого спектра действия. Его применяют для лечения брюшного тифа, паратифов, дизентерии, бруцеллеза, коклюша, пневмонии, различных инфекционных заболеваний [14]. Он легко всасывается из желудочно-кишечного тракта, сохраняя при этом свою активность. Это позволяет использовать хлорамфеникол для назначения внутрь обычно в дозах 0,5 г 3-4 раза в сутки. В детской практике применяют менее горький хлорамфеникола стеарат, который в желудочно-кишечном тракте постепенно гидролизуется с образованием хлорамфеникола. Показания для применения хлорамфеникола стеарата те же, но, поскольку он всасывается медленнее и содержит 51-55% хлорамфеникола, то дозы соответственно увеличивают в 2 раза. Хлорамфеникола натрия сукцинат (растворимый) применяют аналогично, но внутривенно, внутримышечно и подкожно 2-3 раза в сутки по 0,5-1,0 г в виде растворов для инъекций [5].
В настоящее время на фармацевтическом рынке находится большое количество лекарственных средств. И с каждым годом их количество только возрастает. С производства снимаются старые препараты, но на их место приходят десятки новых, обладающих более выраженными фармакологическими свойствами [13]. В условиях рыночного развития экономики, в производство лекарственных средств включаются предприятия, ранее не занимавшиеся фармацевтическим производством и использующие различные технологичные схемы получения лекарственных субстанций.
Многообразие технологических процессов получения, как субстанций, так и лекарственных препаратов на различных заводах привело к существованию на фармацевтическом рынке ЛС одного наименования, но изготовленных по разным технологиям, и вследствие этого различающихся по наличию или отсутствию полиморфных форм, сольватов или кристаллогидратов, что влияет на их биодоступность и ряд технологических характеристик. Наряду с этим возникают новые проблемы - контроль качества лекарственных препаратов, выявление недоброкачественной и фальсифицированной продукции [4].
Для стандартизации мягких лекарственных форм с левомицетином и ме-тилурацилом апробированы методики качественного и количественного определения действующих веществ разработанных лекарственных форм на основе анализа данных литературы и НД на субстанции и препараты левомицетина и метилурацила. Определение подлинности левомниетнна в исследуемых лекарственны формах [7]. Ультрафиолетовый спектр раствора левомицетина, приготовленного для определения удельного показателя поглощения в области от 220нм до 400нм, имеет максимум поглощения при Х=278нм±2нм и минимум поглощения при Х=237нм±2нм.Методика количественного определения содержания левомицетина Методика количественного определения основана на способности растворов лекарственного вещества - левомицетина обнаруживать спектры поглощения в области от 220нм до ЗООнм с максимумом поглощения при Я.=278нм±2нм УФ-спектрофотометрический метод анализа используется также при анализе субстанции [15]. В связи с тем, что поглощение растворов ред-косшитого акрилового полимера - Ареспола (структурообразующего компонента), также имеет высокие значения в области Х.=240нм, разработанные методики количественного определения левомицетина в геле и мази предусматривают предварительное удаление полимера, что достигается прибавлением к водному раствору препарата насыщенного раствора калия хлорида, приводящего к разрушению гелевой структуры, с последующей фильтрацией выпавшего в осадок полимера.

Заключение
Основываясь на представленных данных и изученном материале, можно сделать следующий вывод:
1. Изучено строение лекарственных средств, производных нитрофенилалкиламинов (левомицетин, левомицетина стеарат, левомицетина сукцинат). Определено, что основными функциональными группами являются: первичная ароматическая нитро-группа, амидная группа, вторичный спиртовой гидкроксил, органически-связанный галоген.
2. Исходя из строения и наличия функциональных групп, предложены методы общие и специфические методы анализа лекарственных средств, производных нитрофенилалкиламинов. Установлено, что общей реакцией качественного обнаружения является реакция образования азокрасителя после восстановления нитро-группы до амино-группы и реакция щелочного гидролиза при нагревании. Общими методами количественного определения является нитритометрия, спектрофотомерия.
3. Выявлены способы модификиции инстанций, которые обусловлены многообразием технологических процессов. Также описаны вспомогательные вещества препарата и возможные перспективы представления новых инстанций.
Список используемой литературы
1. Бабилев Ф.В. Полиморфизм лекарственных веществ./Ф. В. Бабилев, И.Я. Андроник. – Кишинев: Штиница, 2015. – 239с.
2. Бабилев Ф.В. Применение люминесценции в фармацевтическом анализе./Ф.В. Бабилев. – Кишинев: Штиница, 2017. – 120с.
3. Бычков В.Г. Дифференциальная фотометрия. /В.Г. Беликов. — Ставрополь: Кн. изд-во, 2015. – 136с.
4. Беликов В.Г. Современные синтетические и природные лекарственные средства: Кр. справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп. /В.Г. Беликов. - Пятигорск: Пятигорск, гос. фармац. акад.. 2018. - 335с.
5. Белоусов Ю.Б. Клиническая фармакология и фармакотерапия. /Ю.Б. Белоусов, B.C. Моисеев, В.К. Лепахин. – М.: Универсум Паблишинг, 2016. – 531с.
6. Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ: Практикум. /В.Ф. Крамаренко. – Киев: Вища шк., 2016. – 272с.
7. Кулешова М.И. Анализ лекарственных форм, изготовляемых н аптеках. /М.И. Кулешова, Л.П. Гусева, O.K. Сивицкая. 2-е изд. – М.: Медицина. 2016. – 287с.
8. Кулешова М.И. Пособие по качественному анализу лекарств. /М.И. Кулешова, Л.Н. Гусева, O.K. Сивицкая. – М.: Медицина, 2018. – 208с.
9. Лабораторные работы по фармацевтической химии: Учеб. пос. для фармац. инт-ов и фармац. фак. мед. ин-тов. /В.Г. Беликов, Е.И. Вергейчик, В.Е. Годяцкий и др. / Под ред. В.Г. Беликова. – М.: Высш. шк., 2017. – 375с.
10. Лакин К.М. Биотрансформация лекарственных веществ. /К.М.Лакин, Ю.Ф. Крылов. – М.: Медицина. 2015. – 344с.
11. Файгль Ф. Капельный анализ органических веществ./Ф. Файгль. – М.: Госхимиздат, 2015. – 836с.
12. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия (аналитика). В 2-х кн. /Ю.Я Харитонов. – М.: Высш. шк., 2018. – Кн. 1-2.
13. Харкевич Д.А. Фармакология: Учеб. /Д.А. Харкевич. – М.: Издательский дом ГЭОТАР-МЕД, 2014. – 664с.
14. Холодов Л.Е. Клиническая фармакокинетика. /Л.Е. Холодов, В.П. Яковлев. – М.: Медицина, 2016– 464с.
15. Шаршунова М. Тонкослойная хроматография в фармации и клинической биохимии. В 2-х ч. / М. Шаршунова, В. Шварц, Ч. Михалец. Пер. со словац. – М.: Мир, 2015. – Ч. 1-2.