- •«Лекарственные вещества из группы алкалоидов и их синтетических аналогов по действию»
- •Тематический план
- •Занятие №1-2
- •Общие методы качественного и количественного определения лекарственных веществ с группы алкалоидов
- •Занятие №3-4
- •Занятие №5 Контрольные вопросы к теоретическому семинару по теме: «Лекарственные вещества из группы алкалоидов и их синтетические аналоги и аналоги по действию
Министерство здравоохранения Украины
Запорожский государственный медицинский университет
Фармацевтический факультет
кафедра фармацевтической химии
«Лекарственные вещества из группы алкалоидов и их синтетических аналогов по действию»
Учебно-методическое пособие
по фармацевтической химии для студентов IV курса
(специальность «Фармация» VII семестр)
Запорожье – 2008
Составители:
профессор Мазур И.А., профессор Коваленко С.И.,
ассистент Проценко Т.В., доцент: Моряк З.Б.,
ассистент Шабельник К.П., ассистент Никитин В.А.,
ассистент Карпенко А.В.
Учебно-методическое пособие рассмотрено и утверждено цикловой методической комиссией фармацевтического факультета, протокол №4 от 14.01.08
Учебно-методическое пособие утверждено на заседании центрального методического совета университета, протокол № ___ от «___» _____________ 2008 г.
Тематический план
лабораторно-практических и семинарских занятий по фармацевтической химии для студентов IV курса фармацевтического факультета (специальность «Фармация») на VII семестр по теме: «Лекарственные вещества из группы алкалоидов и их синтетических аналогов по действию»
№№ з/п |
Тема занятий |
К-во часов |
1-2. |
Анализ качества лекарственных препаратов из группы алкалоидов с экзоциклическим атомом азота, производных имидазола, пирролизидина, тропана, пурина |
8 |
3-4. |
Анализ качества лекарственных препаратов из группы алкалоидов, производных индола, хинолина, изохинолина, хинолизидина и хинолизина, морфинана |
8 |
5. |
Теоретический семинар по теме: «Лекарственные вещества из группы алкалоидов и их синтетических аналогов по действию» |
4 |
Занятие №1-2
Тема занятия: Анализ качества лекарственных препаратов из группы алкалоидов с экзоциклическим атомом азота, производных имидазола, пирролизидина, тропана, пурина
Учебное время: 8 часов
Учебная цель: Овладеть методами анализа лекарственных веществ из группы алкалоидов с экзоциклическим атомом азота, производных имидазола, пирролизидина, тропана, пурина
Студент должен
знать:
латинские названия, синонимы, формулы строения, химические названия, физико-химические свойства лекарственных веществ;
методы получения лекарственных веществ, относящихся к алкалоидам;
методы идентификации лекарственных веществ данной группы на основе общих (групповых) и частных реакций;
возможные методы количественного определения изучаемых лекарственных веществ;
расчет навески, процентного и граммового содержания;
применение и формы выпуска, хранение лекарственных веществ группы алкалоидов;
особенности модификации структуры-лидера (природный алкалоид) для получения синтетических аналогов по биологическому действию;
взаимосвязь строения с биологическим действием в изучаемом ряду алкалоидов и их синтетических аналогов.
уметь:
характеризовать физико-химические свойства лекарственных веществ группы алкалоидов;
проводить реакции идентификации на основе общих и частных реакций данной группы лекарственных веществ;
правильно определять допустимый предел примесей в лекарственных веществах;
количественно определять лекарственные вещества, используя различные методы титриметрического и физико-химического анализа;
пользоваться формулами расчёта навески, процентного и граммового содержания;
давать правильную оценку полученным результатам анализа и делать вывод о доброкачественности анализируемых лекарственных веществ.
* Алкалоиды – азотсодержащие органические основания, встречающиеся чаще всего в растениях и, как правило, обладающие активным биологическим действием. Основные свойства, характерные для этих соединений обусловили их название: алкалоид – подобный щелочи.
Алкалоиды – третичные, реже вторичные амины, способные образовывать четвертичные соли (подобно солям аммония). Алкалоиды – довольно слабые основания. Необходимо отметить, что в зависимости от строения алкалоиды имеют различную силу основности. Так, наиболее сильные основные свойства проявляет кодеин (К = 910-7), наиболее слабые – кофеин (К = 4,110-14).
Простейшие азотсодержащие соединения (метиламин, триметиламин и другие простые амины), а также аминокислоты и продукты их превращений, хотя и обладают явно выраженным основным характером, к алкалоидам не относятся. Протеиногенные амины (например, тирамин) и бетаины (стахидрин, тригонеллин и др.) рассматриваются как переходные соединения от простых азотсодержащих соединений к собственно алкалоидам и часто причисляются к алкалоидам.
