Исследование количественного состава антибиотиков группы амфинеколов на примере левомицетина

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время вряд ли можно встретить человека, не слышавшего об антибиотиках. Они радикально изменили возможности медицины, которую нельзя сегодня представить без этого класса препаратов. В 1928 году английский микробиолог А. Флеминг отметил способность нитчатого гриба зеленой плесени (Pinicillium notatum) вызывать гибель стафилококков. Дальнейшая совместная работа с Х. Флори, Е. Чейном и привела Е. Абрахом привела к выделению в чистом виде первого антибиотика пенициллина, открывшего эру антибиотиков. Любопытно, что лечебные свойства зеленой плесени были известны много раньше и в народной, и в научной медицине. Так, отечественный дерматолог А.Г. Полотебнов о целебном действии зеленой плесени писал еще в 1871-1872 годах.

За пенициллином последовало получение стрептомицина, тетрациклинов, эритромицина и других антибиотиков. В 60-е годы появились первые полусинтетические, а затем и синтетические антибиотики. В связи с таким разнообразием источников получения утратило точность классическое определение создателя стрептомицина З. Ваксмана, согласно которому антибиотики - это вещества, образуемые микроорганизмами и обладающие антимикробными свойствами. Несмотря на обилие формулировок, общепринятого определения сейчас нет. Считается, что антибиотики - небелковые вещества изначально природного происхождения с хотя бы относительной специфичностью повреждающего действия на микробную клетку. Имеются антибактериальные препараты, например, фторхинолоны, которые по действию и применению ничем не отличаются от антибиотиков, но поскольку их химическая структура не воспроизводит природные вещества, они формально к антибиотикам не относятся. Антибиотики, продуцируемые растениями, называются фитонцидами.

В медицине используют несколько десятков антибиотиков разных групп: в-лактамы (пенициллины, цефалоспорины), макролиды (эритромицины, олеандомицин, азитромицин), аминогликозиды (гентамицин, амикацин), тетрациклины, линкосамиды (линкомицин, клиндамицин), гликопептиды (ванкомицин, ристомицин), амфинеколы (левомицитин), рифамицины (римфампицин), противогрибковые (нистатин, леворин, амфотерицин В).

По разнообразию и показаниям к применению антибиотики занимают первое место среди продукции мировой фармацевтической промышленности. Сегодня известно более 6000 видов антибиотиков, более 100 из которых находят применение в медицинской практике. Объем мирового рынка антибиотиков увеличивается на 10-12% в год и составляет более 23 млрд. долларов.

В настоящее время актуальными являются вопросы о проверке качества лекарственных средств, а именно установление соответствия реального содержания активной формы в препарате с требованиями норм и стандартов Государственной Фармакопей. Получить ответы на эти вопросы можно посредством количественных химического и физико-химического анализов, поэтому данная курсовая работа посвящена исследованию количественного состава антибиотиков группы амфинеколов на примере левомицетина.

Объектом настоящего исследования является антибиотик левомицетин, а предметом - его количественный анализ.

Работа преследует своей целью определение количественного содержания активной формы на примере левомицетина по фармокопейной методике.

Для достижения поставленной цели необходимо выполнить несколько задач:

1. самостоятельно решить научную проблему на основании проработки научно-технической литературы;

2. освоить методику экспериментального определения количественного состава препарата двумя методами: химическим - нитритометрией и физическим - спектрофотометрией;

1. Описание и основные характеристики препарата

Левомицетин (Laevomycetinum).

D-(-)-трео-1-пара-Нитрофенил-2-дихлорацетил-амино-пропандиол-1,3:

Синонимы: Хлорамфеникол, Хлороцид, Alficetin, Berlicetin, Biophenicol, Chemicetin, Chloramphenicol, Clornitromycin, Chlorocyclina, Chloromycetin, Chloronitrin, Chloroptic, Clobinecol, Detreomycina, Halomycetin, Leucomycin, Paraxin, Synthomycetin, Tifomycetin, Typhomycin и др.

Белый или белый со слабым желтовато-зелёным оттенком кристаллический порошок, горький на вкус. Мало растворим в воде, легко - в спирте.

