Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 1
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1. Arzneistoff: Acetylcystein Indikation: - Mukolytikum - Antidot bei Paracetamolintoxikation Chemische Struktur: - (2R)-2-Acetylamino-3-mercaptopropansäure - N-Acetylcystein Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - freie Sulfhydrylgruppe reduziert Disulfidbrücken zwischen Mukoproteinen
Folge: Depolymerisation des Schleims, Viskosität des Schleims nimmt ab, Abhusten wird erleichtert - stellt Körper Cystein zur Verfügung (wichtig bei Glutathion-Mangel) - antioxidativ, Radikalfänger Biotransformation: - geringe orale Bioverfügbarkeit (10%) - Verteilung in Leber, Niere, Lunge - Metabolismus: schnelle Diacetylierung in Leber Cystein und Cystin entstehen
HS OH
O
HN H
H3C O
N-Acetylcystein
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 2
Seite 2
zu Acetylcystein: Nasschemische Analytik: - unangenehmer Geruch & Geschmack (ACC 600® Brausetabletten) - leicht löslich in Wasser u. Alkohol, keine Färbung - Löslich in NaOH, keine Färbung - löslich in HNO3, rosa-rote Färbung - unlöslich in H2SO4, keine Färbung - Mandelin: gelb grün hellblau - Marquis: keine Reaktion - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. Gehalt: 0,140 g Substanz werden in 60 ml Wasser gelöst und mit 10 ml verd. HCl versetzt. Nach Abkühlen in Wasser-Eis-Mischung wird 10 ml KI-Lösung zugegeben und anschliessend unter Zusatz von 1 ml Stärke-Lösung mit Iod-Lösung (0,05mol/l) titriert. Hierbei wird die Thiol-Gruppe zum Disulfid oxidiert, gleichzeitig wird das I2 so lange reduziert, wie noch freie SH-Gruppen vorhanden sind. Ab dem Äquivalenzpunkt wird das Iod nicht mehr verbraucht, was durch die Blaufärbung des Iod-Stärke-Komplexes erkennbar ist.
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Seite 3
2. Arzneistoff: Acetylsalicylsäure Indikation: - Schmerzen - Fieber - akute und chronische Entzündungen - Thrombose-/Embolieprophylaxe - Prävention zerebraler Durchblutungsstörungen - KHK incl. akutem Koronarsyndrom u. Prävention Wirkmechanismus: - Acetylierung des Serin 530 im aktiven COX-Zentrum. Chemische Struktur: - 2-Acetoxybenzoesäure Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - irreversible Hemmung der Cyclooxygenase durch Acetylierung des Ser530 im aktiven Zentrum der COX
Acetylsalicylsäure
O
O CH3
O
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 4
Seite 4
zu Acetylsalicylsäure Biotransformation: - ASS wird im Organismus rasch in Salicylsäure und Essigsäure gespalten - Leber: Konjugation von SS mit Glycin oder Glucuronsäure oder Ringhydroxylierung - Ausscheidung: renal pH-abhängig, d.h. 5-10% bei saurem Urin (gute tubuläre Rückresorption) bis 85% bei alkalischem Urin Nasschemische Analytik: - Sprühreagenz: Cromocresol grünlich gelb - farblose, kristalline Substanz - schwer löslich in Wasser, Säuren - leicht löslich in Ethanol 96%, Alkalilauge - Identität: SS entsteht durch Verseifung bei Aufkochen von ASS mit verd.NaOH Violettfärbung mit Eisen(III)chlorid - Geruch nach Ethylacetat nach Erwärmen mit 2ml EtOH+2 ml konz. Schwefelsäure - ASS + konz. Schwefelsäure: hellgelbe Färbung - Froehde-Reaktion : Blauviolett - Mandelin-Reaktion: Olivgrün - Marquis-Reaktion: Rosa
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 5
Seite 5
zu Acetylsalicylsäure Gehalt: 1,000g Substanz wird in einem Erlenmeyerkolben in 10 ml EtOH 96% R gelöst. Nach Zusatz von 50,0 ml NaOH-Lösung (0,5 mol/l) wird der Kolben verschlossen und 1h lang stehen gelassen. Nach Zusatz von 0,2 ml Phenolphthalein-Lösung R wird mit Salzsäure (0,5 mol/l) titriert. Eine Blindtitration wird durchgeführt. 1ml NaOH-Lösung (0,5 mol/l) entspricht 45,04 mg ASS Synthese:
Kolbe-Schmitt-Synthese
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Seite 6
3. Arzneistoff: Alendronsäure Indikation: - Postmenopausale Osteoporose Chemische Struktur: - Bisphosphonat, stickstoffhaltig Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - hemmt mit Pyrophosphat-ähnlicher P-C-P-Struktur verschiedene Proteine in Osteoklasten, die diese Bindung nicht hydrolysieren können
keine Resorption der Knochensubstanz durch Osteoklasten, keine Calcium-Freisetzung aus Knochen Biotransformation: - nur geringe intestinale Resorption bei oraler Einnahme (0,5-1%) - kurze HWZ im Blut (bis 2h) - 50% des aufgenommenen WS werden in Knochen eingebaut (HWZ dort 10 Jahre) - 50% des aufgenommenen WS werden fast vollständig unverändert renal eliminiert. Nasschemische Analytik: primäres aliphatisches Amin: Folins Reagenz oder Ehrlichs Reagenz Fällung des Calciumsalzes mit CaCl2 als Phosphonat Gehalt: HPLC im Vergleich zum Standard in einer Mischung aus Natriumcitrat x 2 H2O und Natriumhydrogenphosphat, mobile Phase: Acetonitril / Methanol
Alendronsäure
HOP P
OH
OH OH
NH2
HO
O O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 7
Seite 7
4. Arzneistoff: Allopurinol Indikation: - Urikostatikum zur Reduktion der Harnsäurebildung und damit Mittel der Wahl zur Dauerbehandlung der manifesten Gicht - Ferner zur Auflösung von Harnsäuresteinen, sowie zur Verhinderung der Bildung von Harnsäure- und Calciumoxalatsteinen. Chemische Struktur: 1H-Pyrazolo[3,4-d]pyrimidin-4-ol Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Hemmer der Xanthinoxidase - Aufgrund der Ähnlichkeit (Strukturanalogon) zu Hypoxanthin bindet Allopurinol an die Xanthinoxidase. Diese wird in niedrigen Konzentrationen kompetitiv, in höheren Konzentrationen nicht kompetitiv gehemmt. Dadurch kommt es zu einem verminderten Abbau des Hypoxanthins zu Harnsäure und zur Akkumulation von Hypoxanthin und Xanthin, die besser wasserlöslich sind und renal eliminiert werden. Biotransformation: - Nach rascher Resorption erfolgt die Oxidation des Allopurinols durch Xanthinoxidase zu Oxipurinol. Oxipurinol ist ein ebenfalls aktiver und lang wirksamer Metabolit. - In geringen Mengen wird auch Allopurinol-Ribunucleotid gebildet. - Nach oraler Gabe werden 10% unverändert, etwa 70% als Oxipurinol renal und der Rest über die Fäces eliminiert. Nasschemische Analytik: - Beim Erhitzen einer Allopurinol-Lösung mit Nesslers-Reagenz (HgI2 und KI werden frisch gemischt, es entsteht K2[HgI4]) entwickelt sich ein gelber Niederschlag - Beim Versetzen mit Silbernitrat-Lösung entsteht eine weiße Fällung - Kupplungsreaktion mit diazotierter Sulfanilsäure: orangebraun - Farbkomplex mit Kupfersulfat-Lösung: grünblau Gehalt: - Quantitative HPLC-Analyse (lt. PhEur) - Andere Bestimmungsmethoden:
• Titration als einbasige Säure mit 0,1 M- Tetrabutylammoniumhydroxid-Lösung unter potentiometrischer Endpunktanzeige • in DMSO mit propanolischer Kaliumhydroxid-Lösung gegen Azoviolett • Titration in Dimethylformamid mit 0,1N ethanolischer NaOH gegen Thymolblau bis zum Farbumschlag nach blau
Allopurinol
N
N NH
N
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 8
Seite 8
zu Allopurinol Synthese:
bzw. 4 (D) – 5-Aminopyrazol-4-carbonsäureethylester 11(A) – 5-Amino-1H-pyrazol-4-carboxamid 14 – Formamid 15 – Allopurinol
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 9
Seite 9
5. Arzneistoff: Amantadin, Amantadin HCl Indikation: - Parkinson-Syndrom, medikamentös-induzierte extrapyramidale Symptomatik - Alzheimer Krankheit - Prophylaxe gegen Influenza A Chemische Struktur: - Adamantan-Derivat, primäres Amin Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - lipophiler Teil ZNS-Gängigkeit Biotransformation: - keine Metabolisierung - Ausscheidung 90% renal
NH2
Amantadin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 10
Seite 10
zu Amantadin Nasschemische Analytik: (des Hydrochlorids) - leicht löslich in Wasser und EtOH - Zugabe Pyridin und Acetanhydrid, Erhitzen
Lösung in verd. HCl gießen, Abkühlen NS waschen, trocknen NS schmilzt bei 147-151 Grad
- mit 0,1 M HCl und Natriumnitrit: weißer NS - 0,2 g Substanz in 1 ml 0,1 molarer HCl lösen
1 ml 50 %-ige Natriumnitritlösung zugeben, das Nitrosyl-Kation entsteht; Diazotierung des Amins erfolgt, danach Hydrolyse des Diazomiumadamantans; weißer Niederschlag des Adamantanols fällt aus:
NH2
+ NO+
- H2O
N2+
+H2O
- H+
OH
- Identitätsreaktion auf Chlorid - Vanillin-Schwefelsäure: leicht entfärbt - Dragendorff: schwach orange - konz. Salpetersäure: gelb - konz. Schwefelsäure: Gasentwicklung - Ehrlichs Reagenz: pos. Reaktion auf primäre Amine - Folins Reagenz: pos. Reaktion auf primäre Amine Gehalt: - Substanz mit HCl und EtOH lösen - Titration mit 0,1M NaOH Potentiometrie
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 11
Seite 11
6. Arzneistoff: Ambroxolhydrochlorid
Indikation: - Sekretolyse bei bronchiopulmonalen Erkrankungen mit Störung der Schleimbildung/Schleimtransport Chemische Struktur: - N-(2-Amino-3,5-dibrombenzyl)-4-hydroxycyclohexanammoniumchlorid - Primäres arom. Amin, Sekundäres Amin, Alkohol, Halogen Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Biotransformation: 90% in Form von Metaboliten, renal. Ambroxol ist ein Metabolit von Bromhexin:
N H
H
HBr
NH2
Br
CH3
Bromhexin
NH2
+OH
H
H
BrNH2
Br Cl-
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 12
Seite 12
zu Ambroxol-Hydrochlorid Nasschemische Analytik: - Diazo-Kupplung: Gelber NS und rotbraune Lösung - Nachweis von Aldehyden: Rosa - Vitali-Morin: Rotbraun - Konz. Salpetersäure: Gelb - Mandelin: Orangebraun, verblassen (bzw. Hydrochlorid: hellgrün) - Vanillin-H2SO4: gelblich - Ehrlich-Reagenz: braungelb - Dragendorff: orange - K-Permanganat: gelb - Simon-Awe-Reaktion auf sekundäre Amine mit Acetaldehyd und Nitroprussid-Natrium: positiv, farbiger Eisenkomplex Gehalt: - Titration mit 0,1M Natriumnitrit-Lsg. Gegen 1ml Tropaeolin 00
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 13
Seite 13
7. Arzneistoff: Amiodaron Indikation: - Dauertherapie: therapieresistente supraventrikuläre und ventrikuläre Herzrhythmusstörungen - Akuttherapie (i.v.) ventrikuläre und supraventrikuläre Tachykardie, therapierefraktäres Kammerflimmern Chemische Struktur: - Benzofuran-Derivat (s. auch Benzbromaron) - Iod - Ketofunktion - tert. Amin - Etherstruktur Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - substituiertes aromat. System und ein basischer, bei physiol. pH protonierbarer N sind über eine in der Länge und im Substitutionsmuster variable Kette miteinander verbunden Biotransformation: - N-Desethylierung liefert aktiven Metaboliten - Deiodierung Nasschemische Analytik: - Identitätsreaktion auf Chlorid - Chen-Kao-Reaktion auf Ethanolamine positiv - Nachweis des tertiären Amins mit Dragendorff-Reagentz - Ketofuktion durch Bildung des Hydrazons mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin - IR Gehalt: - Lösen in HCl undEtOH, Titration mit NaOH, Potentiometrische Indizierung des Endpunktes
Amiodaron
OCH3
OO
N CH3
I
I
CH3
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 14
Seite 14
8. Arzneistoff: Amitriptylin - HCl Indikation: - tricyclisches Antidepressivum bei endogenen Depressionen mit Erregung Chemische Struktur: - Dibenzocycloheptadien - tert. Amin Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - basische Funktion in der Seitenkette, die mit dem Dibenzocycloheptadien-Ringsystem über eine exozyklische DOBI verknüpft ist Biotransformation: - Metabolismus hauptsächlich in der Leber - N-Demethylierung (CYP3A4) Hauptmetabolit Nortriptylin (pharmakologisch aktiv) - Hydroxylierung (von Amitriptylin und Nortriptylin) entstandene 10-Hydroxymetabolite (ca. Hälfte der pharmakol. Aktivität von Amitriptylin) Nasschemische Analytik: - Farbreaktion: behandeln mit 10%iger H2SO4 mit KMnO4 Permanganat Farbe verschwindet; ein entstandener brauner NS wird dann in H2O gelöst. Nach Zusatz von NH3 und Chloroform färbt sich die Chloroform-Phase violett - als tert. Amin setzt sich A. nicht mit Chinhydron-Lsg zu einem farbigen Aminochinon um (Nortriptylin ergibt rote Färbung) - Helch-Rkt. positiv. Bildung eines Toluol-löslichen blauvioletten Farbkomplexes nach versetzen miot H2SO4, H2O2 und Kaliumdichromat-Lösung - Entfärbung von alk. KMnO4, hervorgerufen durch cis-Hydroxylierung der DOBI an C5 Gehalt: - Amitriptylin-1-HCl kann als einwertige Kationsäure mit NaOH (0,1 mol/l) in EtOH unter potentiometrischer Indizierung des Äquivalenzpunktes titriert werden
Amitriptylin
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 15
Seite 15
9. Arzneistoff: Amlodipin Indikation: Zur Behandlung des Bluthochdrucks bei chronisch stabiler Angina pectoris (Belastungsangina) Chemische Struktur: 1,4-Dihydropyridinderivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Amlodipin gehört zur 3. Generation der DHP-Derivate und zeigt daher verbesserte pharmakokinetische Eigenschaften. Wichtig hierbei sind Ester in Positionen 3 und 5, Dihydropyridin-Struktur, sowie der Cl-Substituent am aromatischen Ring. - Die basische Seitenkette an Position 2 ist dafür zuständig, dass der Stoff bei physiologischem pH als Kation vorliegt. Biotransformation: Der Stoff unterliegt einem hohen „First-Pass-Effekt“. Metabolite sind inaktiv und werden renal eliminiert.
