Анализ лекарственных средств стероидной структуры

 

 

В присутствии реактива Фелинга:

 

 

Восстанавливающие свойства а-кетольной группы лежат в основе реакции «серебряного зеркала», которое образуют ряд кортикостероидов (кортизона ацетат, гидрокортизон, преднизолон):

 

 

Кортикостероиды, содержащие а-кетольную группу (кортизон и его аналоги), дают цветную реакцию, основанную на окислении 0,5%-ным раствором хлорида трифенилтетразолия в этаноле в присутствии 10%-ного раствора гидроксида тетраметиламмония. Появляется красная окраска, обусловленная образованием формазана:

 

 

Реакцию используют для фотоколориметрического определения при длине волны 525 нм. Кортикостероиды можно отличить друг от друга по реакции с концентрированной серной кислотой (табл.).

 

Таблица 2

Результаты взаимодействия кортикостероидов с концентрированной серной кислотой

Лекарственное вещество	Окраска раствора	Флуоресценция
Дезоксикортона ацетат	Желтая (после добавления воды — фиолетовая) Красная (после нагревания до 80-90°С)	Зеленовато-желтая окраска с красной флуоресценцией (после добавления этанола)
Кортизона ацетат	Оранжевая (через 2 мин)	Желтая (через 5 мин в УФ-свете)
Гидрокортизон	Желтая, переходящая в красноватую (через 5 мин)	Желто-зеленая, переходящая в зеленую (после добавления воды)
Преднизолон	Зеленая, переходящая в красную	Отсутствует

 

Известны и другие испытания на отдельные кортикостероиды. Раствор кортизона ацетата в этаноле, выпаренный досуха в вакууме, после нагревания до 70°С в течение 30 мин, с 1 М раствором гидроксида натрия приобретает желтое окрашивание, имеющее интенсивное поглощение при 370 нм (в отличие от преднизолона, который в тех же условиях приобретает лишь слабо-желтое окрашивание).

Кортикостероиды можно отличать друг от друга с помощью реакций на те или иные функциональные группы.

При нагревании на водяной бане спиртовых растворов лекарственных веществ с раствором фенилгидразина появляется желтое окрашивание. Реакция обусловлена образованием фенилгидразона (с кетонной труппой в положении 3) и на примере кортизона ацетата происходит по схеме:

 

 

Для идентификации лекарственных веществ, представляющих собой сложные эфиры, использована реакция получения ацетогидроксамовой кислоты, которая затем с солями железа (III) образует соединения, окрашенные в темно-вишневый (кортизона ацетат) или красно-коричневый (дезоксикортона ацетат) цвет:

 

 

Ацетильную группу можно обнаруживать после гидролиза кортизона и гидрокортизона ацетатов в спиртовом растворе гидроксида калия. Последующее прибавление концентрированной серной кислоты приводит к образованию этилацетата, имеющего характерный запах. Эта реакция рекомендована ФС для испытания на подлинность гидрокортизона ацетата:

 

 

Для качественного и количественного анализа кортикостероидов и их аналогов используют спектрофотометрию в УФ-области. Расчет содержания лекарственного вещества выполняют по удельному показателю поглощения или (преднизолон) по оптической плотности ГСО. В табл. приведены условия, в которых ФС рекомендуют выполнять испытания на подлинность и спектрофотометрическое определение лекарственных веществ, производных кортикостероидов.

 

 

Таблица 3

Условия спектрофотометрического определения кортикостероидов

Лекарственное вещество	Растворитель	Максимум поглощения, нм	Удельный показатель поглощения
Дезоксикортона ацетат	Этанол	241	430-450
Кортизона ацетат	Этанол	238	390 І
Гидрокортизона ацетат	Этанол	241	395 1
Преднизолон	Метанол	242	400-430

 

Для установления подлинности и проведения испытаний на посторонние примеси ФС рекомендована также ИК-спектроскопия и метод ТСХ. Так, для испытания подлинности преднизолона рекомендовано снимать ИК-спектр в вазелиновом масле в области от 3700 до 400 см^-1 и сравнивать его с прилагаемым к ФС рисунком спектра.

Методом ТСХ на пластинках Силуфол УФ-254 или Сорбфил устанавливают во всех лекарственных веществах наличие примесей посторонних стероидов. На пластинку помимо испытуемого раствора наносят стандартные образцы различных количеств стероидов, примеси которых обнаруживают. В состав подвижной фазы входят метиленхлорид, метанол, хлороформ, вода в различных соотношениях. Обнаружение пятен проводят в УФ-свете с длиной волны 254 и 365 нм. Проявителем может также служить фосфорномолибденовая кислота. Суммарное содержание примесей не должно превышать 2-4%.

Идентифицировать и определить содержание дезоксикортона ацетата спектрофотометрическим методом можно с помощью реакции, основанной на взаимодействии с гидразином изатина. Оптическую плотность образовавшегося гидразона измеряют в среде диоксана при длине волны 445 нм.