Природный аналог левомицетина хлорамфеникол является продуктом жизнедеятельности микроорганизмов Streptomyces venezuelae. Левомицетин получают в основном синтетическим путём.

Антибиотик широкого спектра действия. Эффективен в отношении многих грамположительных и грамотрицательных бактерий, анаэробов, риккетсий, спирохет и некоторых крупных вирусов (возбудителей трахомы, пситтакоза, пахового лимфогранулематоза и др.). Действует на штаммы бактерий, резистентные к пенициллину, стрептомицину, сульфаниламидам. Слабоактивен в отношении кислото-устойчивых бактерий, синегнойной палочки, клостридий и простейших.

В обычных дозах оказывает бактериостатическое действие. Механизм антимикробного действия связан с нарушением синтеза белков микроорганизмов.

Лекарственная устойчивость к препарату развивается относительно медленно, при этом, как правило, перекрёстной устойчивости к другим химиотерапевтическим средствам не возникает.

При приёме внутрь быстро всасывается, биодоступность составляет 75 -90%. С_мах - 2-3 ч, терапевтическая концентрация в крови поддерживается в течение 4-5 ч. Хорошо проникает в органы и жидкости организма, а также через гематоэнцефалический и плацентарный барьеры, обнаруживается в материнском молоке. Терапевтические концентрации левомицетина при применении внутрь или местно создаются в стекловидном теле, роговице, радужной оболочке, водянистой влаге глаза; в хрусталик препарат не проникает; подвергается биотрансформации в печени и кишечнике, выводится в основном с мочой главным образом в виде неактивных метаболитов, частично - с желчью.

Применяют при брюшном и сыпном тифе, паратифах, дизентерии, генерализованной форме сальмонеллёза, бруцеллёзе, коклюше, туляреми, менингите, сибирской язве, риккетсизах, газовой гангрене, абсцессах головного мозга, пневмонии, сепсисе, остеомиелите, инфекциях органов малого таза, хламидиозе. При инфекционных процессах иной этиологии, вызванных возбудителями, чувствительными к действию левомицетина, препарат показан в случае неэффективности других химиотерапевтических средств.

Используют также местно для профилактики и лечения инфекционных заболеваний глаз и кожи, при наружном отите.

Назначают внутрь в виде таблеток и капсул (обычно за 30 мин до еды, в случае тошноты или рвоте - через час после еды), местно - в виде растворов и мазей.

Разовая доза для взрослых 0,25 - 0,5 г, суточная 2,0 г. В особо тяжёлых случаях (брюшной тиф и др.) можно назначать препарат в дозе до 4,0 г в сутки (под строгим наблюдением врача и контролем за состоянием крови и функцией почек).

Разовая доза для детей до 3 лет 10 -15 мг/кг, от 3 до 8 лет - 0,15 - 0,2 г, старше 8 лет - 0,2 -0,3г; принимают 3 - 4 раза в сутки.

Таблетки пролонгированного действия назначают только взрослым: в первые дни болезни по1,3 г (2 таблетки) 2 раза в день, после нормализации температуры тела по 0,65г (1 таблетка) 2 раза в день.

Курс лечения 7 -10 дней. По показаниям его можно продлить до 2 недель при хорошей переносимости и отсутствии изменений в кроветворной системе.

Местно левомицетин применяют в виде 1 -5% линимента и 0,25 -5% спиртового раствора для лечения трахомы, гнойничковых поражений кожи, фурункулёза, ожогов, трещин и т.п. Повязки с линиментом назначают при гнойной раневой инфекции.

При лечении конъюнктивитов, кератитов, блефаритов и трахомы используют 1% линимент или 0,25% водный раствор (глазные капли).

При применении левомицетина в отдельных случаях наблюдаются диспептические явления (тошнота, рвота, жидкий стул), раздражение слизистых оболочек рта, зева, кожная сыпь, дерматиты, сыпь и раздражение вокруг заднего прохода и др.