Amlodipin
HNH3C
ONH2
OH3C
O CH3
OOCl
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 16
Seite 16
zu Amlodipin-HCl Nasschemische Analytik: - Ester: als Hydroxamsäure, ohne SOCl2 bereits positiv - primäres Amin: Ehrlichs Reagenz, Folins Reagenz - Chen-Kao-Reaktion positiv (Aminoethanol-Derivat) Gehalt: HPLC über Peakfläche Synthese:
OC2H5
Cl
O
O
+ OHN3 NaH OC2H5
O
O
O N3
+H3COOC
CH3 NH2
+CHO
Cl
CH3OH
NH
O
H3CO OCH3
OCl
CH3
ON3
NH
O
H3CO OCH3
OCl
CH3
ONH2
Zn/HCl oder
H2/Pd(CaCO3)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 17
Seite 17
10. Arzneistoff: Amoxicillin Indikation:
- Infektionen der oberen Atemwege (Sinusitis, Otitis media, Bronchitis) - Harnwegsinfektionen - Gallenwegsinfektionen
Chemische Struktur: (2S, 5R, 6R)-6-[[(2R)-2-Amino-2-(4-hydroxyphenyl)acetyl]amino]-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptan-2-carbonsäure Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - elektronegatives Heteroatom am α-C-Atom der Acyl-Funktion Säure-Stabilität ↑ - α-amino-benzyl-penicilline erweitertes Wirkspektrum (incl. Grampositive Keime) - p-Hydroxylierung am aromatischen Ring des Ampicillins Resorption nach oraler Einnahme ↑ Biotransformation: - im Wesentlichen unveränderte, renale Elimination - durch Spaltung des β-Lactamringes entsteht entsprechende Penicillosäure Nasschemische Analytik: - Formaldehyd/Schwefelsäure-Reaktion intensive Gelbfärbung - Ca. 10 mg Substanz in 2 ml Wasser lösen, 2 min. im Wasserbad erhitzen und während des Erhitzens mit 0,5 ml Millons Reagenz R versetzen rote Lösung und roter Niederschlag entsteht - Hydroxamsäure-Reaktion des β-Lactams durch Ringöffnung mit NH2OH - primäres Amin: Folins Reagenz - phenolische OH-Gruppe mit FeCl3 - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung.
Amoxicillin
NH
N
S
HOO CH3
CH3H
COO-O
+H3N H H
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 18
Seite 18
zu Amoxicillin Gehalt: - HPLC - Mercurimetrie: β-Lactamring durch alkalische Hydrolyse bei RT zu Penicillosäure spalten (im GG mit Penamaldsäure). (Freie primäre Aminogruppe mit Acetanhydrid acetylieren). Penamaldsäure in acetatgepufferter Lösung 15 Minuten bei 35-40 °C mit 0,02 M Quecksilber-(II)-nitratlösung unter Bildung eines Hg-Mercaptids titrieren (potentiometrischer Endpunkt). Synthese:
• Ausgangssubstanz: Natriumsalz von (R)- 4- Hydroxyphenglycin (1) • Zugabe von Acetessigsäuremethylester→ Überführung ins Enamin (2) • Zugabe von trocknem Aceton oder Dichlormethan • Überführung in das gemischte Anhydrid (3) mit Chlorkohlensäureethylester (R= OC2H5) oder Pivaloylchlorid (R= (CH3)3C) bei – 10 bis -15°C in
Gegenwart eines basischen Katalysators • Das Anhydrid setzt man mit 6- Aminopenicillansäure als Triethylaminsalz in Dichlormethan um→ man erhält das N- geschützte Amoxicillin(5) • Hydrolyse in verdünnter HCl (pH 1,5- 2,5) bei 0°C zu Amoxicillin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 19
Seite 19
11. Arzneistoff: Ascorbinsäure Indikation: - Therapie von Vitamin-C-Mangelkrankheiten Chemische Struktur: - (5R)-5-[(1S)-1,2-Dihydroxyethyl]-3,4-dihydroxyfuran-2(5H)-on Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Biotransformation: - unveränderte renale Eliminierung
Ascorbinsäure
O
HO OH
O
HOOH
H
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 20
Seite 20
zu Ascorbinsäure Nasschemische Analytik: - Silbernitrat-Lösung zu salpetersauren Lösung der Substanz geben grauer Niederschlag - Leicht löslich in Wasser, stark reduzierende Lösung: Fehling-Probe positiv bereits ohne Erhitzen, Reduktion von ammoniakalischer AgNO3-Lösung (Silberspiegel), Entfärbung von KMnO4-Lösung - pH-Wert der Prüflösung 2,1-2,6 - Ninhydrin-Reaktion: schwach rot - Eisen-(III)-chlorid-Reaktion: violett zwischen ph6 und pH 8 (evtl. Zusatz von 1 ml 10%iger methanolischer Pyridinlösung notwendig) - Zwikker-Reaktion: Schwach violett - Konz. HNO3: rot - Mandelin-Reaktion: lindgrün hellblau - Lösung von 5 mg Substanz in 5 ml Wasser entfärbt 10 ml Tillmanns Reagenz
Ebenso werden i.d. Kälte ammoniakalische Silbersalz-Lösungen, Fehlingsche Lsg, sowie Kaliumpermanganat-Lsg. reduziert Gehalt: - 0,150 g Substanz in einer Mischung von 10 ml Schwefelsäure 10% R und 80 ml kohlendioxidfreiem Wasser R lösen. Nach Zusatz von 1 ml Stärke-Lösung R wird mit 0,1 N-Iod-Lösung bis zur bleibenden Blauviolettfärbung titriert (1 ml 0,1-N-Iodlösung entspricht 8,81 mg Ascorbinsäure)
Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 21
Seite 21
12. Arzneistoff: Atropinsulfat Indikation: Parasympatholytikum - bradykarde Herzrhythmusstörungen - Alkylphosphat-Intoxikation - Mydriasis i.d. Ophthalmologie - Minderung vagaler Nebenwirkungen anderer Pharmaka Chemische Struktur: (1R,3R,5S)-8-Methyl-8-azabicyclo[3.2.1]oct-3-yl(2RS)-3-hydroxy-2-phenylpropanoat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Biotransformation: - bis zu 50 % innerhalb von 24 Std. unverändert renal eliminiert - Tropasäure nur geringfügig im Urin Nasschemische Analytik: - Vitali-Morin-Reaktion: blauviolett (Zugabe von rauchender Salpetersäure, bis zur Trockene eindampfen, Rückstand mit Aceton und methanolischer Kalilauge versetzen) Nitrierbare Aromaten bilden das Meisenheimer Salz - Mandelin-Reaktion: Braun hellgrün - Sulfat-Nachweis nit BaCl2 - Carbonsäureester: Hydroxamsäöure-Reaktion (ohne SOCl2) Gehalt: - Titration des Sulfats in wasserfreier Essigsäure mit Perchlorsäure-Maßlösung
SO42- + CH3COOH2
+ HSO4-+ CH3COOH
Atropin
N
O
O
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 22
Seite 22
13. Arzneistoff: Azithromycin Indikation: Azithromycin gehört zu den Makrolid-Antibiotika. In vitro und im Tierexp. wurde ein breites antibakterielles Spektrum beschrieben (H. influenzae, N. gonorrhoae, S. aureus, B. catarrhalis, Campylobacter und Legionella spp., E. coli, Salmonellen, Shigellen, Yersinia, Streptokokken). Insgesamt entspricht die antibakterielle Akt. etwa der von Erythromycin, jedoch erweitert auf E. coli, Salmonellen, Shigellen und Yersinia enterocolitica. Chemische Struktur: Makrolid-Antibiotikum - ((2R,3S,4R,5R,8R,10R,11R,12S,13S,14R)-13-[(2,6-Dideoxy-3-C-methyl-3-O-methyl-α-L-ribo-hexopyranosyl)oxy]-2-ethyl-3,4,10-trihydroxy-3,5,6,8,10,12,14- heptamethyl-11-[[3,4,6-trideoxy-3-(di-methylamino)-β-D-xylohexopyranolsyl]oxy]-1-oxa-6-aza-cylcopentadecan-15-on; - N-Methyl-11-aza-10-deoxo-10-dihydroerythromycin A; - 10-Dihydro-10-deoxo-11-methyl-11-azaerythromycin A; - 4''-Epi-9-Deoxo-9a-methyl-9a-aza-9a- homoerythromycin A) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - erhöhte Stabilität im Vergleich zu Erythromycin (Keine Spiroketal-Bildung möglich, da die Carbonylgruppe des Erythromycins nicht mehr exisiert.
O O
O-CladinoseDesosamin-O
HOO
HO OH
-H2OOO
O O
Erythromycin Spiroketal
N1
467
1013
HO
Azithromycin Nasschemische Analytik: - 5 mg Substanz werden mit 5 ml einer 0,02%igen Lsg. von Xanthydrol in HCl 36%/HAc 30% (1+99 (V/V)) versetzt. Beim Erhitzen der Lsg. auf dem Wasserbad entsteht eine Rotfärbung - Dragendorff: rot - Schmelzp.: 113 bis 115°C, 142°C (Zers.).
O O
OO
CH3
CH3OHOH
H3C
CH3HO CH3
N
H3C
H3C
H3C
O
O
OH
NH3C
H3C
H3C
OCh3
CH3
OHCH3
Azithromycin
CladinoseDesosamin
12
468
10 1114
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 23
Seite 23
zu Azithromycin Gehalt:
1. HPLC: Stationäre Phase: Supelcosil LC-18-DB; mobile Phase: 0,002 M Ammoniumphosphat Puffer (pH 9,0)/2-PrOH/CH3CN (15+25+60); Detektion: Photodiodenarray-Detektor 215 nm.
2. HPLC: Stationäre Phase: Nucleosil C-18; mobile Phase: s.1.; Detektion: Variabler Wellenlängendetektor 215 nm. 3. HPLC: Stationäre Phase: Nova-Pak C18; mobile Phase: 56 mM NaAc-Puffer/CH3CN/MeOH (56+50+4), pH mit HAc auf 7,0 eingestellt; Detektion:
elektrochem. bei +0,9 V gegen Ag/AgCl-Elektrode. Anmerkung: Die beschriebene HPLC-Methoden eignen sich zum gleichzeitigen Nachw. von Synthesevorstufen und evtl. auftretenden Abbauprodukten.
Synthese: Halbsynth. aus Erythromycin A: Ringerweiterung des Erythromycin A durch Beckmann-Umlagerung, anschl. katalytische Hydrierung mit H2/PtO2 in EtOH oder HAc unter Ringöffnung zum Azathromycin; N-Methylierung des Azathromycins in Position 11 mit HCHO/HCOOH nach Eschweiler-Clarke zum Azithromycin
O O
O-CladinoseDesosamin-O
HOO
HO OH1
467
1013
Erythromycin A
H2N-OH HON
HO
7
10HN
HO
OH
P-TSSN O
HO
7PtO2/H2
EtOH
NHOCHCl3
HCHO,HCOOH
Beckmann-Umlagerung Eschweiler-Clarke
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 24
Seite 24
14. Arzneistoff: Benserazid Indikation: - Peripherer DDC-Hemmer (Dopa-Decarboxylase-Hemmer; Produkt-Analogon) bei Morbus Parkinson: - Benserazid gehört zu den peripheren Decarboxylasehemmern → Carbidopa. - Es wird außerdem in Kombination mit der aromatischen Aminosäure Levodopa peroral zur Beh. des Morbus Parkinson sowie des postencephalitischen, toxischen oder arteriosklerotisch bedingten Parkinson-Syndroms verwendet. - Benserazid selbst hat keine direkten Effekte auf die Parkinson-Symptome, doch beeinflusst es die pharmakologischen Eig. von Levodopa signifikant. Levodopa ist ein "Prodrug", das als Aminosäure die Blut-Hirn-Schranke überwindet, um so seinen Wirkort zu erreichen. Die Wirkung kann nach Umwandlung in das pharmakologisch aktive Dopamin eintreten. Da Levodopa aber bereits extracerebral zu mehr als 70 % decarboxyliert wird, gelangen letzendlich weniger als 1 % einer peroralen Dos. in das Gehirn. Darüber hinaus ist das außerhalb des ZNS gebildete Dopamin für einen großen Teil der UW verantwortlich. Bei gleichzeitiger Gabe des peripheren Decarboxylasehemmers Benserazid läßt sich die vorzeitige Aktivierung von Levodopa außerhalb des ZNS nahezu vollständig verhindern. Chemische Struktur: Dopamin-Derivat bzw. Pyrogallol-Derivat ((RS)-Serin-[2'-(2,3,4-trihydroxybenzyl)-hydrazid]; N1-[(RS)-Seryl]-N2-(2,3,4-trihydroxybenzyl)-hydrazin; DL-Serin-2-[(2,3,4-trihydroxyphenyl)methyl]hydrazid) (Eselsbrücke: Trihydroxybenzyl-serinyl-hydrazid Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Benserazid ist ein Pyrogallol-Derivat. Polare Effekte der flexiblen Seitenkette werden durch den gewünschten Effekt der dritten Hydroxylgruppe ausgeglichen. - Der Km-Wert von Benserazid ist ähnlich dem 5-Hydroxydopamin, dem Pyrogallol-Analogon des Dopamins. (Lautala P, Ulmanen I, Taskinen J, Molecular mechanisms controlling the rate and specificity of catechol O-methylation by human soluble catechol O-methyltransferase, Mol Pharmacol. 2001;59(2):393-402)
Benserazid
OHHO
HO
NH
HN OH
O
NH2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 25
Seite 25
zu Benserazid Biotransformation: Prodrug: terminale Aminogruppe des Hydrazinelements ist mit Serin acyliert (Ausscheidung unveränderung zu 53 – 64 % renal, ca. 30 % in Fäzes) Nasschemische Analytik: - Stärkenachweis mti Jod funktioniert in Anwesenheit von Benserazid nicht!!! - phenol. OH-Gruppe mit FeCl3 - Fehling-Probe positiv (Hydrazin-Derivat mit reduzierenden Eigenschaften) - Chen-Kao-Reaktion auf Ethanolamin-Derivate positiv Synthese (nicht klausurrelevant im SS 2010): (RS)-Serinhydrazid wird mit dem Benzaldehyd (1) zum Benzalhydrazid (2) kondensiert. Anschl. Hydrogenolyse mit Pd/C und nachfolgende Hydrierung mit PtO2 führt zum Benserazid.
