Курсовая работа: Улучшение биодоступности на примере производных дексаметазона. Получение и фармацевтический анализ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ПРИВОЛЖСКИЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Кафедра фармацевтической химии и фармакогнозии

Дисциплина Фармацевтическая химия

КУРСОВАЯ РАБОТА

На тему: Улучшение биодоступности на примере производных дексаметазона. Получение и фармацевтический анализ

Выполнила:

студентка 471 группы

фармацевтического факультета

Соловьева Ксения Юрьевна

Руководитель: доцент кафедры

Малыгина Дарина Сергеевна.

Нижний Новгород, 2021 г.

Содержание

Введение

1. Общие сведения о дексаметазоне

1.1 Структура

1.2 Физические свойства

1.3 Химические свойства

1.4 Методы синтеза

2. Методы качественного анализа дексаметазона

2.1 Качественные реакции

2.2 Физико-химические методы определения качества дексаметазона

2.2.1 ИК-спектрометрия

2.2.2 Тонкослойная хроматография

3. Методы количественного определения дексаметазона

3.1 Метод ВЭЖХ

3.2 Абсорбционная спектрофотометрия в ультрафиолетовой области

Заключение

Список литературы

Введение

Глюкокортикоиды (ГК) - стероидые гормоны, оказывающие плейотропное воздействие на развитие, обмен веществ, когнитивные функции и другие физиологические функции.[15] ГК обладают мощным противовспалительным, иммуносупрессорным и противоаллергическим действием. Синтетические ГК чрезвычайно широко используются в клиничсекой практике, в том числе при лечении многих воспалительных и атопических заболеваний.[8]

Классификация глюкокортикоидов представлена на схеме 1.[11]

Схема №1.

Синтетические анбибиотики, как правило, более активны, чем природные глюкокортикоиды, действуют в меньших дозах. Действие синтетических стероидов сходно с действием природных кортикостероидов, но они обладают различным соотношением глюкокортикоидной и минералокортикоидной активности. Более благоприятным соотношением между глюкокортикоидной/противовоспалительной и минералокортикоидной активностью отличаются фторированные производные. Так, противовоспалительная активность дексаметазона (по сравнению с таковой гидрокортизона) выше в 30 раз, бетаметазона -- в 25-40 раз, триамцинолона -- в 5 раз, при этом влияние на водно-солевой обмен минимально. Фторированные производные отличаются не только высокой эффективностью, но и низкой абсорбцией при местном применении, т.е. меньшей вероятностью развития системных побочных эффектов.[11]

Целью моей работы является изучение главных свойств дексаметазон и методов его анализа.

Для достижения заданной цели мне необходимо решить следующие задачи:

1. Изучить структуру, физико-химические свойства дексаметазона и способы его получения.

2. Рассмотреть методы количественного и количественного анализа дексаметазона.

3. Провести сравнительный анализ Российской и зарубежной Фармакопеи по статье “Дексаметазон”.

1. Общие сведения о соединении - дексаметазон

1.1 Структура

В основе структуры дексаметазона лежит циклопентанпергидрофенантреновое ядро. Структурная формула соеднинения изображена на рисунке 1.

Рисунок 1

Название по номенклатуре ИЮПАК - 11в,17б,21-Тригидрокси-16б-метил-9б-фторпрегна-1,4-диен-3,20-дион.[4]

1.2 Физические свойства

дексаметазон фармацевтический гормон

Дексаметазон представляет собой белый или почти белый кристаллический порошок.

Практически нерастворим в воде, умеренно растворим в этаноле, мало растворим в метиленхлориде.[4]

Как и другие кортикостероиды, дексаметазон являются правовращающими оптическими изомером. Он поглощает в УФ-спектре за счет хромофора в кольце А (лmax = 238-244 нм).[14]

1.3 Химические свойства

Для дексаметазона характерны следующие реакции:

1. Реакция на стероидный цикл.