Побочные действия

Следует учитывать, что препарат может оказывать токсическое влияние на кроветворную систему (ретикулоцитопения, гранулоцитопения, иногда уменьшение числа эритроцитов). В отдельных случаях вероятна апластическая анемия. Тяжёлые осложнения со стороны кроветворной системы чаще связаны с применением левомицетина в больших дозах. Наиболее чувствительны к препарату дети раннего возраста. В больших дозах левомицетин может также вызывать психомоторные расстройства, спутанность сознания, зрительные и слуховые галлюцинации, снижение остроты слуха и зрения.

Применение препарата иногда сопровождается подавлением микрофлоры кишечника, развитием дисбактериоза, вторичной грибковой инфекции.

При использовании левомицетина в виде глазных капель и мазей возможны местные аллергических реакции.

Лечение препаратом следует проводить под контролем картины крови и функционального состояния печени и почек больного.

Противопоказания

Не допускается необоснованное назначение и применение левомицетина при лёгких формах инфекционных процессов, особенно в детской практике.

Не следует назначать препарат при острых респираторных заболеваниях, ангинах и с профилактической целью.

Левомицетин не принимают вместе с препаратами, угнетающими кроветворение (сульфаниламиды, производные пиразолона, цитостатики).

Являясь ингибитором цитохрома Р-450 печени, левомицетин может замедлять метаболизм (и элиминацию) и повышать уровень в крови дифенина, неодикумарина, толбутамида, хлорпропамида, барбитуратов.

Противопоказан при угнетении кроветворения, псориазе, экземе, грибковых поражениях кожи, при беременности и новорожденным.

Формы выпуска: таблетки по 0,25 и 0,5 г; таблетки ретард по 0,65 г (двуслойные, наружный слой - 0,25 г левомицетина, внутренний -0,4г); капсулы по 0,1; 0,25 и 0,5 г; 0,25%; 1%; 3% и 5% спиртовые растворы для наружного применения во флаконах по 25 и 40 мл; 0,25% раствор (глазные капли) во флаконах по 5 10 мл; 1%; 2,5% и 5% линимент в тубах по 25 и 30 г и 2,5% - в банках по 25 и 60 г.

Для наружного применения в качестве антисептического средства выпускается также раствор, содержащий левомицетина 2,5 г, кислоты борной 1 г, 70% спирта этилового до 100 мл.

Хранение: список Б.

Статьи Государственной Фармакопеи

Статья 371 по ГФ Х.

Левомицетин (Laevomycetinum)

Chloramphenicolum

D-(-)-трео-1-n-Нитрофенил-2-дихлорацетиламинопропандиол-1,3

C₁₁H₁₂Cl₂N₂O₅

Описание.

Белый или белый со слабым желтовато-зеленоватым оттенком кристаллический порошок без запаха, горького вкуса.

Растворимость.

Мало растворим в воде, легко растворим в 95% спирте, растворим в этилацетате, практически нерастворим в хлороформе.

Подлинность.

К 0,1 г препарата прибавляют 5 мл раствора Едкого натра и нагревают; появляется желтое окрашивание, переходящее при дальнейшем нагревании в красно-оранжевое. При кипячении этого раствора окраска усиливается, выделяется кирпично-красный осадок и появляется запах аммиака. Фильтрат после подкисления азотной кислотой дает характерную реакцию на хлориды.

Раствор препарата в 95% спирте вращает плоскость поляризации вправо, в этилацетате -- влево.

Температура плавления 149--153°.

Удельное вращение от +18° до +21° (5% раствор в 95% спирте).

Удельный показатель поглощения от 290 до 305 при длине волны 278 нм (0,002% водный раствор).

Кислотность.

К 1 г препарата прибавляют 2 мл нейтрализованного по фенолфталеину спирта, хорошо перемешивают в течение 1 минуты и фильтруют. Фильтрат после прибавления 2 капель раствора фенолфталеина и 0,05 мл 0,1 н. раствора едкого натра должен окраситься в розовый цвет, не исчезающий в течение 3 минут.

Хлориды.

0,3 г препарата взбалтывают в течение 1 минуты с 15 мл воды и фильтруют 10 мл фильтрата должны выдерживать испытание на хлориды (не более 0,01% в препарате).