H3N
OH
O
NH
NH2 Cl +RO
OROR
O
(RS)-Serinhydrazid-HCl 2,3,4-Tribenzyloxy-benzaldehyd
H2N
OH
O
NH
N
ROOR
OR
1. H2/Pd-C2. H2/PtO2
Benserazid
Mit H2/Pd-C wird der Benzylrest hydrogenolytisch unter Abspaltung von Toluol abgespalten.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 26
Seite 26
15. Arzneistoff: Benzbromaron Indikation: - Benzbromaron ist das wichtigste Urikosurikum, das zur Beh. der Hyperurikämie eingesetzt wird. - Benzbromaron ist etwa 10mal stärker wirksam als Probenecid. Die harnsäuresenkende Wirkung beruht auf einer Hemmung der Reabsorption von Harnsäure im proximalen Tubulus. Der Harnsäureplasmaspiegel wird sowohl beim Gesunden als auch bei Hyperurikämie um ca. 50 % gesenkt. Chemische Struktur: - Benzofuran-Derivat (3,5-Dibromo-4-hydroxyphenyl-2-ethyl-3-benzofuranyl-keton; (2-Ethyl-3-benzofuranyl)-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)keton; (3,5-Dibromo-4-hydroxyphenyl)-(2-ethyl-3-benzofuranyl)-methanon) (vgl. von der Struktur her auch Amiodaron) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Urosurikum: Steigerung der Harnsäure-Ausscheidung durch Hemmung der tubulären Rückresorption von Urat (Harnsäure) im proximalen Tubulus Biotransformation: - Hauptmetabolit Benzaron u.a. als Glucuronid im Urin detektiert Nasschemische Analytik: - Rotviolette Fbg. mit FeCl3-Lsg. Helv VII - Grüne Flammenfärbg. beim Erhitzen am zuvor ausgeglühten Kupferdraht Ph. Eur. 4 - 0,1 g Substanz werden in NaOH-Lsg. (EtOH) mit Raney-Nickel erhitzt. Nach dem Abkühlen wird HNO3 zugesetzt und filtriert. Das Filtrat wird mit CHCl3 und Chloramin-T-Lsg. versetzt. Beim Schütteln färbt sich die CHCl3-Phase blau - Weißes oder sehr schwach gelbliches, geruchloses, krist. Pulver - Schmelp.: 149 bis 153 °C - Löslichkeit: leicht löslich in Aceton, CHCl3, CH2Cl2, DMF, Dioxan; löslich in Ether; schwer löslich in EtOH, Isopropanol; fast unlöslich in H2O - UV: %1
1cmA = 450 (242 nm, NaOH)/ %11cmA = 517 (357 nm, NaOH)
- IR: 3080, 2945, 1600, 1580, 1520, 1470, 1440, 1390, 1270, 1230, 1160, 1030, 1000, 960, 920, 880, 800, 760, 720, 670 cm-1 (KBr). - Marquis: braun
Benzbromaron
O
O
CH3 Br
OHBr
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 27
Seite 27
Zu Benzbromaron Gehalt: 0,3 g Substanz in 50 ml DMF gelöst, werden mit 0,1 M Tetrabutylammoniumhydroxid-Lsg. titr. Der Endpunkt wird potentiometrisch best. Helv VII/ 0,35 g Substanz, in 50 ml DMF werden mit 0,1 M Natriumethanolat-Lsg. gegen Thymolblau titriert. 1 ml 0,1 M Tetrabutylammoniumhydroxid-Lsg. bzw. 0,1 M Natriumethanolat-Lsg ≙ 42,41 mg Benzbromaron Synthese: Salicylaldehyd reagiert mit Chloraceton zum 2-Acetyl-1-benzofuran, das mit Hydrazin-Hydrat und Raney-Nickel als Katalysator reduziert wird. 2-Ethyl-1-benzofuran wird mit 4-Methoxybenzoylchlorid zu 2-Ethyl-3-(4-methoxybenzoyl)-1-benzofuran umgesetzt, dessen Methoxygruppe anschl. mit Pyridinhydrochlorid desalkyliert wird. Das entstandene Benzaron wird in Eisessig zu Benzbromaron bromiert.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 28
Seite 28
16. Arzneistoff: Benzocain Indikation: - Lokalanästhetikum Chemische Struktur: - p-Aminobenzoesäureethylester Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - ein atypisches Lokalanästhethikum ohne basische N,N-Diethylaminofunktion (Nicht-Löfgren-Struktur) Biotransformation: - Esterspaltung 4-Aminobenzoesäure, Konjugation mit Glucuronsäure und Glycin, renale Ausscheidung Nasschemische Analytik: - Diazo-Kupplungsreaktion: Rot - Hydroxamsäure-Reaktion: Rot - Iodoform-Reaktion: Positiv - Mandelin-Reaktion: Violett Braun Rot - 50mg Substanz mit 3 Tropfen Eisessig und 5 Tropfen konz. Schwefelsäure erwärmen Geruch nach Ethylacetat Gehalt: - Die primäre aromatische Aminogruppe wird nitritometrisch bestimmt - E1%
1cm in 0,1N-HCl: 790 bei 227 nm und 100 bei 272 nm Synthese:
Benzocain
H2N
O CH3
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 29
Seite 29
17. Arzneistoff: Bezafibrat Indikation: - Lipidsenker (PPARα-Agonist) - Transkription ↑
o Enzyme der Fettoxidation o Proteine für den Fett Fettsäure-Transport durch Membranen o Proteine des Lipoprotein-Stoffwechsels (z.B. Apolipoproteine) o Enzyme für den Abbau von Triglyceriden (z.B. Lipoproteinlipase)
Chemische Struktur: - Clofibrinsäure-Derivat
Cl
O COOH
CH3 CH3
Clofibrinsäure Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Clofibrinsäure-Gerüst ist essentell für die Wirkung Biotransformation: - Wird schnell im GIT absorbiert, Elimination erfolgt renal: 40% unverändert, der Rest als Glucuronide
Bezafibrat
HN
OOH
CH3H3C
Cl
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 30
Seite 30
zu Bezafibrat Nasschemische Analytik: - Schmelzpunktbestimmung: 155 – 156 oC(Aceton) - IR-Spektrum: Charakteristische Peaks bei 3360,1715, 1608, 1540, 1226, 1143 cm-1 (KBr) - DC Gehalt: - Titration in verd. EtOH mit 0,1M-NaOH. Bestimmung des Endpunktes mit Phenolphtalein als Indikator Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 31
Seite 31
18. Arzneistoff: Biotin Indikation: - Wasserlösliches Vitamin der Gruppe B - Prosthetische Gruppe bei Carboxy-Transferase
o Gluconeogenese o Fettsäurestoffwechsel o Carboxybiotin als „Energiespeicher“
Chemische Struktur: - bizyklisches Harnstoff-Derivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Übertragung des aktiven CO2 erfolgt mit Hilfe N1-Atoms:
S
N
N
H
HHOOC
O
H
COOH
1-N-Carboxybiotin 1-N-Carboxybiotin ist Bestandteil von Carboxylasen, z.B. Pyruvat-Carboxylase, Acetyl-CoA-Carboxylase. Biotransformation: - Elimination erfolgt weitgehend renal und biliär als unverändertes Biotin
Biotin
NH
HN
S
HOOC HH
H
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 32
Seite 32
zu Biotin: Nasschemische Analytik: - Schmelzpunktbestimmung: 229 – 233 oC - IR-Spektrum: Charakteristische Peaks bei 3270, 3080-2270, 2910, 1960-1910, 1630, 1450, 1310, 1280, 1270, 1000, 830, 760 cm-1 (KBr) - DC - 10 mg Substanz werden unter Erwärmen in 20 ml Wasser gelöst. Die Lösung wird erkalten gelassen. Nach Zusatz von 0,1 Bromwasser R wird dieses entfärbt - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. Gehalt: - Titration in wasserfreiem Medium als schwache Säure mit potentiometrischer Endpunktanzeige Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 33
Seite 33
19.Arzneistoff: Bisacodyl Indikation: - Laxans Chemische Struktur: - 4,4´-(Pyridin-2-ylmethylen)bis(4,1-phenylen)-diacetat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Die freien Phenole wirken als Kontakt-Laxans im Dickdarm. Biotransformation: Nach oraler Gabe wird Bisacodyl durch intestinale und bakterielle Enzyme zum Desacetylbisacodyl hydrolysiert und im Dünndarm resorbiert. Nach Konjugation in der Leber wird das Glucuronid biliär sezerniert. Die hydrophilen Konjugate gelangen in den Dickdarm, wo sie mikrobiell in Desacetylbisocadyl gespalten werden.
Bisacodyl
N
OOH3C CH3
O O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 34
Seite 34
zu Bisacodyl: Nasschemische Analytik: - Konz. H2SO4 oder konz. HCl Violett - Konz. HNO3 Nach 5 min gelb - Froehde-Reaktion Blauviolett - Mandelin- Reaktion Violett - Marquis-Reaktion Violett - Stas-Otto IB und II - DC: sichtbar unter UV Eisen (III)-chlorid-Iod-Reagenz ocker, braun Eisen(III)-chlorid-Kaliumhexacyanoferrat(III)-Reagenz türkis Schwefelsäure, methanolisch violett Vanillin-Schwefelsäure-Reagenz violett - Nachweis auf Pyridinderivate ist positiv (Zincke-König-Spaltung): 5mg Substanz werden mit 10mg 1-Chlor-2,4-dinitrobenzol verrieben und kurz geschmolzen. Die erkaltete Schmelze wird in 2ml 0,5 N-ethanol. Kalilauge gelöst. Es entsteht eine rote Färbung. - Hydroxamsäure-Reaktion Rotviolett Man versetzt 50-100mg der Substanz mit 1 ml 7%iger Hydroxylaminhydrochlorid-Lösung und gibt 2N-Methanol dazu. Kalilauge bis zum Umschlag nach blau. Schließlich fügt man einen Überschuß von 5 Tropfen der Lauge zu. Es wird kurz zum Sieden erhitzt, abgekühlt und mit 3N-Salzsäure bis zum Verschwinden der Blaufärbung versetzt. Nach Zugabe einiger Tropfen einer 10%igen Eisen(III)-chlorid-Lösung tritt Rotfärbung auf (Eisen-Hydroxamsäure- Komplex), zuweilen erst nach Zugabe weiterer Salzsäure. Säureamide und Säureanhydride ergeben die gleiche Reaktion. - 50mg Substanz werden nach Zusatz von 1ml Ethanol und 1ml konz. Schwefelsäure erhitzt. Es ist der Geruch von Ethylacetat wahrnehmbar - 50mg Substanz werden mit 1ml Ethanol, 3 Tropfen 3N-NaOH und 5 Tropfen frisch zubereiteter 5%iger Kaliumhexacyanoferrat(III)-Lösung versetzt. Die Mischung zeigt spätestens nach Erwärmen eine kräftige rotviolette Färbung.
Gehalt: - potentiometrischeTitration in Eisessig mit 0,1 N Perchlorsäure.
OO
CH3
N
O O
CH3
O-
N
O- O
N
O- O
-
N
O
[O]H2O, HO-
Bisacodyl Phenolat mesomeriestabilisiertes Anion
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 35
Seite 35
20. Arzneistoff: Bromazepam Indikation: - Tranquillans, Sedativum, Schlafmittel und Muskelrelaxans Chemische Struktur: - 7-Bromo-5-(pyridin-2-yl)-1H-benzo[e][1,4]diazepin-2(3H)-on Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Wie Diazepam (s.u.) Biotransformation: - Halbwertszeit 11-16 h, allerdings geht die Wirkung schon nach 3-4 Stunden durch Umverteilung ins Fettgewebe verloren (Lipophilie!), fast 100 % Bioverfügbarkeit, - wird durch ein Enzym der CYP-450-Famillie (CYP3A4) zum Primärmetaboliten Hydroxybromazepam umgesetzt. Dann folgt Glucuronidierung und renale Ausscheidung. Nasschemische Analytik: Nach saurer Hydrolyse entsteht:
- Azokupplung der primären aromatischen Aminogruppe(NaNO2 / H+, mit β-Naphthol) - Zincke-König-Spaltung des Pyridin-Systems - Gelbfärbung nach Erhitzen mit HNO3 (vgl. Diazepam) Gehalt: - potentiometrische Titration in Eisessig mit 0,1 N HClO4 nach Zugabe von Acetanhydrid (Acetylierung des Amid-N, Titration des freiwerdenden Protons.
