Тиамина хлорид, тиамина бромид. Синтез (методика). Способы качественного и количественного анализа в фармакопеях разных стран, с привиден

Для построения молекулы тиамина  на пиримидиновом цикле, помимо пятисернистого фосфора, дитиоформиата калия или  сероводорода, можно применять сероуглерод. На соединение LХV действуют аммиаком и сероуглеродом; образующийся 2-метил-4-амино-5-пиримидилметилдитиокарбамат (LХХХIII), конденсируют с γ-хлор-γ-ацетопропилацетатом (LХХVI, R = СОСН₃) в тиотиазолиновое производное — тиаминтион-2 (LХХХVI), который окисляют перекисью водорода в тиамин-сульфат (I).

Этот высокоэкономический  метод синтеза, имеющий важное техническое значение, детально разработан японскими авторами; он протекает через ряд промежуточных соединений. Так, при действии аммиака и сероуглерода в присутствии едкого натра из соединения LХV первоначально образуется 2-метил-4-амино-5-пиримидилметилдитиокарбамат аммония (LХХХII), который в избытке раствора едкого натра переходит в меркаптопроизводное (LХХХIII). Конденсация этого соединения с γ-хлор-γ-ацетопропилацетатом (LХХVI, R = СОСН₃) приводит к получению тисггиона (LХXXV); одновременно получается около 10—12% побочного 2-меркапто-7-метил-1,2,3,4-тетрагидропиримидо[4,5-d]пиримидина (LХХХIV). Однако можно не выделять промежуточных соединений LХХХII и LХХХIII в кристаллическом виде и тиотион (LХХХV) получить непосредственно конденсацией 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидина (LХV) с γ-хлор-γ-ацетопропиловым спиртом (LХХVI, R = Н) или его ацетатом и сероуглеродом с избытком аммиака и едкого кали или натра, при этом также образуется побочный бициклический продукт (LХХХIV).

Неустойчивый  тиотион (LXXXV) или его О-эфиры перегруппировываются в 2-метил-2-окси-3-тетрагидрoурил-N-(2'-метил-4'-аминопиримидил-5'-метил)дитиокарбаминовую кислоту (LXXXVII), которая при обработке разбавленной соляной кислотой превращается в 3-N-(2'-метил-4'-аминопиримидил-5'-метил)-4-метил-5-β-оксиэтилтиазолинтион-2,тиамин-тион-2 (LXXXVI). При действии 1 %-нон соляной кислотой на соединение LXXXV первоначально образуется срощенный пергидрофуранотиазоловый цикл (LXXXVIII), который с 10%-ной соляной кислотой затем переходит в тиамин-тион-2 (LXXXVI). Однако при действии 10%-ной соляной кислоты на соединение LXXXV происходит и непосредственная циклизация в тиазолиновый цикл с образованием тиамин-тиона-2 (LXXXVI), минуя промежуточные соединения LXXXVII и LXXXVIII. Еще более упрощенным методом синтеза по способу Мацукава — конденсацией соединения LXV с сероуглеродом и γ-хлор-γ-ацетопропилацетатом (LXXVI, R = СОСН₃) в присутствии аммиака и едкого натра с последующей обработкой соляной кислотой без выделения промежуточных продуктов — получают тиамин-тион-2 (LXXXVI). Последний вариант синтеза получил дальнейшее улучшение.

При действии на тиамин-тион-2 (LXXXVI) пергидролом при 25—30°С образуется тиамин-сульфат (I), ацетильное производное предварительно гидролизуется 30%-ной соляной кислотой. Из соединения LXXXVI также получают тиамин-хлорид. Известен и такой вариант, когда соединение LXXXV путем окисления пергидролом в присутствии соляной кислоты непосредственно превращают в тиамин-сульфат. Тиамин-тион-2 (LXXXVI) при окислении перекисью водорода с последующим прибавлением нитрата аммония дает тиамин-мононитрат. Общий выход тиамина по этому методу из 2-метил-4-амино-5-аминометилпиримидина (LXV) превышает 46%. Обработка тиамин-тиона-2 (LXXXVI) перекисью водорода в присутствии карбонатов щелочноземельных металлов приводит к получению солей тиамина—монохлорида, мононитрата, монороданата и др.

Для синтеза  тиамина этим методом известно и  применение γ-хлор-γ-ацетопропилхлорида и 1-ацетокси-4-хлорпентанона-3. γ-Хлор-γ- ацетопропиловый спирт также может быть заменен его циклическими таутомерными производными: 2-метил-2-окси-3-ацетотетрагидрофураном (LXXXIX) и 2-метил-2-ацетокси-3-хлортетрагидрофураном (ХС)

 

3.3 Синтез построением молекулы  на тиазоловом цикле

Этот метод  синтеза экспериментально осуществлен  только для уксуснокислого эфира гомолога тиамина (ХСIV) с двумя метиленовыми группами между пиримиднновым и тиазоловым циклами. 4-Метил-5-(3-оксиэтилтиазол (IX) конденсируют с α-циан-γ-броммасляным эфиром (ХСI) в соединение ХСII, которое затем при действии ацетамидина превращают в оксипроизводное гомолога тиамина (ХСIII).