Сульфатная зола и тяжелые металлы.

Сульфатная зола из 0,5 г препарата не должна превышать 0,1% и должна выдерживать испытание на тяжелые металлы (не более 0,001% в препарате).

Количественное определение.

Около 0,5 г препарата (точная навеска) помещают в коническую колбу емкостью 200--250 мл, прибавляют 20 мл концентрированной соляной кислоты и осторожно, небольшими порциями, 5 г цинковой пыли. Затем прибавляют еще 10 мл концентрированной соляной кислоты, обмыва стенки колбы, и после полного растворения цинковой пыли (можно подогреть), раствор количественно переносят в стакан для диазотирования, охлаждаемый льдом; прибавляют 3 г бромида калия и медленно титруют 0,1 молярным раствором нитрита натрия. Титрование считают законченным, когда капля жидкости, взятая через 3 минуты после прибавления раствора нитрита натрия, будет вызывать немедленное посинение йодкрахмальной бумаги.

1мл 0,1 моль раствора нитрита натрия соответствует 0,03231 г

C₁₁H₁₂Cl₂N₂O₅, которого в препарате должно быть не менее 98,5%.

Хранение.

Список Б. В хорошо укупоренных банках оранжевого стекла.

Высшая разовая доза внутрь 1,0 г.

Высшая суточная доза внутрь 4,0 г.

Антибиотик.

Статья 372 по ГФ Х.

Таблетки левомицетина 0,1 г., 0,25 г. или 0,5 г. (Tabulettae Laevomycetinum 0,1; 0,25 aut 0,5)

Состав на одну таблетку.

Левомицетина___________________0,1 г, 0,25 г или 0,5г

Вспомогательных веществ_________достаточное количество.

Описание.

Таблетки белого цвета или белого со слабым желтоватым оттенком.

Подлинность.

0,1 г порошка растертых таблеток дает первую реакцию подлинности, указанную в статье «Laevomycetinum».

Количественное определение.

Около 0,12 г (точная навеска) порошка растертых таблеток помещают в мерную колбу емкостью 1 л, прибавляют при перемешивании 500 мл воды, слегка нагревают, доводят объем раствора водой до метки, хорошо перемешивают и дают раствору отстояться. 10 мл прозрачного раствора переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, доводят объем раствора водой до метки и измеряют оптическую плотность полученного раствора на спектрофотометре при длине волны 278 нм в кювете с толщиной слоя 1 см.

Содержание левомицетина в одной таблетке в граммах (X) вычисляют по формуле:

Где D - оптическая плотность испытуемого раствора;

а - навеска в граммах;

б - средний вес таблетки в граммах;

298 - удельный показатель поглащения левомицетина при длине волны 278 нм.

Содержание C₁₁H₁₂Cl₂N₂O₅ соответственно должно быть 0,095 - 0,105 г, 0,238 - 0,262 г или 0,475 - 0,525 г, считая на средний вес одной таблетки.

Хранение.

Список Б. В защищенном от света месте.

2. Количественный анализ препарата методом нитритометрии

левомицетин препарат показание антибиотик

ТМА основан на установлении количества растворенного реагента, затраченного на реакцию с определяемым веществом, содержащимся в растворе анализируемой пробы. Аналитическим сигналом (измеряемой физической величиной) в ТМА является объём (или масса) раствора одного из реагентов, участвующих в реакции титрования.

Первоначально при проведении ТМА измеряли объём раствора и метод называли объёмным анализом (объёмный вариант ТМА и сейчас наиболее распространен в аналитической практике). Объём растворов зависит от температуры, поэтому при более точных определениях стали измерять массу раствора и для метода предложили более общее название - титриметрический. Это название произошло от термина «титр», означающего форму выражения концентрации раствора. Следовательно, титриметрия в буквальном смысле означает измерения титра (концентрации) раствора.