Bromazepam
N
HN
N
Br
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 36
Seite 36
21. Arzneistoff: Budesonid Indikation: - Mittel der 1. Wahl bei Asthma bronchiale, COPD, allergischem Schnupfen, Nasenpolypen sowie rektale Therapie von Colitis ulcerosa und Morbus Crohn Chemische Struktur: - Steroidgerüst, Prednisolon-Derivat mit Halbacetal-Gruppe Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Die Acetalisierung an C17 führt normalerweise zu einer hohen metabolischen Stabilität, Budesonid wird allerdings rasch zu 16-α-Hydroxyprednisolon metabolisiert, was schwächer wirksam ist. Acetale weisen normalerweise eine geringere Gewebsaffinität auf, Budesonid ist deutlich höher affin. Die zusätzliche Doppelbindung zwischen C1 und C2 im Ring A (Δ1-Doppelbindung) führt zur Abnahme der mineralocorticoiden Eigenschaften und zur Verstärkung der glucocorticoiden Eigenschaften im Verhältnis zu Cortisol, das diese Doppelbindung nicht hat. Die Halbacetalisierung erhöht die Lipophilie und damit die Möglichkeit, die Zellmembran zu permeieren. Biotransformation: - Haupteliminationsorgan ist die Leber. Metaboliten sind 6-ß- und 16-α-Hydroxybudesonid, welche pharmakologisch sehr schwach sind. Budesonid wird zu 60% renal ausgeschieden, fast ausschließlich in Form von Metaboliten. Halbwertszeit: 2,8h. Die Konzentration im Lungengewebe ist etwa 8 mal höher als im Plasma. Aufgrund eines hohen „First-Pass-Effekts“ beträgt die perorale Bioverfügbarkeit etwa 10%, während sie nach oraler Inhalation bei 73% liegt. Nasschemische Analytik: - IR - DC - Substanz + Schwefelsäure gelbe Färbung innerhalb von 5 Minuten, die nach 30 Minuten rotbraun wird. Nach Zugabe von Wasser verblasst die Färbung; Lösung bleibt klar - TTC-Reaktion auf Hydroxymethylketone Gehalt: - HPLC durch Peakflächen
O
HO OO
OH
O H
CH3
Budesonid
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 37
Seite 37
22. Arzneistoff: Buprenorphin Indikation: - Indikation für Buprenorphin sind schwere Schmerzzustände nach Operationen und Traumen sowie bei Herzinfarkt und Tumoren. Buprenorphin wirkt am µ-Morphinrezeptor als Partialagonist und besitzt dort eine hohe Rezeptoraffinität (20- bis 30-mal stärker als Morphin) Partielle Agonisten sind aber auch immer partielle Antagonisten, daher Abschwächung der Wirkung von z.B. Morphin möglich bei gleichzeitiger Gabe.. Chemische Struktur: - Morphin-Grundstruktur, im Gegensatz zu Codein (phenol. OH-Gruppe methyliert) ist die aliphatische OH- Gruppe methyliert. - Cyclopropylmethylrest am N erhöht die Lipophilie. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Buprenorphin ist partieller Agonist am µ-Opioidrezeptor, die Affinität ist ca. 20 – 30 mal stärker als die von Morphin. - Es gelten dieselben wirkungsbezogenen strukturellen Eigenschaften wie beim Morphin:
ein sterisch fixiertes, aromatisches System
Aromat als Substituent an einem quartären C-Atom
verbunden mit einem basischen N-Atom
der Abstand von zwei C-Atomen zwischen quartärem C-Atom und N-Atom
die S-Konfiguration des quartären C-Atoms
Biotransformation: - Buprenorphin wird in der Leber entweder direkt oder nach Desalkylierung zu Norbuprenorphin konjugiert (an Glucuronsäure). Diese Metaboliten sind pharmakologisch inaktiv. Nur ein Teil (5 bis 25 %) des Buprenorphins wird in Form von Metaboliten im Urin ausgeschieden. Freies Buprenorphin erscheint nicht im Urin. Ein größerer Teil des Buprenorphins oder seiner Metaboliten unterliegt wahrscheinlich einem enterohepatischen Kreislauf, mit dem intaktes Buprenorphin, Norbuprenorphin und die entspr. Konjugate über die Faeces ausgeschieden werden. Das Maximum der faekalen Ausscheidung wurde 4 bis 6 Tage nach Applikation einer Einzeldosis beobachtet.
N
O
OH
OCH3
HO CH3
CH3CH3CH3
H
quartäres C-Atom mit S-Konf igurat ion
*
*
SR
Buprenorphin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 38
Seite 38
zu Buprenorphin Nasschemische Analytik: - Hier gelten dieselben Nachweisreaktion wie beim Morphin.
Marquis: wird Buprenorphin mit Formaldehyd/Schwefelsäure versetzt, so entsteht eine Purpurfärbung, die nach violett umschlägt. Die Reaktionen nach
• Fröhde: Schwefelsäure/ammoniummolybdat • Husemann: Schwefelsäure/Salpetersäure • Mandelin: schwefelsäure/Ammoniumvanadat • Pellagri: Schwefelsäure/Neutralisation/Zgabe von Iod
fallen beim Buprenorphin negativ aus. Begründung: Bei den oben genannten Reaktionen kommt es zur Bildung von Apomorphin. Als Voraussetzung für den Start der Umlagerungsreaktion sind die Hydroxy-Gruppe in Position 6 und die Doppelbindung von 7 und 8. Außerdem muss in 13 ein quartäres C-Atom vorliegen und sich an der Position 14 ein Proton befinden und sich an der Position 14 ein Proton befinden. Da nur eine dieser Bedingungen für Buprenorphin gegeben ist, werden diese Nachweißreaktionen beim Buprenorphin negativ ausfallen.
Um zwischen Morphin und Buprenorphin unterscheiden zu können eignet sich eine DC, da ein anderes Fließverhalten für Buprenophin – aufgrund der zusätzlichen Hydroxylgruppe - zu erwarten ist. Die Reinheit wird ebenfalls über eine Flüssigkeitschromatographie bestimmt Gehalt: - 0,400 g Substanz, in 40 ml wasserfreier Essigsäure R gelöst, werden mit Perchloressigsäure (0,1 mol/l) unter Zusatz von 0,1 ml Kristallviolett-Lösung R bis zum Farbumschlag von Violettblau nach Grün titriert. - 1 ml Perchloressigsäure (0,1 mol/l) entspricht 46,76 mg Buprenorphin (C29H41NO4) .
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 39
Seite 39
Synthese von Buprenorphin (im Sommersemester 2010 nicht klausurrelevant):
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 40
Seite 40
23. Arzneistoff: Calciumpantothenat Indikation: - Zur Prophylaxe und Therapie von Pantothensäuremangelzuständen (Vitamin B5) aufgrund von Fehl- und Mangelernährung; bei kompletter parenteraler Ernährung; bei Hämodialysepatienten. Pantothensäure ist nötig für den Aufbau von Coenzym A (Strukturelement), welches eine wichtige Rolle im Stoffwechselgeschehen spielt (z.B. im Citratzyklus oder der Fettsäure-Oxidation/-Biosynthese als Acetyl-CoA, Succinyl-CoA, Malonyl-CoA). Es ist ebenso beteiligt am Auf- und Abbau von Kohlenhydraten, Fetten, Aminosäuren und an der Synthese von Cholesterin. Außerdem ist sie an der Bildung von Steroidhormonen beteiligt. Die freie Pantothensäure ist ölig und instabil. Es werden daher nur die haltbareren Calcium-und Natriumsalze verwendet Chemische Struktur: - (R)-Pantoinsäure und β-Alanin sind über eine Peptidbindung verknüpft. Biotransformation: - Die Pharmakokinetik. von Calciumpantothenat unterscheidet sich nicht meßbar von der der Pantothensäure. Auch das Calciumsalz wird schnell im oberen Dünndarm resorbiert und unterliegt einem dualen Aufnahmesystem, wobei sowohl aktive als auch passive Mechanismen beteiligt sind. Pantothensäure wird etwa zu 70 % unverändert über die Nieren und zu etwa 30 % über die Faeces (enterohepatischer Kreislauf) ausgeschieden. Nasschemische Analytik: - DAB 10, EuAB 6: Versetzt man 1 ml Prüflösung (2,5 g/ 50,0 ml, H2O) mit 1 ml NaOH (8,5 %) und 0,1 ml CuSO4-Lösung, entsteht ein blaue Färbung. - ÖAB 81: Hydroxamsäure-Reaktion: 5 Tropfen Prüflösung (3 g/60 ml H2O) werden 1 min im Wasserbad mit 1 ml HCl (7,3 %) erhitzt und nach Abkühlen mit 1 ml Hydroxylaminhydrochlorid-Lsg. (0,75 % m/V) und 1,5 ml NaOH (8 %) 2 min stehen gelassen. Auf Zusatz von 0,6 ml HCl (7,3 %) und 1 Tropfen FeCl3-Lösung entsteht eine weinrote Färbung - DC - Nachweis des Ca2+ nach EuAB 6, 2.3.1
(R)-(+)-Pantothensäure
HOHN
COOH
HO H
Oß-Alanin(R)-Pantoinsäure
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 41
Seite 41
zu Calciumpantothenat Gehalt: - potentiometrische Titration mit 0,1 molarer Perchlorsäure in Eisessig Synthese:
HO
HN
COO-
HO H
O
2 Ca2+
O O
OHH
R
R
2
D-Pantolacton
H2NCOO-
Ca2+2
+
Calcium- -Alaninat
Calciumpantothenat
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 42
Seite 42
24. Arzneistoff: Carbamazepin Indikation: - Carbamazepin ist indiziert bei allen Formen der Epilepsie. Es ist Mittel der Wahl bei Trigeminusneuralgie. Carbamazepin ist wirksam gegen Schmerzen bei Tabes dorsalis (syphilisbedingte Rückenmarksschwindsucht), Krämpfe bei multipler Sklerose, posttraumatische Parästhesien und Schmerzen bei diabetischen Neuropathien. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - In seiner Struktur ist es ein mit den tricyclischen Antidepressiva verwandtes Antiepileptikum. Während der Tricyclus der Dibenzazepine und Dhydrodibenzazepine in den antidepressiven Wirkstoffen eine charakteristische Seitenkettenstrukutur mit basischer Substitution aufweist, ist bei Carbamazepin eine Harnstoff-Struktur inkorporiert.
Biotransformation: - Carbamazein ist stark lipophil und verteilt sich daher in die meisten Organe, mit den höchsten Konz. in Leber und Nieren. - Carbamazepin ist ein starker Induktor des hepatischen Arzneimittelmetabolismus. Carbamzepin wird hauptsächlich durch einen komplexen hepatischen Metabolismus eliminiert. Die zahlreichen Metabolite des CBZ entstehen durch:
Epoxidierung Hydroxylierung Umlagerung/Ringkontraktion Hydrolyse Glucuronidierung
Nasschemische Analytik: - Vitali-Morin-Reaktion Die Substanz wird mit rauchender Salpetersäure zur Trockne eingedampft und der Rückstand mit Aceton und methanolischer Kalilauge versetzt, wobei eine Violettfärbung auftritt. Heute sind über 100 weitere Verbindungen bekannt, die unter gleichen Bedingungen ähnliche Färbungen ergeben. - Reaktion mit Salpetersäure: Eine Lösung von 0,1 g Substanz mit 2 ml HNO3 im Wasserbad 3 min erhitzt, färbt sich orange-rot. - Reaktion mit Natriumhypobromit: Eine Lösung der Substanz in 1 ml CHCl3 mit 0,2 ml NaOBr-Lösung 1 min geschüttelt, färbt sich blau-violett (Empfindlichkeit 250 μg/ml). - Mandelin-Reaktion: dunkelrot orange
Carbamazepin
N
O NH2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 43
Seite 43
zu Carbamazepin Gehalt: - DAB 10: 0,1000 g Substanz werden in MeOH zu 100,0 ml gelöst, 5,0 ml dieser Lösung werden mit MeOH zu 50,0 ml verdünnt, 5,0 ml dieser Verdünnung werden erneut auf 50,0 ml verdünnt und die Absorption dieser Lösung im Maximum bei 285 nm gemessen und der Gehalt an Carbamazepin (C15H12N2O) mit
Hilfe von 1%1cmA = 490 errechnet.
- EuAB: HPLC gegen eine Referenzlösung mit bekanntem Gehalt. Die Peakflächen werden verglichen.
Synthese:
Anstelle des giftigen Phosgens (COCl2) kann auch Chlorameisensäureamid eingesetzt werden. Der letzte Schritt mit der Umsetzung mit
Ammoniak entfällt dann.
Cl NH2
O
Chlorameisensäureamid(korrekt: Chlorkohlensäureamid)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 44
Seite 44
25. Arzneistoff: Carbimazol Indikation: - Hyperthyreostatikum, das die Peroxidase und somit die Iodierung hemmt. Dadurch wird die Kupplung zu Diphenyletherstrukturen verhindert. Chemische Struktur: - 1-Ethoxycarbonyl-3-methyl-2-thioimidazol, zyklisches Thioharnstoff-Derivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Zyklische Thioharnstoff-Derivate hemmen die Peroxidase in der Schilddrüse und damit die Iodierung. Sie verhindern außerdem die Kupplung zu Diphenyletherstrukturen. Biotransformation: - Carbimazol (Prodrug) wird zu Thiamazol metabolisiert, der Wirkform.