Методики фотоколориметрического определения гидрокортизона ацетата и других 3-кетостероилов основаны на использовании в качестве реактивов на кетогруппу при С-3 стероидного цикла: фенилгидразина, 4-аминоантипирина, изониазида, боргидрида натрия. Микроколоночную ВЭЖХ применяют для идентификации и испытаний на чистоту ряда кортикостероидов: дезоксикортона ацетата, кортизона ацетата, преднизона ацетата и преднизолона. Для анализа используют отечественный прибор «Миллихром» с УФ-детектором при 238 нм. Количественное содержание примесей устанавливают методом внутренней нормализации. Метод ВЭЖХ в прямофазном и обрашеннофазном вариантах использован для количественного определения гидрокортизона ацетата и преднизолона в мазях. Для анализа на прямой фазе используют смесь хлороформ-метанол (93:3), на обратной — метанол. Лекарственные препараты кортикостероидов хранят по списку Б, в хорошо укупоренной таре, предохраняя от действия света. Дезоксикортона ацетат, являющийся минералокортикостероидом, применяют при болезни Аддисона, миастении, астении, общей мышечной слабости и других заболеваниях. Вводят внутримышечно в виде масляных растворов от 0,005 г 3 раза в неделю до 0,01 г ежедневно. Лекарственные препараты глюкокортикостероидов оказывают противовоспалительное, десенсибилизирующее, антиаллергическое и антитоксическое действие. Их применяют для лечения ревматизма, различных форм полиартрита, бронхиальной астмы, кожных и различных аллергических заболеваний. Кортизона ацетат назначают внутрь по 0,1-0,2 г в сутки, гидрокортизон — в виде 25%-ной суспензии в полость суставов. Преднизолон по характеру действия аналогичен кортизону, но более активен. Поэтому его высшие дозы: разовая — 0,015 г, суточная — 0,1 г (внутрь). Для местного применения при глазных и кожных заболеваниях выпускают 0,5-1%-ные гидрокортизоновую и 0,5%-ную преднизолоновую мазь. В результате исследования влияния галогенов, введенных в молекулу кортикостероидов, на их фармакологическую активность были синтезированы моно- и дифторпроизводные преднизолона. Они содержат в положении 9 один атом фтора— дексаметазон (Dexamethasone), триамцинолон (Triamcinolone) или в положениях 6 и 9 два атома фтора — флюметазона пивалат (Flumethasone Pivalate) и флюоцинолона ацетонид (Fluocinolone Acetonide):

 

 

Введение атома фтора в положение 9а осуществляют действием фтороводорода, а образование двойной связи в положения 1-2 — микробиологическим путем. По физическим свойствам указанные лекарственные вещества сходны с рассмотренными кортикостероидами. В основе способов их испытаний на подлинность-чистоту и количественного определения лежат методы ИК- и УФ-спектрофотометрии, ТСХ, ВЭЖХ. Широкие исследования в области стандартизации и создания новых лекарственных форм синафлана, других коргикостероидов проведены на кафедре фармхимии Пятигорской фармацевтической академии (М.В. Гаврилин). Фторпроизводные отличаются более активным чем У преднизолона, противовоспалительным, антиаллергическим действием. Они высокоэффективны при местном применении. Дексаметазон в 35 раз активнее кортизона. Дексаметазон назначают внутрь до 0,002-0,003 г, а триамцинолон — до 0,01-0,02 г в сутки. Флюметазона пивалат и флюоцинолона ацетонид применяют в виде 0,02-0,025%-ных мазей, кремов, эмульсий.

 

Выводы

 

Стероидные гормоны — группа физиологически активных веществ (половые гормоны, кортикостероиды и др.), регулирующих процессы жизнедеятельности у животных и человека. У позвоночных синтезируются из холестерина в коре надпочечников, клетках Лейдига семенников, в фолликулах и желтом теле яичников, а также в плаценте.

• Гормоны коркового слоя надпочечников:
• Кортикостероиды:
• Кортизон,
• Гидрокортизон,
• Кортикостерон,
• Прегнан,
• Преднизолон.
• Половые гормоны
• Андрогенные (мужские):
• Андростерон,
• Тестостерон,
• Метилтестостерон.
• Эстрогенные (женские):
• Эстрон (Фолликулин),
• Эстрадиол,
• Эстриол,
• Этинилэстрадиол.

Стероидные гормоны являются производными ряда углеводородов, главным образом прегнана, андростана, эстрана:

 

 

 

Они сходны между собой по химической структуре. Отличие от андростана состоит лишь в том, что прегнан имеет в молекуле этильный радикал, а эстран — ароматическое ядро и у него отсутствует одна из метальных групп.