Реакция проводится с концентрированной серной кислотой. В течении 5 минут должно образовываться бледное красно-коричневое окрашивание.[14]

2. Реакция на б-кетальная группировку (20-кето-21-гидрокси).

Благодаря этой группе дексаметазон обладает восстановительными свойствами.

Дексаметазон легко окисляется:

1. Под действием слабых окислителей образуется 17-кетоальдегид. В качестве окислителей могут быть использованы:

а) реактив Фелинга (до 17-кетоальдегида) (рисунок 2):

Рисунок 2

б) аммиачный раствор нитрата серебра (рисунок 3):

Рисунок 3

в) раствор хлорида 2,3,5-трифенилтетразолия (специфичная ре­акция Герёга). Соль тетразолия восстанавливается до красного формазана и происходит раскрытие цикла. Данную реакцию используют все зарубежные фармакопеи для количественного определения кортикостероидов (ФЭК при I - 590 нм). Реакция представлена на рисунке 4:

Рисунок 4

2. Под действием сильных окислителей происходит образование 17-карбоновой кислоты или 17-кетостероида:

а) реакция с хромовым ангидридом (рисунок 5). В реакции выделяется формальдегид, который легко окисляется до муравьиной кислоты:

Рисунок 5

б) реакция с перйодатом калия (рисунок 6):

Рисунок 6

3. Реакция на карбонильную группу в 3 положении.

Это реакция присоединения с элиминированием воды приводит к образованию окрашенных продуктов, которые имеют определенную температуру плавления (рисунок 7).

Рисунок 7

4.Доказательство наличия ковалентно-связанного фтора.

Реакция проводится после минерализации (сжигание в колбе с кислородом) с цирконий-ализариновым комплексом (рисунок 8). В ходе реакции изменяется окраска раствора от красной к желтой.

Рисунок 8

1.4 Методы синтеза дексаметазона.

Наиболее перспективным источником стероидного сырья являются стерины. Стерины являются структурными предшественниками в производстве стероидных гормональных препаратов (гестагенов, андрогенов, эстрогенов, кортикоидов и др.). Фитостерин - стерин растительного происхождения - может быть получен из отходов переработки древесины или соевых бобов. Слово «фитостерин» обозначает стерины растительного происхождения (в-ситостерин, кампестерин, стигмастерин и др.) или их смеси. В последние годы в мире разработаны эффективные методы окислительной деградации боковой цепи стеринов с образованием андрост-4-ен-3,17-диона (АД), которая может сопровождаться одновременной или последовательной его функционализацией с образованием 1,2-дегидро- или 9б-гидрокси-производных АД. [9]

Рисунок 9

Синтез дексаметазона из фитостерина через 9-ОН-АД представляет собой многостадийную последовательность превращений, включающую следующие этапы функционализации:

- дегидратация 9б-гидроксигруппы с образованием ?9(11)-связи ;

- введение 17б-гидрокси-17в-прегнановой цепи ;

- введение гидроксильной группы в 21-положение 17б-гидрокси-С20-кетопрегнана с образованием кортикостероидной (диоксиацетоновой) цепи ;

- дегидратация 17б-гидроксигруппы с образованием ?16-3,20-дикетопрегнана;

- введение 1,2-двойной связи (химическим или микробиологическим способом);

- введение 16б-метил-17б-гидрокси- фрагмента по ?16 связи;

- введение 9б-фтор-11в-гидрокси- фрагмента по ?9(11)-связи.

Последовательность этапов синтеза представлена на рисунке 9.

2. Методы качественного анализа дексаметазона

2.1 Качественные реакции

В таблице 1 представлены методы качественного анализа дексаметазона из разных фармакопей (Российской и Белорусской). В Российской дано описание субстанции дексаметазон, а в Белорусской - дексаметазона натрия фосфата.

Таблица №1. Фармакопейные реакции на подлинность дексаметазона

Рисунок 10.

Рисунок 11.