N
NS
OO
CH3
N
NH
S
CH3
N
NSH
CH3
H2O
- CO2- HOAc
Nasschemische Analytik: - IR - Dragendorff: 10mg Substanz werden in einer Mischung von 50ml Wasser R und 0,05ml verdünnter Salzsäure R gelöst. Nach Zusatz von 1 ml Dragendorffs Reagenz R entsteht ein roter Niederschlag. Gehalt: 50,0mg Substanz werden in Wasser R zu 500,0ml gelöst. 10,0ml Lösung werden mit 10ml verdünnter Salzsäure R versetzt und mit Wasser R zu 100,0ml verdünnt. Die Absorption wird im Maximum bei 291nm gemessen. Der Gehalt an C7H10N2O2S wird mit Hilfe der spezifischen Absorption errechnet (A1%
1cm= 557)
Carbimazol
N
NS
OO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 45
Seite 45
26. Arzneistoff: Cefuroximaxetil, Cefuroxim-Natrium
O
NOCH3
O
NH
N
S
NH2
O
H H
O
CH3 O
O O
CH3
Cefuroximaxetil
O
NOCH3
O
NH
N
S
NH2
OCOO-
H H
Na+
Cefuroxim Natriumsalz
Indikation: - Cefuroxim ist ein parenteral anwendbares, weitgehend lactamasestabiles Cephalosporin-Antibiotikum. Einsatz bei mittelschweren, nicht lebensbedrohlichen Infektionen. Chemische Struktur: - Cephalosporin-Grundstruktur. - Als Axetile werden Verbindungen bezeichnet, bei denen die Carbonsäurefunktion über ein Acetaldehyd-Acetal mit einem Acetylrest verknüpft ist. Dies erhöht im Vergleich zum Natriumsalz die Lipophilie stark und damit die Membrangängigkeit. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Oximether- Struktur in Kombination mit dem Aminothiazolring: besonders breites Wirkspektrum und Stabilität gegenüber vielen β-Lactamasen - (Z)- Konfiguration der Methoxyimino- Gruppe an der α- Position der 7- (2- Furyl- 2-methoxyimino) acetamido- Seitenkette: wichtige Voraussetzung für die bessere Stabilität Nasschemische Analytik: Identität:- IR- Spektroskopie →KBr- Pressling bzw. im Praktikum mit einer kleinen Menge Reinsubstanz - Positive Iodazidreaktion: Azide reagieren mit Iod nur in Gegenwart von Sulfhydryl- bzw. potentiellen Sulfhydrylverbindungen (Penicilline)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 46
Seite 46
zu Cefuroximaxetil / Cefuroxim Natriumsalz zu Analytik: Chromotropsäurereaktion positiv beim Axetil, hier wird anstelle von Formaldehyd Acetaldehyd abgespaltet, der auch positiv reagiert. Gehalt: HPLC, gegen 3 Referenzlösungen a, b, und c mit bekanntem Gehalt, Vergleich der Peakflächen. (s. EuAB) Synthese:
• Ausgangssubstanz: 7- Aminocephemsäure • Acetylierung mit 2-(2-Furyl)-2-methoxyiminoessigsäure zum Cefuroxim • Zugabe von Natriumlactat →Cefuroxim- Natrium
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 47
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27. Arzneistoff: Carvedilol
Indikation: - vasodilatierender β-Blocker, es werden aber auch auch α-Rezeptoren blockiert (Vasodilatation). Das R-Enantiomer ist ausschließlich α-Blocker. - Bei Hypertonie, KHK, Herzinfarkt-Prophylaxe, Herzinsuffizienz, Herzrhythmusstörungen. Chemische Struktur: - Carbazol-System, verknüpft über eine Arylalkyletherfunktion mit dem 2-Hydroxy-1-Aminopropansystem. Das sekundäre Amin der β-Blocker wird durch eine weitere Arylalkyletherfunktion mit Brenzcatechinmethylether-Rest ergänzt. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Carvedilol wirkt als kompetitiver Antagonist von Adrenalin und Noradrenalin an α- und β-Rezeptoren des Sympathikus. - Das freie Elektronenpaar des Carbazol-Stickstoffs kann im Gegensatz zu den β-Blockern ohne Pyrrolstruktur im Aromaten eine H-Brücke zumSerin-204-OH des aktiven Zentrums des β2-Rezeptors bilden (wie auch die die arom. OH-Gruppen von Adrenalin und Noradrenalin), wodurch die Affinität erhöht wird. Metabolismus: - Hepatischer Abbau des lipophilen Moleküls durch Hydroxylierung und Glucuronidierung am Aromaten in verschiedenen Positionen. Nasschemische Analytik: - Carvedilol ist als sekundäres Amin eine schwerlösliche Base. Durch Ansäuern mit HCl kann es in das leichtlösliche Hydrochlorid überführt werden. - Das Carbazolsystem weist als tricycisches heteroaromatisches System eine UV-Absorption im längerwelligen Bereich auf. - Charakterisierung über den Schmelzpunkt (114,5°C), UV, IR-Spektrum, HPLC - Sekundäres Amin: Folins Reagenz - Ethanolamin: Chen-Kao-Reaktion mit Co2+ Gehalt: - UV-photometrisch
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 48
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28. Arzneistoff: Chinidinsulfat
Indikation: - klassisches Antiarrythmikum vom membranstabilisierenden Typ (Klasse 1A- Antiarrythmikum) Chemische Struktur: - C40H50N4O8S - Chinidin ist ein Diastereomer des Chinins - Unterschied in C8 und C9 →Chinin: 1R, 3R, 4S, 8S, 9R; →Chinidin: 1R, 3R, 4S, 8R, 9S - weitere Chiralität in C3 und C4 - zwei heterozyklische Ringsysteme: → planarer, aromatischer Chinolin-Bizyklus → überbrücktes Chinuclidin-System Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Bindung an Target abhängig vom Abstand zwischen dem hydrophoben Bindungsareal (Heteroatom) und dem kationoiden Bindungszentrum (Chinuclidin- Struktur) Biotransformation: - Chinidin wird in der Leber zu 50 bis 90% vorwiegend durch Ring-Hydroxylierung metabolisiert und in Form von Metaboliten ueber die Galle ausgeschieden. 30% erscheinen unveraendert im Harn. Die renale Elimination ist pH- abhängig→ bei erniedrigtem pH des Urins beschleunigt Nasschemische Analytik: - Konz. H2SO4: Hellgrün - die mit 3N- Schwefelsäure versetzte wässrige oder alkoholische Lösung zeigt eine intensive blaue Fluoeszenz. Die Empfindlichkeit dieser Reaktion ist 1:100000 - Erythrochin- Reaktion: 10mg Substanz werden in 1ml Wasser unter Zugabe von wenig 2N- Salzsäure gelöst. Man versetzt mit 1ml 0,8%iger Bromlösung. Nach Umschütteln werden 0,5ml 5%iger Kaliumhexacyanoferrat (III)- Lösung zugesetzt, dann wird 1ml 0,1N- NaOH zugetropft und mit 2ml Dichlormethan geschüttelt. Die organische Phase färbt sich rot.
N
H3COH
HON+
HH
2 SO42-
Chinidinsulfat
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 49
Seite 49
zu nasschemische Analytik Chinidinsulfat - Thalleiochin- Reaktion: 10mg Substanz werden in 10ml Wasser nach Zugabe von 1 Tropfen 3N- Schwefelsäure gelöst, mit 0,3ml 2%igem Bromwasser und nach 1 Minute mit 2ml 6N- Ammoniaklösung versetzt. Diese Lösung färbt sich grün. (Störung durch Coffein bzw. Phenazon möglich)
N
OR
R
Br2N
OR
RBr
N
OR
ROH
OH-
N
OR
RO
N
OR
RO
H. N
OR
RO
HN H
OO R
HN
OR
RO
NH
OO R
Tautomerie
H+N
OR
RO-
NH+
O-
O R
Mesomerie
Thalleiochin-Reaktion:
Ox. mitBr2
N
OR
RO
N
OR
RO
H.
Dimerisierung
- Sulfatnachweis mit BaCl2-Lösung in HCl - Unterscheidung von Chinin durch DC- Verhalten möglich Gehalt: 0,200g Substanz, in 20ml Acetanhydrid R gelöst, werden nach Zusatz von 0,15ml Naphtholbenzein- Lösung R mit Perchlorsäure (0,1 mol/l) titriert. 1ml Perchlorsäure (0,1 mol/l) entspricht 24,90 mg C40H50N4O8S
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 50
Seite 50
29. Arzneistoff: Chininhydrochlorid
Indikation: - Antimalariamittel (Chemotherapeutikum gegen Plasmodien) Chemische Struktur: - Gruppe der China-Alkaloide - vier Assymetriezentren: C3, C4, C8, C9 -Chinin ist ein Diastereomer des Chinidins →Unterschied in C8 und C9 - zwei heterozyklische Ringsysteme: → planarer, aromatischer Chinolin-Bizyklus → überbrücktes Chinuclidin-System Essentielle Bestandteile: - Chinolin-System - 4-Carbinolfunktion (ersetzbar durch Aminogruppe) - Chinuclidin-Ring durch einfache, protonierbare basische Seitenkette ersetzbar Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Bindung an Target abhängig vom Abstand zwischen dem hydrophoben Bindungsareal (Heteroatom) und dem kationoiden Bindungszentrum (Chinuclidin-Struktur)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 51
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zu Chininhydrochlorid Biotransformation: oxidative Biotransformation, renale Elimination Nasschemische Analytik: - Charakteristische blaue Fluoreszenz nach Ansäuern mit Schwefel- oder Essigsäure - DC - Thalleiochin- Reaktion: 10mg Substanz werden in 10ml Wasser nach Zugabe von 1 Tropfen 3N- Schwefelsäure gelöst, mit 0,3ml 2%igem Bromwasser und nach 1 Minute mit 2ml 6N- Ammoniaklösung versetzt. Diese Lösung färbt sich zunächst rot, die dann in eine smaragd- grüne Färbung übergeht. (Störung durch Coffein bzw. Phenazon möglich) (Mechanismus s. Chinidinsulfat) → positiv mit China-Alkaloiden, die am C-6 eine Sauerstofffunktion tragen - Erythrochin- Reaktion: 10mg Substanz werden in 1ml Wasser unter Zugabe von wenig 2N- Salzsäure gelöst. Man versetzt mit 1ml 0,8%iger Bromlösung. Nach Umschütteln werden 0,5ml 5%iger Kaliumhexacyanoferrat (III)- Lösung zugesetzt, dann wird 1ml 0,1N- NaOH zugetropft und mit 2ml Dichlormethan geschüttelt. Die organische Phase färbt sich rot. - Färbung nur kurze Zeit beständig - um Faktor 10 empfindlicher als Thalleiochin-Reaktion Reinheit: HPLC Gehalt: - Titration mit Natronlauge (0,1 mol/L) als Verdrängungstitration in Ethanol:
0,250g Substanz, in 50ml Ethanol 96% R gelöst und mit 5,0ml Salzsäure (0,01 mol/l) werden mit Natriumhydroxid- Lösung (0,1 mol/l) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie (2.2.20) bestimmt. Das zwischen den beiden Wendepunkten zugesetzte Volumen wird abgelesen. 1ml Natriumhydroxid- Lösung (0,1 mol/l) entspricht 36,09mg C20H25ClN2O2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 52
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30. Arzneistoff: Chloroquindiphosphat (Resochin) Indikation: Antimalariamittel (wirksam gegen Blutschizonten) Chemische Struktur: - Chlorierung des Chinolin-Ringes → Erhöhung der Lipophilie - Chinolin-Ring in Position 4 substituiert mit 1,4-Diaminopentan-Partialstruktur Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• Bindung an Erythrozytenmembran und intrazellulläre Anreicherung → lipophiles Bindungsareal des Chinolinteils mit hoher Affinität zu Lipidresten → kationisches Bindungszentrum der Seitenkette in einem dazu definierten Abstand → WW mit dem anionischen Kopfteil der Membranlipide • Amphiphile Struktur sensibel gegenüber pH-Schwankungen
Biotransformation: - rasche, vollständige Absorption - extrem lange HWZ (6-50 Tage) Nasschemische Analytik: - UV-Absorption - IR-Spektrum
Chloquindiphosphat
NCl
HN
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 53
Seite 53
zu Chloroquindiphosphat: zu nasschemische Analytik: - Mandelin- Reaktion: gelb - Phosphat- Nachweis:
→wird 1ml der Lösung mit 2ml Molybdat- Vanadat- Reagenz versetzt, entsteht eine gelbe Färbung, →werden 5ml Lösung mit 5ml Silbernitrat- Lösung R versetzt, entsteht ein gelber NS, dessen Farbe sich beim Kochen nicht verändert und der sich nach Zusatz von Ammoniak- Lösung 17% löst
- Dragendorff-Nachweis des tertiären Amins
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 54
Seite 54
31. Arzneistoff: Chlorprothixen Indikation: - Neuroleptikum/Antipsychotikum; Unruhe, Erregunszustände, Schizophrenie, Psychosen Chemische Struktur: tricyclisches Antidepressivum mit Thioxanthen-Struktur Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Phenothiazinderivate und Thioxanthenderivate, bei denen der Abstand zwischen Ring-N und basischem Seitenketten-N drei C-Atome beträgt, wirken neuroleptisch. Wenn der Abstand nur 2 C-Atome beträgt, treten periphere Wirkungen in den Vordergrund. Bei Substitution in 2-Stellung bleibt die Wirkungsqualität erhalten, die Wirkung wird verstärkt, wenn es sich um elektronenziehende Substanzen handelt (Cl, CF3). Bei einer Substitution mit elektronenschiebenden Resten (OCH3, SCH3) kommt es zu einer Wirkungsabschwächung. Einbau eines basischen N in einen Sechsring führt bei Abnahme der sedativen Wirkung zur Verstärkung der antipsychotischen Wirkung. Biotransformation: bilden große Zahl von Metaboliten Oxidation zum Sulfoxid, Hydroxylierung des Ringsystems und der Seitenkette mit nachfolgender Konjugation als Glucuronide sowie oxidative N-Desalkylierung von N-Alkyl-Seitenketten Nasschemische Analytik: - weißes, kristallines Pulver - löslich in Wasser und Ethanol 96%, schwer löslich in Dichlormethan - Schmelztemperatur: 220°C - IR - mit Salpetersäure rot, nach Zusatz von Wasser grüne Fluoreszenz bei 365nm - Identitätsreaktion auf Chlorid - Tertiäres Amin: Dragendorff - Olefinische Doppelbindung: Bayersche Probe, entfärbt KMnO4-Lösung - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. Gehaltsbestimmung Chlorprothixen: 0,300g Substanz in einer Mischung von 5,0ml Salzsäure (0,01mol/l) und 50ml Ethanol 96% gelöst, werden mit NaOH (0,1mol/l) titriert. Das zwischen den beiden mit Hilfe der Potentiometrie bestimmten Wendepunkten zugesetzte Volumen wird abdelesen.
