Лабораторно-практическое занятие № 10 Фармацевтический анализ лекарственных средств р-элементов III-IV групп периодической системы элементов

Перечень лекарственных веществ p-элементов III-IV групп ПСЭ в соответствие с учебной программой:

• Борная кислота / Boric acid

• Натрия тетраборат /Sodium tetraborate

• Алюминия гидроксид /Aluminium hydroxide

• Алюминия фосфат /Aluminium phosphate

• Натрия гидрокарбонат /Sodium hydrocarbonate

• Лития карбонат /Lithium carbonate

К р-элементам III группы относятся бор, алюминий, галлий, индий, таллий. Атомы этих элементов на внешнем электронном слое содержат три валентных электрона, что обусловливает степень окисления в соединениях, равную +3. С ростом порядкового номера внутри подгруппы металлические свойства элементов усиливаются. Бор имеет ярко выраженный неметаллический характер. Алюминий, галлий, индий – металлы с амфотерными свойствами. У таллия ярко твыражены металлические свойства.

Бор относится к эссенциальным микроэлементам. Участвует в углеводном, жировом обменах, в окислительно-восстановительных процессах организма, а также в кальциевом обмене. Алюминий влияет на ферментативные процессы. Предполагают, что он замещает ионы магния и кальция в активных центрах, так как ионные радиусы и энергии ионизации атомов этих элементов близки. Соединения галлия и индия применяются в качестве радиофармацевтических препаратов. В настоящее время соединения таллия не применяются в фармации из-за чрезвычайно высокой токсичности. Преобладающей формой таллия в жидких биосредах является ион Tl⁺. Одинаковый ионный заряд и близость размеров ионов Tl⁺ r=137 пм) и K⁺ r=148 пм) обусловливают их конкуренцию в биохимических процессах. Переходу Tl⁺ в эритроциты и распределению по органам и тканям способствует прочное связывание с тиоловыми группами (-SH), фосфатами и галогенидами, присутствующими в жидких биосредах.

Таблица 10-1. Лекарственные средства ЛС p-элементов III-IV групп ПСЭ.

Лекарственное вещество Структурная формула	Описание Фармакологическая группа, применение
Борная кислота Boric acid H3BO3	Бесцветные, блестящие, слегка жирные на ощупь чешуйки или мелкий белый кристаллический порошок. Растворим в воде и спирте, легко растворим в кипящей. Применяется как антибактериальное, вяжущее, противопаразитарное, противопедикулезное, противогрибковое, фунгистатическое средство. Коагулирует белки микробной клетки, нарушает проницаемость их клеточной оболочки. Абсорбируется через поврежденную кожу, раневую поверхность, слизистые оболочки. Используется наружно при лечении конъюнктивита (2% водный раствор), мокнущей экземы, дерматита (примочки с 3% раствором), отита (спиртовые растворы 0,5% - 3%), педикулеза (5% борную мазь).
Натрия тетраборат Sodium tetraborate Na2B4O7,10H2O	Белый или почти белый кристаллический порошок или бесцветные флуоресцирующие кристаллы. Растворим в воде, очень легко растворим в кипящей воде, легко растворим в глицерине, не растворим в спирте. Применяется как антисептическое и инсектицидное средство. Используется наружно при лечении опрелостей, пролежней, вагинального кандидоза, фарингита, тонзиллита. В пищевой промышленности разрешен для использования в качестве пищевой добавки, зарегистрированной как Е285. Обладает инсектицидными свойствами (по уровню токсичности относится к 4 классу). Основной областью применения является уничтожение тараканов.
Алюминия гидроксид Aluminium hydroxide Al(OH)3	Белый аморфный порошок. Практически не растворим в воде, способен образовывать гель. Растворим в разбавленных минеральных кислотах и растворах щелочей. Обладает антацидными, адсорбирующими и обволакивающими свойствами. Препарат нейтрализует хлороводородную (соляную) кислоту (1 г нейтрализует около 250 мл 0,1 н. раствора соляной кислоты) с образованием алюминия хлорида и воды; рН желудочного сока постепенно повышается до 3,5 4,5 и остается на этом уровне в течение нескольких часов. В щелочном содержимом кишечника алюминия хлорид образует нерастворимые соединения алюминия (фосфаты и др.). Применяется при повышенной кислотности желудочного сока, язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, острых и хронических гастритах и при пищевых отравлениях. В настоящее время стали более широко применять другие препараты, содержащие алюминий, в том числе комбинированные лекарственные формы (Алмагель, Гастал и др.). Алюминия гидроокись иногда применяют в качестве вяжущего средства наружно при кожных заболеваниях.
Алюминия фосфат Aluminium phosphate AlPO4	Белый или почти белый порошок, возможно образование распадающихся агрегатов частиц. Растворим в разбавленных минеральных кислотах. Практически не растворим в воде, этаноле (96%), и в растворах гидроксидов щелочных металлов. Обладает антацидными, адсорбирующими и обволакивающими свойствами. В желудке в течение 10 мин повышает pH до 3,5–5 и снижает протеолитическую активность пепсина. Благодаря адсорбирующим свойствам, удаляет из ЖКТ бактерии, вирусы, газы, эндо- и экзотоксины. Применяется Алюминия фосфат при язвенной болезни желудка и двенадцатиперстной кишки, гастрите, диафрагмальной грыже, функциональной диареи.
Натрия гидрокарбонат Sodium hydrocarbonate NaHCO3	Белый кристаллический порошок без запаха. Устойчив в сухом воздухе, медленно разлагается во влажном. Легко растворим в воде с образованием щелочных растворов (pH 5% раствора 8,1), практически нерастворим в этаноле. Является регулятором водно-электролитного баланса. Фармакологическое действие - антацидное, муколитическое, отхаркивающее, восстанавливающее щелочное состояние крови. В желудке при приеме внутрь взаимодействует с соляной кислотой желудочного сока и вызывает ее нейтрализацию. Антацидный эффект развивается быстро, но является кратковременным. Образующийся в реакции нейтрализации углекислый газ обусловливает неприятные ощущения в желудке. Избыточное выделение двуокиси углерода при язвенной болезни желудка может провоцировать перфорацию его стенки. По этой причине при отравлении кислотами натрия гидрокарбонат для нейтрализации не используется. Сдвигает КЩС в сторону алкалоза, способствует выделению ионов натрия и хлора, усилению осмотического диуреза, ощелачивает мочу (предупреждает выпадение в осадок солей мочевой кислоты в мочевыводящей системе). Сдвигает в щелочную сторону реакцию бронхиальной слизи, способствует разжижению мокроты, улучшает ее отхаркивание. Облегчает симптомы морской и воздушной болезни.
Лития карбонат Lithium carbonate Li2CO3	Белый или почти белый порошок, мало растворим в воде, практически нерастворим в спирте. Фармакологическое действие - нормотимическое, антипсихотическое, седативное. Блокирует натриевые каналы в нейронах и мышечных клетках, вызывает сдвиг интранейронального метаболизма катехоламинов. Применяется при маниакальной фазе и профилактике обострений биполярного аффективного расстройства, шизоаффективных расстройствах, аффективных расстройствах при хроническом алкоголизме, лекарственной зависимости (некоторые формы), сексуальных отклонениях, мигрени.