Рисунок 12

Из таблицы видно, что в разных фармакопеях описаны сходные реакции для качественного определения дексаметазона. Реакция, которая описана в Белорусской Фармакопее, но отсутствует в Российской - реакция обнаружения ионов фтора. Также в Белорусской Фармакопее присутствуют реакции для обнаружения ионов натрия и фосфат-ионов (ввиду того, что субстанция дексаметазона натрия фосфат).

2.2 Физико-химические методы определения качества дексаметазона

Несмотря на наличие качественных реакций на дексаметазон, основными методами определения являются физико-химические, такие как ИК-спектрометрия и ТСХ.

2.2.1 ИК-спектрометрия

Вследствие простоты получения спектров и технического совершенства приборов наибольшее распространение получил метод ИК спектроскопии.Существуют различные способы введения образца в ИК спектрометр: раствор веществ, тонкие пленки, пасты, твердые вещества.[1]

Наличие определенных характеристических полос в инфракрасном спектре является указанием на наличие в молекуле соединениях функциональных групп, которым это поглощение соответствует. Совокупность всех полос поглощения, образующая инфракрасный спектр поглощения данного вещества, однозначно определяет его индивидуальность при условии сохранения стандартных условий определения. Особое значение это имеет для стероидов, поскольку установление подлинности препарата другими методами значительно осложнено [2]

Это дает возможность по ИК-спектрам проводить качественный и количественный анализы вещества во всех агрегатных состояниях.[12]

ИК-спектрометрия проводится идентично и по Российской, и по Белорусской Фармакопее. Снимают ИК-спектры в диске с калия бромидом в области от 4000 до 400 см. Спектр по положению полос поглощения должен спектру стандартного образца дексаметазона (в ГФ) и дексаметазона натрия фосфата (в БФ).

На рисунке 13 представлен ИК-спектр дексаметазона натрия фосфата из Белорусской Фармакопеи.

Рисунок 13.

2.2.2 Тонкослойная хроматография

В таблице №2 представлены некоторые особенности проведения ТСХ по разным Фармакопеям.

3. Методы количественного определения дексаметазона

Для количественного определения субстанции дексаметазона используют физико-химические методы.

3.1 Метод ВЭЖХ

Метод высокоэффективной жидкостной хроматографии - наиболее перспективный аналитический вариант классической колоночной хроматографии в современном приборном исполнении. ВЭЖХ позволяет проводить одновременное разделение сложных проб на составляющие их компоненты, детектирование большинства компонентов, измерение концентрации одного или нескольких соединений (в зависимости от конкретных аналитических задач и наличия стандартных образцов). Метод ВЭЖХ широко применяется для целей количественного химического анализа в экологии, санитарно-гигиенических и ветеринарных исследованиях, при контроле качества и сертификации пищевой и сельскохозяйственной продукции, в медицине, фармацевтике, нефтехимии, криминалистике и пр. [10]

Одним из наиболее активно развивающихся методов анализа биологически активных веществ является высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Основное преимущество метода ВЭЖХ- возможность анализа широкого класса соединений без их предварительной модификации. [3]

Количественное определение дексаметозона проводят методом ВЭЖХ.

Условия проведения анализа.

Растворы защищают от света и используют свежеприготовленными или хранят при температуре 4оС не более суток.

Подвижная фаза. Вода - ацетонитрил 70:30.

Испытуемый раствор. Около 30 мг (точная навеска) испытуемой субстанции помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяют в 4,0 мл метанола и доводят объем полученного раствора ПФ до метки.

Стандартный раствор. Около 30 мг (точная навеска) стандартного образца дексаметазона помещают в мерную колбу вместимостью 100 мл, растворяют в 4,0 мл метанола и доводят объем раствора ПФ до метки.

Условия хроматографирования

Хроматографируют раствор сравнения и испытуемый раствор.

Пригодность хроматографической системы. На хроматограмме раствора сравнения относительное стандартное отклонение площади пика дексаметазона должно быть не более 1,0 % (6 определений).