Chlorprothixen
S
N
Cl
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 55
Seite 55
32. Arzneistoff: Ciclopirox (olamin) Indikation: - Lokales Antimykotikum (Haut, Schleimhaut, Nägel, vaginal) Chemische Struktur: - 2-(1H)-Pyridinon-Derivat, das Kation ist das protonierte Ethanolamin (einmalig bei Arzneimitteln) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Genauer Wirkmechanismus unklar, es dringt gut in tiefere Hornhautschichten und Nägel ein und hemmt wahrscheinlich die Aufnahme von Nährstoffen in den Pilzzellen. Biotransformation: - Elimination fast ausschließlich renal, überwiegend als Glucuronid Nasschemische Analytik: - weißes bis blassgelbes Pulver - wenig löslich in Wasser, sehr leicht löslich in Dichlormethan und Ethanol 96% - DC (Fließmittel: konz. Ammoniak, Wasser, wasserfreies Ethanol 10:15:75),besprühen mit eisen(III)-Chlorid-Lösung - pH: 8-9 - Zincke-König-Spaltung negativ, da das Pyridin-System oxidiert zum Pyridinon. Gehalt: - 0,250g Substanz in 25ml wasserfreier Essigsäure gelöst, werden mit Perchlorsäure titriert. Endpunkt mit Potentiometrie bestimmen.
Ciclopirox (olamin)
N OO-
+H3NOH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 56
Seite 56
33. Arzneistoff: Ciprofloxacin Indikation: - Atemwegs-, Harnwegs-, Haut-, Weichteil-, Knochen-, Gelenk-, GIT- Infektionen, Sepsis, vor allem gegen gramnegative Bakterien Chemische Struktur: - Fluorchinolon-Derivat, Piperazin-Substituent in 7-Position Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Gyrasehemmer
• 1-Ethyl-4-oxo-pyridin-3-carbonsäure essentiell • in 5,6-Position: aromatischer oder heteroaromatischer 6-Ring, annelliert; kann verschiedene Substituenten tragen • Piperazinring an Position 7 erweitert Wirkspektrum um Pseudomonas-Arten • 6-Fluor-Substitution: Aktivität gegen grampositive Kokken
Biotransformation: hepatische Transformation: 20% renale Elimination (unverändert): 40-50%
Ciprofloxacin
HNN N
OCOOHF
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 57
Seite 57
zu Ciprofloxacin: Nasschemische Analytik: - mit Salpetersäure: gelb, grüne Fluoreszenz - Mandelin: rotbraun - mit FeCl3: rot - DC: hellgelbe Eigenfarbe, nach Besprühen mit Dragendorff orange Gehalt: - 0,300g Substanz in 80ml Essigsäure 99% mit Perchlorsäure titriert (Potentiometrische Endpunktbestimmung Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 58
Seite 58
34. Arzneistoff: Citalopram * HBr (der tertiäre Amin-Stickstoff wird protoniert) Indikation: Antidepressivum (SSRI) Chemische Struktur: - Tricyclisches Antidepressivum, Besonderheit: der mittlere Siebenring ist zum Fünfring verengt. - Das Enatiomer mit S-Konfiguration am asymmetrischen C-Atom ist wirksamer (Escitalopram) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Für die Potenz des Citaloprams sind die beiden elektronenziehenden Substituenten an den aromatischen Ringen essentiell. Biotransformation: - Substrat von CYP 2C19, 3A4 Metaboliten: Citalopram-N-oxid Aktivität: Schwächer wirksam als Citalopram. Didemethylcitalopram Aktivität: Schwächer wirksam als Citalopram. Demethylcitalopram Aktivität: Schwächer wirksam als Citalopram.
Citalopram
O F
NC
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 59
Seite 59
zu Citalopram: Nasschemische Analytik: Lassaigne F- - Nachweis konz. H2SO4 schwach gelb konz. HNO3 farblos, nach 1min orange entfärbt sich wieder Froehde ---- Mandelin grün Marquis --- DC Sprühreagenz: Dragendorff (tert. Amin) Bayer-Probe: Entfärbung von KMnO4-Lsg. (Nitrilfunktion) Gehalt: UV-photometrisch
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 60
Seite 60
35. Arzneistoff: Clonidinhydrochlorid Indikation: − α2-Agonist, Antihypertonikum, Migräne-/Glaukom-Mittel, Alkohol-/Opiat-Entzugsmittel
zentrale Unterdrückung des Sympathikus-Tonus Chemische Struktur: - Guanidin-Derivat, Imidazolidin-Derivat, formal ein Kondensationsprodukt aus 2,6-Dichloranilin, Guanidin und Ethylenglykol Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Lipophilie ZNS gängig Biotransformation: - gut und rasche resorbiert - Elimination vorwiegend renal - Hydroxylierung des Aromaten in o- und p-Position zu den Cl-Atomen - Hauptmetabolit:
Cl
ClOH
N
NH2
NH2
HN
HNCl
Cl
N
Clonidin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 61
Seite 61
zu Clonidin: Nasschemische Analytik:
- Identitätsreaktion auf Chlor - Beim Erhitzen der Substanz mit NaOH entsteht eine mit Ether extrahierbare Blaufärbung, die bei weiterem Erhitzen in Rotbraun übergeht und mit
Sulfanilsäure/NaNO2 einen tiefroten Farbstoff bildet Gehalt: - Potentiometrische Bestimmung: mit ethanolischer Natriumhydroxid-Lösung Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 62
Seite 62
36. Arzneistoff: Clotrimazol Indikation: Lokalantimykotikum mit breitem Anwendungsspektrum (Dermatophyten, Hefen und Schimmelpilzen) Chemische Struktur: (2-Chlor-α,α-diphenylbenzyl)imidazol Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• Halogen-Substitiution erhöht Lipidlöslichkeit und Penetrationsfähigkeit
• Imidazolring (bzw.Triazolring, z.B. beim Itraconazol) für antimykotische Wirkung verantwortlich Komplexierung des Fe(III) im Cytochrom mit dem N in Position 3 Substituenten an diesem Ring: ↓ Wirkung
Biotransformation:
• ca. 90% Resorption aus dem GIT, aber • Ausgeprägter First-pass-Effekt (Abspaltung des Imidazol-Rings) Bioverfügbarkeit: 5% • Induktion von CYP450-Isoenzymen BV sinkt bei wiederholter Anwendung noch zusätzlich • Resorption: Intakte Haut <1%, Vaginalschleimhaut 3-10% • 5 inaktive Metabolite werden biliär sezerniert und renal ausgeschieden • Eliminations-HWZ: 3,5-5 h
N Cl
NClotrimazol
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 63
Seite 63
zu Clotrimazol: Nasschemische Analytik:
• Schmelzbereich: 141-144 °C • Konz. Schwefelsäure: gelb → 2-Chlortritylium-Ion • Marquis: gelb • Fröhde: gelb • Mandelin: grün-gelb
Analoge Helch-Reaktion: 10 mg Substanz in 5 ml Wasser • + 5 Tr. 3N-H2SO4 + 1ml 3% H2O2-Lsg., • Analoge Helch-Reaktion: + ca. 1ml 0,1N-KCrO3-Lsg., + 1ml Toluol Schütteln
Toluolphase blau bis violett gefärbt z.B. bei: Amitryptilin, Bromazepam, Clotrimazol, Phenazon, Pilocarpin
Sprühreagenzien:
• Vanillin-Schwefelsäure: entfärbt • Dragendorff: hellorange • Kaliumpermaganat: lilarosa
Gehalt:
• Titration mit Perchlorsäure in wasserfreiem Medium • Titraton in Essigsäüre gegen Naphtolbenzein mit • 0,1 N-Trifluormethansulfonsäure nach grün
Synthese:
Cl
O
Cl
Cl
O MgBr
Cl
OMgBr
Cl
OH
Cl
Cl
NH
NN
N
Cl
+AlCl3 +
Grignardelekroph. Subst.
H+/H2O+ SOCl2
nucleoph.Subst.
nucleoph.Subst.
+ nucleoph.Subst.
NEt3
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 64
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37. Arzneistoff: Clozapin Indikation: -Atypisches Neuroleptikum (löst keine extrapyramidalen motorischen Störungen aus EPMS) - Einsatz gegen Schizophrenie - mittelpotentes Neuroleptikum - seltener bei Parkinson (wegen Ausbleiben der EPMS) - Agranulozytose-Risiko Chemische Struktur: - N-Methylpyrazin-Derivat - Dibenzodiazepin-Derivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - potenter Antagonist an α1-Adrenozeptoren, muskarinischen Acetylcholin M1-Rezeptoren, Serotonin-Rezeptoren (insbesondere 5-HT2A- und 5-HT2C- Rezeptoren), Histamin H1-Rezeptoren und Dopamin D4-Rezeptoren - geringere Affinität zu den D1-, D2- (stark antagonistische Wirkung typisch für „klassische“ Neuroleptika), D3- und D5-Rezeptoren Biotransformation: -Resorption: 90% - Bioverfügbarkeit: 50-60% - einzig wirksamer Metabolit Desmethylclozapin - HWZ: 8-14h (durchschnittlich 12h) - wird vom Cytochrom-P450 hepatisch verstoffwechselt (hauptsächlich CYP1A2) - vorwiegend renale Auscheidung
Clozapin
NH
NCl
N
N
Clozapin
NH
NCl
N
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 65
Seite 65
zu Clozapin Nasschemische Analytik: - Löslichkeit in Wasser: unlöslich - löslich in Aceton und sehr gut in Chloroform - positiver Chlorid und Stickstoff-Nachweis nach Lassaigne Aufschluss - Dragendorff-R. auf Amine - Simon-Awe-Reaktion auf sekundäre Amine - C=N-Doppelbindung des Siebenrings entfärbt KMnO4-Lösung Gehalt: - Potentiometrische Titration mit 0,1 M Perchlorsäure in Eisessig
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 66
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38. Arzneistoff: Codeinhydrochlorid Indikation: - Analgetikum - Antitussivum (Wrksamkeit wird derzeit eher angeweifelt) Chemische Struktur: - Opium-Alkaloid, O-Methylmorphin - Hydrochlorid Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - µ-Opioid-Rezeptor-Agonist - T-förmige Struktur entscheidend - Amin-Funktion und phenolischer Sauerstoff haben Bindungsstellen am Rezeptor - quartäres Kohlenstoffatom essentiell für die Wirkung Biotransformation: - langsame metabolische Hydrolyse zum Morphin - schwacher First-Pass-Effekt - ein Großteil des Codeins wird unverändert renal ausgeschieden Nasschemische Analytik: - löslich in Wasser - Hydrochlorid kann mit Silberntratfällung direkt nachgewiesen werden - Dragendorff: tert. Amin - Nach Etherspaltung des Phenoletzhers mit H2SO4: Phenolnachweis mit FeCl3 - Apomorphin-Umlagerung Gehalt: - Titration mit 0,1 M OPerchlorsäure in Essigsäure / Dioxan gegen Kristallviolett Synthese: - Halbsynthetisch aus Morphin durch selektive Methylierung der phenolischen OH-Gruppe mit Trimethylphenylammoniumhydroxid in Methanol
Codeinhydrochlorid
N OHH
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 67
Seite 67
39. Arzneistoff: Coffein Indikation: - Stimulans, Wirkstoffverstärkung und Wirkbeschleunigung von NSAIDs als Schmerzmittel Chemische Struktur: - 1,3,7-Trimethylxanthin (Xanthin-Derivat) - Methyltheobromin (stukturverwandt zu Theobromin und Theophyllin) - Purin-Derivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Adenosin-Analogon - passiert die Blut-Hirn-Schranke, hemmt kompetitiv die Bindung von Adenosin an Rezeptoren. Dadurch wird die Leistung der Reizübertragung nicht gehemmt. - in hohen Dosen: Hemmung des enzymatischen cAMP-Abbaus (cAMP ist ein secon messenger, der die Ausschüttung von Adrenalin fördert). Biotransformation: - Bioverfügbarkeit 90-100% - sehr schnelle Aufnahme - HWZ: 2,5-4,5h - ca. 80% wird zu Xanthin demethyliert (Vollständige Demethylierung), welches weiter zur Harnsäure metabolisiert wird (Oxidation) - weitere 16% werden nur zu Theobromin oder Theophyllin demethyliert (einfache Demethylierung) - im Urin kann man etwa ein Dutzend Metabolite von Coffein nachweisen, aber nur noch 3% nichtmetabolisierte Substanz Nasschemische Analytik: - sehr gut löslich in Wasser (vor allem heißes) und Chloroform, mäßig in Ethanol und Aceton - schwache Base, allerdings keine alkalische Reaktion bei Lösung in Wasser - Murexid-Reaktion (s. Folien Vortrag Nachweisreaktionen) Gehalt: - Lösung in Essigsäure, anschließend Zugabe von Acetanhydrid im Überschuss und Toluol, Titration der frei werdenden Protonen mit 0,1 M Perchlorsäure, Endpunktbestimmmung potentiometrisch.