Структурной основой стероидных гормонов является гидрированный скелет углеводорода циклопентанпергидрофенантрена:

 

 

Метильные группы, присоединенные к стероидному циклу в положениях 10 и 13, называются ангулярными. Радикал R и атомы водорода (в положениях 8, 9, 14) ориентированы в пространстве в цис- или транс-положении. Условно принято считать, что ангулярные метильные группы расположены над плоскостью чертежа (это обозначают сплошной линией). Если другие заместители находятся в цис-положении, т. е. в одной плоскости с ангулярными группами (Р-конфигурация), то их также обозначают сплошной линией, а если в транс-положении (а-конфигурация), то пунктирной линией.

К числу производных прегнана относятся кортикостероиды и гестагенные гормоны, производными андростана являются андрогенные гормоны, а эстрана — эстрогенные гормоны.

Исходя из представленной общей формулы и функциональных групп (заместителей), указанных в табл., можно написать химические формулы каждой группы стероидных гормонов.

 

Группа гормонов	Двойная связь	Заместители
		X1	Х2	R
Кортикостероиды	ен-4 диен 1,4	=О	-Н -ОН =О	-СО-СН2ОН -ОН
Гестагены	ен-4	=О	-Н	-СО-СН3
Андрогены	ен-4	=О	-Н	-ОН
Эстрогены	триен-1,3,5 (нет С-19)	-ОН	-Н	-ОН =О

 

Имеющие стероидную структуру полусинтетические аналоги указанных групп стероидных гормонов содержат в своих молекулах ряд других атомов и функциональных групп.

Стероидный цикл, указанные функциональные группы влияют на физико-химические свойства гормонов и их аналогов. На использовании этих свойств основаны способы испытаний на подлинность, количественное определение, установлены условия хранения и стабильность лекарственных веществ, имеющих стероидную структуру.

При испытании на подлинность для подтверждения стероидного цикла в молекулах широко используют реакцию образования окрашенных и флуоресцирующих веществ при действии концентрированной серной кислотой. а-Кетольную группу открывают за счет проявления восстановительных свойств Кетогруппу обнаруживают реакцией образования ке- токсимов при взаимодействии с гидроксиламином, а также гидразонов — с фенилгидразином и другими гидразинами и гидразидами. Наличие спиртового и фенольного гидроксилов в молекулах подтверждают реакцией этерификации с последующим установлением температуры плавления образующихся эфиров, а наличие сложноэфирных групп (в ацетатах, пропионатах, энантатах и др.) — либо по образованию окрашенных солей гидроксамовых кислот, либо реакциями гидролиза в щелочной или кислой среде. При наличии фенольного гидроксила в молекуле (природные и синтетические эстрогены) используют также реакции галогенирования и образования азосоединений. Ряд перечисленных химических реакций применяют для количественного определения стероидных гормонов и их аналогов титриметрическими или фотоколориметрическим методами. Испытания на подлинность и количественное определение выполняют также методом УФ-спектрофотометрии.

 

Список использованной литературы

 

1. Арзамасцев А.П. Фармакопейный анализ – М.: Медицина, 1971.
2. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия. В 2 частях. Часть 1. Общая фармацевтическая химия: Учеб. для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. — М.: Высш. шк., 1993. - 432 с.
3. Глущенко Н.Н. Фармацевтическая химия: Учебник для студ. сред. проф. учеб. заведений / Н.Н. Глущенко, Т.В. Плетенева, В.А. Попков; Под ред. Т.В. Плетеневой. — М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 384 с.
4. Драго Р. Физические методы в химии – М.: Мир, 1981
5. Кольтгоф И.М., Стенгер В.А. Объемный анализ В 2 томах – М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1950
6. Коренман И.М. Фотометрический анализ – М.: Химия, 1970
7. Коростелев П.П, Фотометрический и комплексометрический анализ в металлургии – М.: Металлургия, 1984, 272 с.
8. Логинова Н.В., Полозов Г.И. Введение в фармацевтическую химию: Учеб. пособие – Мн.: БГУ, 2003.-250 с.
9. Мелентьева Г.А., Антонова Л.А. Фармацевтическая химия. — М.: Медицина, 1985.— 480 с.
10. Мискнджьян С.П. Кравченюк Л.П. Полярография лекарственных препаратов. – К.: Вища школа, 1976. 232 с
11. Фармацевтическая химия: Учеб. пособие / Под ред. Л.П. Арзамасцева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2004. - 640 с.
12. Фармацевтический анализ лекарственных средств / Под общей редакцией В.А. Шаповаловой – Харьков: ИМП «Рубикон», 1995
13. Фармацевтичний аналіз: Навч. посіб. для студ. вищ. фармац. навч. закл. III—IV рівнів акредитації/ П.О. Безуглий, В.О. Грудько, С.Г. Леонова та ін.; За ред. П.О. Безуглого,— X.: Вид-во НФАУ; Золоті сторінки, 2001.— 240 с.