Последующая замена гидроксильной группы на водород  достигается через хлорпроизводное, восстановлением которого получают гомотиамин (ХСIV). Для синтеза тиамина этот вариант не нашел развития в последующих исследованиях.

 

IV. Качественный и количественный анализ солей тиамина.

В медицинской  практике применяют тиамин в виде двух препаратов: тиамина бромид и тиамина хлорид. Первый из них представляет собой 4-метил-5-β-оксиэтил-N-(2-метил-4'-амино-5'-метилпиримидил)-тиазолий бромида гидробромид:

Тиамина хлорид отличается только наличием двух хлорид-ионов  вместо бромид-ионов:

Препараты тиамина  бромид и тиамина хлорид практически  идентичны по физическим свойствам.

Они представляют собой белые или с желтоватым оттенком кристаллические вещества со слабым характерным запахом. Тиамина хлорид отличается несколько более высокой гигроскопичностью. Оба препарата легко растворимы в воде, мало растворимы в этиловом спирте и практически нерастворимы в других органических растворителях. Водные растворы (5—6%-ные) имеют рН 2,7—3,4.

 

4.1. Качественный анализ тиамина хлорида и тиамина бромида.

 

Подлинность препаратов можно подтвердить по УФ-спектрам. Так, 0,0015%-ный раствор тиамина бромида в 0,1М растворе соляной кислоты максимум поглощения имеет в области 246 нм.

Идентифицируют  препараты с помощью реакции, основанной на окислении тиамина  в щелочной среде. Эта реакция  известна под названием тиохромной пробы. Общая ее схема:

Тиохром из водных растворов извлекают бутиловым  или изоамиловым спиртом. Полученные спиртовые растворы при ультрафиолетовом облучении имеют характерную синюю флуоресценцию, исчезающую при подкислении и вновь возникающую при подщелачивании. Реакцию образования тиохрома используют для количественного флуориметрического определения тиамина.

Тиамина бромид дает характерные реакции на бромиды, а тиамина хлорид — на хлориды. При действии на препараты тиамина  реактивом Несслера появляется желтое окрашивание, которое вследствие восстановления металлической ртути переходит в черное. Тиамин можно также обнаружить по образованию белого осадка с насыщенным раствором хлорида ртути (II), красно-коричневого осадка с 0,02М раствором йода, желтого осадка пикрата (температура плавления 206—208ºC) с насыщенным раствором пикриновой кислоты. При добавлении двух капель 15%-ного раствора гидроксида натрия к 0,1%-ному раствору препарата появляется желтое окрашивание.

При сплавлении с кристаллическими едкими щелочами тиамин разрушается с образованием сульфидов, которые легко обнаружить с помощью раствора нитропруссида натрия (красно-фиолетовое окрашивание). Препараты тиамина из растворов количественно осаждаются некоторыми осадительными (общеалкалоидными) реактивами (кремневольфрамовой, фосфорно-вольфрамовой, пикролоновой кислотами и др.). Реакция осаждения кремневольфрамовой кислотой рекомендуется для гравиметрического и фотонефелометрического определения препаратов тиамина.

 

4.2. Количественный анализ тиамина хлорида и тиамина бромида.

 

Сущность количественного  гравиметрического определения  тиамина бромида, состоит в нагревании смеси водного раствора навески  препарата, концентрированной соляной  кислоты и 10%-ного раствора кремневольфрамовой кислоты. Образовавшийся осадок отделяют, промывают на фильтре горячей разбавленной соляной кислотой, затем водой и ацетоном. Все операции выполняют на предварительно высушенной до постоянной массы воронке, которую вместе с осадком сушат, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Масса осадка, умноженная на коэффициент 0,25, соответствует количеству тиамина бромида.

Тиамина хлорид количественно определяют методом  неводного титрования. В качестве растворителя используют безводную уксусную кислоту, титрантом служит 0,1 М раствор хлорной кислоты (индикатор кристаллический фиолетовый):

Тиамина бромид количественно определяют способом, основанным на нейтрализации гидробромида и последующем аргентометрическом титровании суммы бромид-ионов:

 

Наиболее широко применяют алкалиметрический метод определения тиамина хлорида и тиамина бромида с использованием индикаторов бромтимолового синего или фенолфталеина (титрант 0,1М раствор гидроксида натрия). Препараты тиамина можно также определить по хлорид- и бромид-иону аргентометрически методом Фаянса с использованием в качестве индикатора бром-фенолового синего в присутствии разведенной уксусной кислоты (для создания необходимого рН среды).