Coffein
N
N N
N
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 68
Seite 68
40. Arzneistoff: Colecalciferol Indikation: 1 Rachitis-Prophylaxe 2 Osteomalazie 3 Vorbeugung gegen Osteoporose ( Ca-Homöostase-beeinflussende Wirkstoffe; Vitamin-D-Rezeptor-Agonist ) Biotransformation: ~ ist ein Prähormon : aktive Form durch zweifache Hydroxilierung an C25 (in Leber durch mitochondriale CYP 27A1 & CYP 3A4) und C1 ( durch CYP 27B1 in Niere) 1,25-Dihydroxyvitamin D3 (Calcitriol, Wirkform)
H3C
CH3
HO Cholesterol
7-Dehydrocholesterol-
reduktase (Leber)
H3C
CH3
HO7-Dehydrocholesterol
h* , Haut
CH2
HO
H3C
Cholecalciferol (Vit. D3)
1.) Cholecalciferol-25-Hydroxylase (Leber)
2.) 25-Hydroxycholecalciferol-1 -Hydroxylase (Niere) CYP27B1CH2
HO
H3C
OH
OH
Calcitriol (Wirkform, D-Hormon)
Colecalciferol
CH2
HO
H
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 69
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Nasschemische Analytik: (1) Brockmann- und Chen-Reaktion: Etwa 1mg Substanz wird in 40 ml Dichlorethan gelöst; 4 ml Antimon-III-chlorid-Lösung R1
zu 1 ml der Lösung geben: Es ensteht eine orange Färbung, die allmählich rosa wird (Isotachysterol) (2) positive Baeyer-Probe (3) Referenzsubstanz: typisches Aussehen Gehalt: Flüssigchromographie
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 70
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41. Arzneistoff: Cyanocobalamin (Vitamin B12) Indikation: - megaloblastäre Anämie
- funikuläre Myelose - Malabsorptionssyndrome - Anorexie - atrophische Glossitisund Gastritis - Ataxie
Chemische Struktur: Corrin-Ring (Vitamin B12) Biotransformation: - Speicherung in der Leber ( wegen dem geringen Verbrauch
decken die Speicher normalerweise den Bedarf für mehrere Jahre
- Transport im Blut: Transcobalamin - Ausscheidung: Galle, Harn
Aufgaben des Vit. B12: - Coenzym - Proteinstoffwechsel - Nucleotidstoffwechsel, DNA-Synthese - Nucleinsäurestoffwechsel - Beteiligung am Aufbau von Rückenmarksneuronen - Der Vitamin B12-Stoffwechsel ist eng mit dem Folsäurestoffwechsel verbunden. - Vitamin B12 steuert die Aufnahme von Folsäure in die Erythrozyten.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 71
Seite 71
zu Cyanocobalamin: Nasschemische Analytik: Nachweis auf Co: - essigsaure bzw. neutrale Probelösung + Spatelspitze KSCN bzw. NH4SCN überschichten mit 1ml Amylalkohol-Ether-Gemisch: ergibt in wässriger Lösung ( und org.Lömi) eine blaue Färbung. - blaue Boraxperle Gehalt: - 25 mg Substanz werden in Wasser R zu 1000 ml gelöst. Die Absorption der Lösung wird im Maximum bei 361 nm gemessen. Der Gehalt an Cyanocobalamin wird mit Hilfe der spezifischen Drehung berechnet ( A 1%,1 cm= 207)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 72
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42. Arzneistoff: Cyproteronacetat Indikation: - Aknetherapeutikum für weibl. Aknepatienten - in Kombination mit Ethinylestradiol Hemmung der hormonell bedingten Steigerung der Talgproduktion - Hemmung der Gonadotropin-Sekretion Senkung des Testosteron-Spiegels im Blut Chemische Struktur: - halbsynthetisches Steroidhormon, abgeleitet vom Progesteron
Progesteron Biotransformation: - voll wirksames Antiandrogen ( auch gestagene Eigenschaften ) Naßchemische Analytik: - (1) Cl-Fällung mit Silbernitrat (nach Lassaigne-Aufschluss - (2) positive Baeyer-Probe auf Doppelbindungen - (3) positive Hydroxamsäure-Reaktion auf Ester - (4) Iodoform-Probe auf Methylketone positiv - (5) Umberger-Reaktion mit Isoniazid positiv (Ring A-Analytik) (Mechanismus siehe Dienogest) Gehalt: - 50 mg Substanz werden in Methanol R zu 50 ml gelöst. 1 ml der Lösung wird mit Methanol R zu 100 ml verdünnt. Die Adsorption wird im Maximum bei 282 gemessen. - Der Gehalt an Cyproteronacetat wird mit Hilfe der spezifischen Absorption berechnet (A 1%, 1 cm= 414).
Cyproteronacetat
O
OO
O
Cl
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 73
Seite 73
43. Arzneistoff: Dexpanthenol Indikation: - Dermatikum, Wundbehandlung, Förderung der Epithelisierung, Prophylaxe von Hautentzündungen, Bronchitis Chemische Struktur:
- R-Enantiomer Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Dexpanthenol ist idie reduzierte Form der Pantothensäure, ebenfalls biologisch aktiv. - Essentiell für die Bildung des Coenzyms A sind die endständigen OH-Gruppen bzw. bei der Pantothensäure auch die COOH-Gruppe Biotransformation:
- Dexpanthenol ist stabiler als Pantothensäure und wird leichter resorbiert
- 2,4-Dihydroxy-N- (3-hydroxypropyl)-3,3-dimethyl-butanamid - Alkohol der Pantothensäure - Säureamidstruktur
- Im Organismus Oxidation zu Pantothensäure Bestandteil des Coenzyms A und 4-Phosphopantethein: - Coenzym A Cofaktor für viele enzymkatalysierte Reaktionen, die den Transfer von Acylgruppen betreffen - Acetyl-Coenzym A Transfer von Acetylgruppen - 4-Phosphopantethein fungiert als prosthetische Gruppe des Acyl-Carrier-Proteins im Fettsäuresynthetase-Komplex
Dexpanthenol
HOHN OH
O
HO H
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 74
Seite 74
zu Dexpanthenol Nasschemische Analytik: - Sehr leicht löslich in Wasser - Leicht löslich in Ethanol 96% - pH der wässrigen Lösung ca. 5 - Keine Färbung mit konz. H2SO4 oder konz. HNO3 - Keine Färbung mit Mandelin-, Froehde- oder Marquisreagenz - Farbkomplexe mit Kupfersulfat-Lösung im natronalkalischen Milieu (7.5.) (Substanz + Wasser + verd. NaOH + Kupfersulfat-Lösung) blaue Färbung
Gehalt: - Substanz wird mit Perchlorsäue versetzt und unter Rückfluss erhitzt, nach Erkalten Dioxanzugabe, - NaphtholbenzeinLösung-Zugabe Titration mit Kaliumhydrogenphthalat-Lösung
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 75
Seite 75
44. Arzneistoff: Diazepam Indikation: - Tranquilizer, Muskelrelaxans, Schlafmittel, zur Narkoseeinleitung, anxiolytisch, antikonvulsiv, muskelrelaxierend und sedierend Chemische Struktur: - 1,4-Benzodiazepin kondensiertes Ringsystem aus einem Benzolring und einem zwei N-Atome enthaltenden Siebenring - schwache Base Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Für die Wirkung essentiell: Diazacycloheptanring u dessen Kondensation mit einem aromatischen Ring Benzolring kann durch Thiophenring oder 2-Pyridylrest ersetzt sein - Wirkverstärkung durch Methylgruppe in 1-Stellung, durch elektronenziehende Substituenten in 7-Stellung (CH3 < F < Cl< Br< NO2) und durch F oder Cl am 5-Phenylrest - Wirkverminderung durch größere Substituenten am Stickstoff und durch Substituenten in 3- oder 4-Stellung am 5-Phenylrest - Verkürzung der Wirkdauer durch OH- am C-3 Biotransformation: - in Leber oxidative Desalkylierung am Stickstoff und danach Hydroxylierung in 3-Stellung
N-Desmethyldiazepam (Nordiazepam) und Oxazepam renale Eliminierung als Glucuronid
- cave: einige Metabolite, zB. N-Desmethyldiazepam, haben ähnliche Wirkungen wie Diazepam, werden aber zT langsamer ausgeschieden Kumulation
Diazepam
N
NO
Cl
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 76
Seite 76
zu Diazepam Nasschemische Analytik: - Substanz + konz. HNO3 rot - Färbung mit konz. HNO3 gelb (durch phenyloge Amidstruktur) - Färbung mit konz. HCl nach Erwärmen gelb (durch phenyloge Amidstruktur) - Zugabe von 3 ml konz. H2SO4 zu ca. 10 mg Substanz, unter der UV-Lampe bei 365 nm grünlichgelbe Floureszenz - Chloridnachweis nach Aufschluss mit Soda im Porzellantiegel und Aufnahme de Rückstandes in verdünnter Salpetersäure oder nach Lassaigne-Aufschluss - Zimmermann-Reaktion ethanolische Lösung der Substanz + 1,3- Dinitrobenzol + Kalilauge 2,4-Dinitrocyclohexadienat-Komplex rot
Lösungen der Substanz sind instabil hydrolytische und photochemische Zersetzung beim Stehenlassen Farbänderung Gehalt: Titration in wasserfreiem Medium, Endpunktbestimmung potentiometrisch
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 77
Seite 77
Synthese von Diazepam:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 78
Seite 78
45. Arzneistoff: Diclofenac-Na Indikation: Antiphlogistikum, Antirheumatikum Chemische Struktur: - Arylessigsäurederivat - Leitet sich vom Diphenylamin ab bzw. auch vom 2,6-Dichloranilin - nicht chiral, im Gegensatz zu Naproxen und Indomethacin Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - bei 2-Arylpropionsäurederivaten: Wirkverstärkung durch Methylgruppe in α-Stellung α-Methylgruppe außerhalb des planaren Molekülteils besserer Angriff am Rezeptor - bei Diclofenac und Indometacin (Arylessigsäurederivate): sterische Funktion der α-Methylgruppe übernimmt o-ständiger Substituent (zB Chlor) Biotransformation: Hydroxylierung am Dichlorphenylrest (30-40%), am Phenylessigsäureanteil (15-20%) und an den beiden Phenylringsystemen (5-10%)
Kopplung an Glucuronsäure
Diclofenac-Na
OH
NHO
ClCl
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 79
Seite 79
zu Diclofenac-Na Nasschemische Analytik: • Smp 280°C unter Zersetzung • wenig löslich in Wasser, aber leicht löslich in Methanol, löslich in Ethanol, schwer löslich in Aceton. • Färbung mit konz. HNO3 dunkelrot • Natrium Nachweis mittels Flammenprobe • Substanz in alkal. Lösung + Kaliumhexacyanoferrat(III) gelb • Mandelin-Reaktion rotbraun • Marquis-Reaktion rotbraun • Substanz + NaNO2/HCl gelb (Hydrolyse, anschließend Diazotierung der freiwerdenden aromatischen Aminogruppe). • Pesez-Reaktion: Kaliumhexacyanoferrat(III) + Eisen(III)-Ionen braune Lösung, die als Reagenz auf Reduktionsmittel verwendet wird säuert man die Lösung an
Bildung von Eisen(II)-Ionen Berliner Blau, wobei Diclofenac zu einem farblosen Biphenyl-Derivat oxidiert Gehalt: Spektralphotometrisch, polarographisch, durch Floureszenzanalyse, gaschromatographisch, durch HPLC oder acidimetrisch Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 80
Seite 80
46. Arzneistoff: Dienogest Indikation: in Kombination mit Östrogen zur Kontrazeption Chemische Struktur: Steroidsystem, abgeleitet vom Testosteron
O
CH3
CH3
H
H H
HOH
Testosteron Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - essentielle Strukturmerkmale:
C(3): Keto-Gruppe C(17): Substitution (CH2CN-Gruppe) Δ4-Doppelbindung
Biotransformation: - Metabolisierung in der Leber: Hydrierung der Δ4-Doppelbindung, Reduktion der Ketogruppe in Ring A, Glucuronidierung
Dienogest
O
OH
CH2CN
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 81
Seite 81
zu Dienogest: Nasschemische Analytik: 1. Umberger-Reaktion: Versetzen der Substanz mit Isonicotinsäurehydrazid ⇒ Entstehen von fluoreszierenden Hydrazonen
2.a) Pagenstecher-Schönbeinsche Cyanid-Probe Ansäuern der gelösten Substanz mit Weinsäure in einem Erlenmeyerkolben, ein mit Guajakharz und Kupfersulfat imprägniertes Stück Reagenzpapier in den Kolben hängen und Gefäß verschließen ⇒ Entstehen einer blauen Färbung am Reagenzpapier durch Reaktion der freiwerdenden Blausäure mit Kupfersulfat zu Cu(II)CN und Verwandlung der Guajaksäure durch Reduktion zu Cu(I)CN in Guajakblau 2.b) Berliner-Blau-Probe Versetzen der gelösten Substanz mit Fe(II) und nach Ansäuern mit Fe(III) ⇒ Entstehen einer blauen Färbung 3.) Entfärbung von KMnO4 durch die CN-Dreifachbindung der Nitrilgruppe. Gehalt: Durch HPLC
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 82
Seite 82
47. Arzneistoff: Digitoxin Indikation: chronische Herzinsuffizienz (NYHA III und IV), Tachyarrhythmie Chemische Struktur: Steroidsaponin mit Cardenolid-Lacton, monodesmosidisch mit einer Zuckerkette Struktur-Wirkungs-Beziehungen: essentielle Strukturmerkmale: - cis-trans-cis verknüpftes Ringsystem - C(3): OH-Gruppe - C(19): Methyl-Gruppe - Lactonring Biotransformation: Metabolismus in der Leber: Hydroxylierung an C(12) zu Digoxin, schrittweiser Abbau der Zucker zu Digitoxigenin, Hydrierung der Doppelbindung des Lactonrings, Sulfatierung oder Glucuronidierung Nasschemische Analytik: 1. Kedde bzw. Raymond-Reaktion 0,5mg Substanz in 0,2ml Ethanol 60% lösen und mit 0,1ml Dinitrobenzoesäure und 0,1ml verdünnter NaOH-Lsg. versetzen ⇒ Entstehen einer violetten Färbung (Meisenheimer-Salz)