Раствор реагента с точно известной концентрацией (титром), используемый для титрования, называют стандартным (титрованным) раствором или титрантом, определяемое вещество называют ещё титруемым веществом или аналитом. Реакцию, протекающую при титровании, называют рекцией титрования. Процедура титрования заключается в том, что к раствору определяемого вещества из измерительного сосуда (бюретки) постепенно (вначале тонкой струей, а вблизи завершения реакции - по каплям) прибавляют титрант до тех пор, пока количество его не станет химически эквивалентным количеству определяемого вещества. Момент стехиометрического завершения реакции титрования называют точкой эквивалентности (ТЭ). На практике ТЭ регистрируют по изменению какого- либо свойства титруемой системы (окраски реагирующих веществ, специально введённого индикатора, электродного потенциала, электропроводности и др.). Регистрируемый визуально или с помощью прибора момент резкого изменения наблюдаемого параметра называют конечной точкой титрования (именно по этой точке устанавливают объём раствора титранта или аналита, затраченной на титрование из бюретки). Конечная точка титрования (КТТ) не всегда совпадает с ТЭ. Разность количества титранта или аналита, соответствующих КТТ и ТЭ, обусловливает так называемую индикаторную ошибку титрования. Если

ошибка существенна, то вводят поправку, определённую расчётным методом либо по результатам титрования проб стандартных образцов.

Теоретические основы метода

Нитритометрия - метод объемного анализа, при котором в качестве реактива для титрования используется раствор нитрита натрия.

Применяется главным образом для количественного определения препаратов, содержащих первичную или вторичную ароматическую аминогруппу, а так же нитрогруппу, которую предварительно переводят в аминогруппу путем восстановления. Этот метод может быть так же использован для определения гидразидов и других соединений.

Нитритометрическое титрование - метод количественного определения веществ, имеющих аминогруппу, с использованием титранта 0,1 моль нитрита натрия (NaN0₂). При этом происходит реакция диазотирования, которая проходит количественно, по следующему механизму:

R- NH₂ + NaN0₂+2HCl >[R - N⁺ ?N]Сl^- + 2H₂0 + NaCl

Зная, что нитрит натрия в кислой среде разлагается: 2NaN0₂ + H₂S0₄ > NO^+N0₂ ^ +Na₂S0₄, то стандартизацию проводят методом обратного титрования. Сначала проводят стандартизацию раствора перманганата калия по первичному стандарту оксалата натрия:

Na₂C₂0₄ + КМnO₄ + H₂S0₄ > MnS0₄ + С0₂ ^

С₂0₄^2- -2е^- > 2С0₂°

Затем стандартизуют раствор нитрита натрия по раствору перманганата калия.

Сущность метода: метод основан на полуреакции, протекающей в кислой среде: NO₂^- + е^- + 2Н⁺ = NO + H₂0; Стандартный окислительно-восстановительный потенциал редокс-пары N0₂ /NO при комнатной температуре равен +1,2В. Реальный окислительно-восстановительный потенциал этой редокс-пары увеличивается с ростом концентрации ионов водорода: E = l,2 + lg([NO₂^-¦H⁺]/[NO]), поэтому с повышением кислотности среды окислительные свойства нитрит-иона возрастают.

Методика проведения анализа

Стандартизация раствора перманганата калия по первичному стандарту.

Приготовление раствора титранта.

Беру навеску оксалата натрия 0,1 н. разбавляю в 200 мл воды.

m₍Na₂C₂O₄₎ = N Ч V Ч Э₍Na₂C₂O₄₎ = 0,1000Ч200,00Ч67,00Ч10^-3 = 1,34г

m_нав.= 1,3406г

С₍Na₂C₂O₄₎ = г/моль

В колбу для титрования отбираем аликвоту 20 мл раствора оксалата натрия, добавляем 2Н раствор серной кислоты и 70мл горячей воды. Из бюретки сразу добавляем 10мл раствора перманганата калия, исследуемый раствор обесцветится, и затем медленно титруем до появления слабо-розовой окраски, фиксируем объем раствора перманганата калия, пошедший на титрование:

Рассчитываем концентрацию раствора перманганата калия.

 г/моль

Вычисляем среднюю концентрацию раствора перманганата калия.