Основания алкалоидов представляют собой бесцветные или слабо окрашенные в желто-бурый цвет твердые, иногда жидкие (никотин, анабазин и др.), горькие на вкус вещества. Они растворимы в органических растворителях (спирт, эфир, бензол и др.) и, как правило, практически нерастворимы или мало растворимы в воде (кодеин 1:150, кофеин 1:80, эфедрин и др.).
Являясь слабыми основаниями, алкалоиды образуют соли, но также нужно обратить внимание на то, что алкалоиды со слабой основностью (К = 10-10-10-14) не образуют солей в водных растворах (кофеин, теобромин и др.). Алкалоиды средней основности (К = 10-8-10-10) не дают солей с органическими кислотами (например, папаверин с уксусной кислотой). Алкалоиды сильной основности (К = 10-8-10-7) хорошо образуют соли с кислотами (атропин, кодеин, кокаин, хинин, цитизин и др.) и их основания в водных растворах реагируют на индикаторы (тимоловый синий, фенолфталеин и др.). Соли алкалоидов легко разлагаются под влиянием едких щелочей, аммиака, а иногда карбонатов и окиси магния, при этом выделяя свободные основания алкалоидов.
Соли алкалоидов – белые кристаллические вещества, растворимые в воде, как правило, практически нерастворимые или мало растворимые в органических растворителях. Некоторые соли алкалоидов (например, папаверина гидрохлорид) растворимы в хлороформе, большинство растворимы в спирте.
Многие алкалоиды являются оптически активными веществами и имеют пространственные изомеры, что сказываются на их биологической активности (например, гиосциамин (левовращающий) в 2 раза активнее атропина (рацемата), хинин (левовращающий) – противомалярийный препарат, хинидин (правовращающий) – антиаритмическое средство с 50% противомалярийной активности).
Физические и химические свойства алкалоидов обусловливают способы их выделения из растений, разделения суммы алкалоидов на отдельные компоненты. Для извлечения алкалоидов из предварительно высушенного и измельченного растительного сырья используют три способа:
отгонка с водяным паром;
извлечение алкалоидов в виде солей;
извлечение алкалоидов в виде оснований.
Очень сложным этапом является разделение суммы алкалоидов на индивидуальные вещества. Для этого используют различие в физических и химических свойствах самих алкалоидов или их производных. Разделение смеси алкалоидов проводят следующими методами:
перегонкой с водяным паром;
по различной растворимости алкалоидов оснований и солей в органических растворителях;
по силе основности (образование солей алкалоидов);
по различной адсорбционной способности (используя различные виды хроматографии (адсорбционную, распределительную, ионнообменную и др.);
по различной химической реакционности (образование фенолятов, нитрозопроизводных, бензоильных производных, эфиров и т. д.), с последующим разделением по физико-химическим свойствам;
электрофорез;
метод противоточного распределения и другие.
Установление строения алкалоида начинают с выяснения характера углеродного скелета, наличия функциональных групп, характера азота (алифатический, гетероциклический, ароматический, первичный, вторичный и т.д.) и кислородсодержащих групп. Для этих целей используют различные типы химических реакций, после чего изучают продукты расщепления или новые соединения, и на основании этого составляют предположение о возможной структуре молекулы. Немаловажное значение для установления строения алкалоидов, а именно их гетероциклической части (азотно-углеродного скелета), принадлежит «гофмановскому» или «брауновскому» распаду. В настоящее время для установления строения веществ используют различные физико-химические (УФ-, ИК-, ПМР-, масс-спектроскопию, рентгеноструктурный анализ), что значительно облегчило задачу химиков.
С точки зрения химической структуры препараты алкалоидов можно разделить на две группы: гетероциклические соединения и вещества, имеющие ациклическое строение.
I. Ациклические алкалоиды и алкалоиды с азотом в боковой цепи
1.1. Алифатические алкалоиды
1.2. Ароматические алкалоиды
II. Гетероциклические алкалоиды
2.1. Пирролидиновые и пирролизидиновые алкалоиды.
2.2. Пиридиновые и пиперидиновые алкалоиды.
2.3. Алкалоиды с конденсированными пирролидиновым и пиперидиновым кольцами.
2.4.. Хинолизидиновые алкалоиды.
2.5. Хинолиновые алкалоиды.
2.6. Изохинолиновые алкалоиды.
2.7. Индольные алкалоиды.
2.8. Хиназолиновые алкалоиды.
2.9. Пуриновые алкалоиды.
III. Дитерпеновые алкалоиды.
IV. Стероидные алкалоиды (гликоалкалоиды).