ЛС - производные р-элементов III группы ПСЭ

Борная кислота /Acidum boricum

H₃BO₃ Мr 61,8

Существует в виде нескольких лекарственных форм. 2-3% растворы, порошки, мази на основе борной кислоты. При передозировке вызывает жжение, покраснение кожных покровов и слизистых.

Борная кислота легко проникает и накапливается в органах и тканях млекопитающих, т.е. обладает кумулятивным действием. При остром отравлении она поражает мозг, слизистые оболочки и кожу, а при хроническом - кроветворные и половые клетки. Особенно опасна борная кислота для развивающихся эмбрионов.

При длительном нагревании более 100°С борная кислота теряет часть воды и переходит в метаборную кислоту, а затем в тетраборную кислоту, после стадии стекловидной массы превращается в борный ангидрид.

Н₃ВО₃НВО₂Н₂В₄О₇В₂О₃

Растворы борной кислоты имеют рН=3,8-4,8.

Определение подлинности.

А. Растворить 0,1 г вещества в кипящей воде и 5,0 мл метанола, прибавить 0,1 мл раствора серной кислоты и поджечь раствор. Край пламени должен иметь зеленую окраску.

2В(ОСН₃)₃ + 12О₂ = В₂О₃ + 6СО₂ + 9Н₂О

В. Согласно Ph.Eur., необходимо растворить 3,3 г борной кислоты в 80 мл кипящей воды, охладить и развести до 100 мл водой, свободной от углекислого газа. Раствор имеет кислую реакцию: рН = 3,8- 4,8. Эта процедура позволяет отличить борную кислоту от другого препарата бора – буры, раствор которой имеет щелочную реакцию.

Описан метод идентификации соединений бора с куркумином – желтым пигментом, получаемым из однодольных травянистых растений семейства Имбирных. С точки зрения строения куркумин является полифенолом, в растворах с различным значением рН меняет окраску. Обычно для качественных реакций применяется куркумовая бумага - фильтровальная бумага, пропитанная спиртовой настойкой куркумина.

И сследуемый раствор борной кислоты наносят на куркумовую бумагу, одновременно добавляя несколько капель кислоты хлороводородной. Образуется боратный комплекс куркумина розового или темно-красного цвета:

При действии растворов щелочей пятно становится фиолетовым или зеленовато-черным.

Оценка чистоты.

Раствор С. 3,3 г вещества растворить в 80 мл кипящей дистиллированной воды и довести объем раствора до 100 мл дистиллированной водой, свободной от диоксида углерода.

Прозрачность и цветность. Раствор С должен быть прозрачным и бесцветным.

рН 3,8-4,8.

Растворимость в спирте. 1,0 вещества растворить в 10 мл кипящего спирта. По опалесценции полученный раствор не превышает опалесценцию эталона мутности II.

Органические примеси. При нагревании ЛС не должна темнеть до грязно-красного окрашивания.

Сульфаты. 10 мл стандартного раствора разбавить до 15 мл дистиллированной водой и сравнить с эталоном на сульфаты. Содержание сульфат-иона не должно превышать 450 ррm.

Тяжелые металлы. С 12,0 мл раствора С выполнить тест А. Приготовить раствор сравнения, используя 2,5 мл эталонного раствора (2 ppm Pb) и 7,5 мл воды. Содержание тяжелых металлов не должно превышать 15 ррm.

Количественное определение.

Навеску вещества массой 1,000 г растворить при нагревании в 100,0 мл воды, содержащей 15,0 г маннитола.

маннтол

Титровать 1моль/л раствором натрия гидроксида с 0,5 мл раствора фенолфталеина в качестве индикатора до тех пор пока раствор не окрасится в розовый цвет.

Д ля усиления кислотных свойств борной кислоты можно использовать глицерин (ГФХ).

1,0 мл 1 моль/л раствора натрия гидроксида эквивалентен 61,8 кислоты борной.

Натрия тетраборат/Sodium tetraborate