Известен меркуриметрический метод определения препаратов тиамина в азотнокислой среде с индикатором дифенилкарбазидом или дифенилкарбазоном. Титрантом служит 0,1М раствор нитрата ртути (II):

Препараты тиамина  хранят в герметически закрытой таре, предохраняющей от действия света, без контакта с металлами. Недопустимость такого контакта обусловлена возможностью постепенного восстановления тиамина до биологически неактивного дигидротиамина:

 

Необходимо  строго соблюдать условия хранения препаратов тиамина. Менее устойчив при хранении тиамина хлорид, который  даже в темноте постепенно разлагается, особенно во влажной атмосфере. При повышении температуры разрушение ускоряется. Нейтральные и щелочные растворы разлагаются быстро, особенно при контакте с воздухом. Растворы с рН 4,0 и менее очень медленно теряют активность.

IV. Способы анализа в Фармакопеях разных стран.

Фармакопе́я (с др.-греч. φαρμακον — лекарство, яд и др.-греч. ποιη — делаю, изготовляю) — сборник официальных документов (свод стандартов и положений), устанавливающих нормы качества лекарственного сырья — медицинских субстанций, вспомогательных веществ, диагностических и лекарственных средств и изготовленных из них препаратов.

Положения фармакопеи основаны на достижениях фармацевтической химии  и ее фармацевтического анализа, его критериев, способов и методов. Этот документ включает указания по изготовлению, проверке качества лекарств. Определяет высшие дозы препаратов и устанавливает требования к лекарственному сырью. Выполнение изложенных норм и требований Фармакопеи в сочетании с исполнением требований стандарта GMP обеспечивает надлежащее качество лекарственных субстанций и препаратов.

В каждой стране существует свой формуляр качества лекарственных  субстанций, своя Фармакопея. Методы качественного  и количественного анализа одних Фармакопей  могут довольно сильно отличаться от методов, изложенных в других Фармакопеях.

Статьи о тиамине  хлориде и тиамине бромиде  упоминаются в Украинской Фармакопее, Фармакопее Соединенных Штатов Америки,  Японской Фармакопее, XII – ом издании Государственной фармакопеи Российской Федерации, Фармакопее СССР 10 издание. В других Фармакопеях мира тиамина бромид и хлорид не являются фармакопейными субстанциями.

А) Государственная  Фармакопея Украины,2001 г

ТИАМИНА ГИДРОБРОМИД

 

Идентификация:

А) Инфракрасный спектр поглощения субстанции, предварительно высушенной до постоянной массы при температуре от 100°С до 105 °С, в таблетке из калия бромида Г должен отвечать спектру ФС на тиамина бромид. В случае разницы спектров, отдельно растворяют субстанцию тиамина гидробромида, высушивают досуха и повторяют, записывают спектры полученных остатков.

 

В). Около 20 мг субстанции растворяют в 10 мл воды и прибавляют 1 мл кислоты уксусной разведенной  и 1.6 мл гидроксида натрия, нагревают на водяной бане в течение 30 мин и охлаждают. К полученному раствору добавляют 5 мл раствора натрия гидроксида разведенного и 10 мл раствора калия ферроцианида, 10 мл бутанола и интенсивно стряхивают в течение 2 мин.  В верхнем (спиртовом) слое наблюдается интенсивная светлая флюоресценция, особенно в УФ-свете.

 

С) Субстанция дает реакцию (а) на бромиды.

 

Испытание на чистоту:

1-Моноглицерид. Не больше 5 %, в пересчете на моноглицеростеарат.

10.000 г субстанции помещают в делительную лейку вместимостью 100 мл, добавляют 50 мл хлороформа, перемешивают до растворения, потом добавляют 25 мл раствора 20 г/л кислоты лимонной  и тщательным образом взбалтывают в течение 1 мин. После раздела слоев, верхний (водный) слой отделяют, нижний слой промывают двумя порциями по 25 мл. В случае образования эмульсии хлороформный слой промывают двумя порциями по 25 мл каждая раствором 20 г/л кислоты лимонной . Хлороформный слой переносят в мерную колбу вместимостью 100 мл, доводят объем раствора хлороформом до метки. 10.0 мл полученного раствора помещают в коническую колбу со стеклянной притертой пробкой вместимостью 100 мл, добавляют 10.0 мл раствора йодной и уксусной кислот , закрывают пробкой, тщательным образом перемешивают и выдерживают в течение 30 мин в защищенном от света месте. Потом добавляют 4 мл раствора калия йодида , колбу закрывают пробкой, взбалтывают и точно через 1 мин добавляют 10 мл воды . Йод, который выделился, титруют 0.1 М раствором натрия тиосульфата до слабо-желтого окрашивания, после чего добавляют 2 мл раствора крахмала  и продолжают  титрование при сильном взбалтывании.