Стандартизация раствора нитрита натрия по раствору перманганата калия

Исходный раствор нитрита натрия - 0,2 н. Необходимо приготовить 500мл 0,1н раствора нитрита натрия. Рассчитаем объем необходимого исходного раствора для приготовления требуемого:

V₁ЧC₁ = V₂ЧC₂

V₁ =

В колбу наливаем 250мл 0,2н раствора нитрита натрия и 250мл воды. Стандартизацию раствора проводим методом обратного титрования. В колбу для титрования наливаем 30мл раствора перманганата калия из бюретки, добавляем 20мл раствора серной кислоты, 10мл раствора нитрита натрия перемешиваем, добавляем 25мл оксалата натрия, 70мл горячей воды и титруем до появления бледно-розовой окраски. Замеряем объем перманганата калия, пошедший на титрование:

V₁=13,72мл, V₂=13,29мл, V₃=14,49, V₄=14,72мл, V₅=13,35мл

Вычисляем концентрацию раствора нитрита натрия по формуле

г/моль

C₁₌0,1924 моль/мл, C₂₌0,1880 моль/мл, C₃₌0,2002моль/мл,

C₄₌0,2025 моль/мл, C₅₌0,1887 моль/мл,

С_ср=0,1944моль/мл

Экспериментальные данные и обработка полученных результатов

Беру пять навесок порошка левомицетина (предварительно растёртые в ступке 20 таблеток):

m₁ = 0,5003г. mІ = 0,5004г.

mі =0,5000г. m₄ =0,5007г.

m₅ =0,5001г.

Около 0,5 г препарата (точная навеска) помещаю в коническую колбу емкостью 200--250 мл, прибавляю 20 мл концентрированной соляной кислоты и осторожно, небольшими порциями, 5 г цинковой пыли. Затем прибавляют еще 10 мл концентрированной соляной кислоты, обмывая стенки колбы, и после полного растворения цинковой пыли (можно подогреть), раствор количественно переношу в стакан для диазотирования, охлаждаемый льдом; прибавляют 3 г бромида калия и медленно титрую 0,1 н раствором нитрита натрия. Титрование считаю законченным, когда капля жидкости, взятая через 3 минуты после прибавления раствора нитрита натрия, будет вызывать немедленное посинение йодкрахмальной бумаги.

Замеряю объемы раствора нитрита натрия, пошедшего на титрование:

V₁=14,60мл; V₂=14,40мл;

V₃=14,80мл. V₄=14,75мл;

V₅=15,00 мл;

Рассчитаю массу и массовую долю левомицетина в таблетках:

= 14,60Ч0,1Ч323Ч10^-3=0,4711г.

= 94,16%

= 14,40Ч0,1Ч323Ч10^-3 = 0,4651г.

= 92,94%

= 14,80Ч0,1Ч323Ч10^-3 =0,4780г.

= 95,6%

= 14,75Ч0,1Ч323Ч10^-3 = 0,4764г.

= 95,1%

= 15,00Ч0,1Ч323Ч10^-3 = 0,4845г.

= 96,88%

Вычислю среднюю массу и массовую долю левомицетина:

= 0,4750г.

= 94,9%

Статистическая обработка результатов анализа

Выявляю грубые погрешности используя Q-критерий

Х₁=92,94, Х₂=94,16, Х₃=95,1, Х₄=95,6, Х₅=96,88

Q_таб.=0,73

Q_расч.< Q_таб. значит грубых промахов нет

Среднее арифметическое

= 94,9%

Определю стандартное отклонение S - характеристику рассеянности вариантов относительно среднего.

Доверительная вероятность Р - вероятность нахождения действительного значения определяемой величины в пределах доверительного интервала. В фармацевтическом анализе при контроле качества лекарственных препаратов доверительную вероятность чаще всего принимают равной P=0,95=95%. По таблице выбираем t - коэффициент Стьюдента, зависящий от Р и n.

При Р=95% и п=5 коэффициент Стьюдента будет равен t=2,78

Определю доверительный интервал для среднего

левомицетин препарат показание антибиотик

записываю результат: щ_{левомицетина} = (95 ± 2)%

Размещено на Allbest.ru