Me
OH
O
O
HH
acide H´s
NaOH Me
OH
O
O
H
COOH
NO2O2N Me
OH
O
O
HO2N
N+O--O
COOH
Meisenheimer Salz, violett
Me
ROH
HMe
O
O
H
H
Me
RO
HMe
OHO
O
OH
R =
Digitoxigenin
O OO
OO O
DigitoxigeninHO
OH OH
OHMe
Me
Me
Digitoxin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 83
Seite 83
zu nasschemische Analytik Digitoxin 2. Keller-Kiliani-Reaktion 0,5mg Substanz mit 1ml Essigsäure 99% erwärmen, dann erkaltete Lsg. mit 0,05ml Fe(III)Cl3-Lsg. versetzen und vorsichtig mit 1ml Schwefelsäure 96% unterschichten ⇒ Entstehen eines braunen Rings an der Berührungsfläche, später grüne und dann blaue Färbung der oberen Schicht 3. Legalsche Probe Versetzen der Substanz mit Nitroprussidnatrium (Na2(NO)Fe(CN)5, Fe hat die Ox.-Zahl +3) und NaOCH3 ⇒ Entstehen eines tiefroten Komplexes
4. Nachweis auf Digitoxose Versetzen der Substanz mit dem Pentose-Reagenz nach Bial (Orcin und Fe(III)-Ionen) ⇒ Farbreaktion (acido-basisches Indikatorverhalten) Gehalt: photometrische Bestimmung bei 495 nm in Ethanol unter Zusatz von alkalischer Natriumpikrat-Lösung
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 84
Seite 84
48. Arzneistoff: Diltiazem * HCl Indikation: KHK (Angina pectoris), arterielle Hypertonie, supraventrikuläre Tachykardie, Calciumantagonist, vgl. Verapamil Chemische Struktur: Benzothiazepinon-Struktur, außerdem Arylmethoxy-Derivat und acetylierte sek. Alkoholfunktion; tertiäres Amin, welches protoniert wird Struktur-Wirkungs-Beziehungen: essentielle Strukturmerkmale: 2S, 3S-Enantiomer Biotransformation: Metabolisierung in der Leber über CYP3A4 und 2D6 zu ebenfalls aktiven Metaboliten
Diltiazem
N
S
O
O
OO
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 85
Seite 85
zu Diltiazem: Nasschemische Analytik: 1. Reaktion mit Reineckesalz-Lösung NH4
+[Cr(SCN)4(NH3)2]- 50mg Substanz in 5ml Wasser lösen und mit 1ml Reineckesalz-Lsg. versetzen ⇒ rosa Niederschlag 2.a) Identitätsreaktion auf Chlorid aus der Ursubstanz Ansäuern der gelösten Substanz mit Salpetersäure 12,5%, mit 0,4ml Silbernitratlösung versetzen und nach Schütteln stehen lassen ⇒ Entstehen eines weißen, sich zusammenballenden Niederschlags Zentrifugieren und drei Mal mir Wasser waschen, danach Rückstand in 2ml Wasser suspendieren und mit 1,5ml NH3 17% versetzen ⇒ Niederschlag löst sich auf oder 2.b) Identitätsreaktion auf Chlorid Versetzen der Substanz mit 0,2g Kaliumdichromat und 1ml Schwefelsäure 96% in einem Reagenzglas und einen mit 0,1ml Diphenylcarbazid-Lsg imprägnierten Streifen Filterpapier über die Öffnung halten ⇒ Entstehen einer violetten Färbung am Filterpapier 3. Schwefel in Ox.-Stufe -2: - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. Gehalt: Titration mit 0,1molarer Perchlorsäure in Acetanhydrid und wasserfreier Ameisensäure (30:1) und Bestimmung durch Potentiometrie
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 86
Seite 86
49. Arzneistoff: Dimetinden Indikation: Antiallergikum, H1-Antihistaminikum der ersten Generation, Antipruriginosum Chemische Struktur: Benzocyclopentadien-Struktur (Inden), indolähnlich, aber ohne N im Fünfring. Es liegt normalerweise als Maleat vor (Salz der Maleinsäure = cis-Ethendicarbonsäure). Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Die Ethylamingruppe ist essenziell für alle H1-Antihistaminika. Sie ist verknüpft mit einem oder zwei carbo- oder heterozyklischen Ringen (R1 oder R2), wobei die Verknüpfung mit dem Ethylamin-Strukturelement über ein Stickstoff- (Ethylendiamin-Typ), Kohlenstoff- (Propylamin-Typ) oder Sauerstoffatom (Colamin-Typ) (X) erfolgen kann. Im Gegensatz zu Histamin ist die Aminfuktion der H1-Antagonisten stets ein tertiäres Amin (R3, R4). Biotransformation: Hauptmetabolit: 6-Hydroxydimetinden Nasschemische Analytik: - Stickstoff-Nachweis nach Lassaigne-Aufschluss - Nachweis des tertiären Amins mit Dragendorff-Reagenz - Pyridin-Nachweis durch Zincke-König-Spaltung - Olefinische Doppelbindung im Inden: Entfärbung von KMnO4-Lösung (Baeyersche Probe) Gehalt: Dimetinden wird in wasserfreier Essigsäure gelöst und mit Perchlorsäure (0,1mol⋅l-1) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt.
Dimetinden
N
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 87
Seite 87
50. Arzneistoff: Doxycyclin Indikation: Breitspektrumantibiotikum: Anwendung bei Infektionen der Luft- und Harnwege und des GIT Chemische Struktur: Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - bakteriostatisch, Blockierung der Andockung der Aminoacyl-t-RNA an der 30S-Untereinheit der bakt. Ribosomen. - Die einzelnen Tetracycline unterscheiden sich durch die Substituenten an C(5), C(6) und C(7), während die übrige essenzielle Struktur unverändert bleibt - Substituenten an C(1)-(3) und C(10)-(12) sind an der Bindung der Tetracycline an das Ribosom beteiligt. Veränderungen dieser funktionellen Gruppen führt in der Regel zu einer deutlichen Wirkungsabschwächung. - Wirkstoffe ohne Dimethylamino-Funktion an C(4) sind in vivo unwirksam - Einführung kleiner Substituenten an C(5) oder C(6) verändert die Pharmakokinetik und wirkt sich kaum auf die Pharmakodynamik aus. Raumfüllende Gruppen an C(6) führen zum Rückgang der Aktivität gegen gramnegative Erreger. - Elektronenziehende Substituenten an C(7) erhöhen die antibakterielle Aktivität Biotransformation: Doxycyclin wird zum größten Teil unverändert über den Darm oder im Harn eliminiert.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 88
Seite 88
zu Doxycyclin: Nasschemische Analytik:
• werden etwa 2 mg Substanz mit 5 ml Schwefelsäure R versetzt, entwickelt sich eine gelbe Färbung • konz. H2SO4: gelb • konz. HNO3: schwach gelb • 3N-NaOH: gelb • Marquis-Reaktion: gelb mit rotbraunen Punkten • Mandelin-Reaktion: braun • Froehde-Reaktion: schwach gelb • tert. Amin: Dragendorff • phenol. OH-Gruppe mit FeCl3
Gehalt: Gehaltsbestimmung mittels HPLC Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 89
Seite 89
51. Arzneistoff: Doxylamin Indikation: H1-Antihistaminikum der ersten Generation, Sedativum, Antiemetikum Chemische Struktur: Pyridin, tert. Alkylarylpyridyl-Ether, tert. Amin, Ethanolamin-Partialstruktur Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Die Ethylamingruppe ist essenziell für alle H1-Antagonisten. Sie ist verknüpft mit einem oder zwei carbo- oder heterozyklischen Ringen (R1 oder R2), wobei die Verknüpfung mit dem Ethylamin-Strukturelement über ein Stickstoff- (Ethylendiamin-Typ), Kohlenstoff-(Propylamin-Typ) oder Sauerstoffatom (Colamin-Typ) (X) erfolgen kann. Im Gegensatz zu Histamin ist die Aminfuktion der H1-Antagonisten stets ein tertiäres Amin (R3, R4). Biotransformation: - Die Metabolisierung erfolgt hauptsächlich in der Leber. N-Desmethyldoxylamin, N,N Didesmethyldoxylamin und deren N-Acetyl-Konjugate wurden
nachgewiesen.
Doxylamin
NO
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 90
Seite 90
zu Doxylamin Nasschemische Analytik: - Mandelin-Reaktion: gelbgrün→ blaugrün - N-Nachweis nach Lassaigne-Aufschluss - Chen-Kao-Reaktion auf Ethanolaminderivate positiv - Dragendorff-Probe auf tertiäre Amine - Zincke-König-Spaltung von Pyridin-Derivaten Gehalt: Doxylamin wird in wasserfreier Essigsäure gelöst und mit Perchlorsäure (0,1mol⋅l-1) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. Synthese:
1. 2-Acetylpyridin wird mit Phenylmagnesiumbromid umgesetzt→ Grignard-Reaktion 2. Der entstandene Alkohol wird durch Zugabe von Natrium in das Natriumsalz umgewandelt und anschließend mit N-(2-Chloroethyl)dimethylamin alkyliert.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 91
Seite 91
52. Arzneistoff: Enalapril Indikation: Antihypertensivum (ACE-Hemmer) Chemische Struktur: Imitation einer Angiotensin-I-Partialstruktur der Peptidkette, falsches Substrat für das Angiotensin Convertig Enzyme Peptid aus den 3 Aminosäuren um ein C-Atom erweitertes Phenylalanin – Glycin – Prolin, wobei das erweiterte Phenylalanin als Ethylester vorliegt. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Enalapril ist ein Produrg-> durch Esterhydrolyxe entsteht die wirksame Säure (Enalaprilat) Prolin-Struktur passt ins aktive Zentrum von ACE (= Angiotensin-Konversions-Enzym) Carboxylat-Rest: wrid am Zink-Kation gebunden Phenylethylrest: entspricht dem Phenylalaninrest von AT I Sterochemie ist wichtig; stereospezifische Bindung v.a. bei 2. Methylgruppe Enalapril ist das SSS-Enantiomer
Biotransformation: Elimination erfolgt zu > 60% über die Niere
Enalapril
ONH
N
O O COOH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 92
Seite 92
zu Enalapril Nasschemische Analytik:
1. Etwa 30 mg Substanz werden in 3 ml Wasser R gelöst. Die Lösung wird mit 1 ml Bromwasser R versetzt, auf dem Wasserbad erwärmt, bis das Brom vollständig verflüchtigt ist, und dann abgekühlt. Werden 0,2 ml Lösung mit 3 ml einer Lösung von Resorcin R (3f/l) in Schwefelsäure R versetzt und auf dem Wasserbad 15 min erhitzt, entwickelt sich eine rötlich braune Färbung.
2. Etwa 30 mg Substanz werden mit 0,5 ml einer Lösung von Hydroxylamin-Hydrochlorid R (100mg/l) in Methanol R und 1 ml einer Lösung von KOH R (100mg/l) in Ethanol 96% R versetzt und zum Sieden erhitzt. Wird nach dem Erkalten mit verdünnter Salzsäure angesäuert und mit 0,2 ml einer im Verhältnis 1 zu 10 verdünnten Eisen(III)chlorid-Lösung R1 versetzt, entsteht eine rötlichbraune Färbung.
(Quelle: EuAB) Gehalt: 0,1 g Substanz in CO2 –freiem Wasser R zu 30 ml gelöst, werden mit NaOH-Lösung (0,1 mol/l) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie gestimmt. Die Titration wird zum 2. Wendepunkt durchgeführt.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 93
Seite 93
53. Arzneistoff: Ephedrinhydrochlorid Indikation: Als indirektes Sympathomimetikum bei: Asthma bronchiale, Husten, Rhinitis, allergischen Erkankungen(Heuschnupfen) und Kreislaufschwäche Chemische Struktur: Phenylethylaminderivat, ähnlich der Adrenalinstruktur, aber ohne phenolische OH-Gruppen Struktur-Wirkungs-Beziehungen: OH-Gruppe -> erhöhte Hydrophilie -> erschwerte Überwindung der Blut-Hirn-Schranke -> geringere psychische Abhängigkeit im Vergleich zu anderen Psychostimulatien vom Amphetamintyp Biotransformation: • Oxidative Entalkylierung am Stickstoff und/oder Hydroxylierung am Benzolring • Elimination als Glucuronide
Ephedrinhydrochlorid
HO
HN
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 94
Seite 94
zu Ephedrin-HCl Nasschemische Analytik: (weiße Nadeln) 1. Ninhydrin-Reaktion: Rote bzw. violette Färbung 2. Chen-Kao-Reaktion: Violetter Farbkomplex mit Kupfersulfat-Lösung Nach Zusatz von 1 ml Ether und Umschütteln färbt sich die organsiche Schicht purpurrot, während die wässrige Schicht eine blaue Farbe annimmt 3. Geruch von Benzaldehyd, wenn die wässrige etwa 0,2 %ige Lösung mit 3 Tropfen 3N-NaOH und 3 Tropfen 5%iger Kaliumhexacyanoferrat (III)-Lösung erwärmt wird (entweichende Dämpfe färben angefeuchtetes rotes Lackmuspapier lau) (Smp.: 217-220°C) Gehalt: 0,15 g Substanz, in 50 ml Ethanol 96% R gelöst und mit 5 ml HCl (0,01 mol/l) versetzt, werden mit NaOH-Lösung (0,1 mol/l) titriert. Das zwischen den beiden mit Hilfe der Potentiometrie bestimmten Wendepunkten zugesetzte Volumen wird abgelesen. Synthese (nicht klausurrelevant)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 95
Seite 95
54. + 55. Arzneistoff: Estradiol und Estradiolbenzoat
Indikation: 1. Substitutionstherapie z.B. bei primärer Amenorrhoe, verzögertem Pubertätseintritt 2. Behandlung von Carzinomen der Prostata und der Brust nach Eintritt der Menopause 3. bei klimakterischen Beschwerden 4. in hormonellen Kontrazeptiva Chemische Struktur: Estrogen-Steroid mit phenolischem Ring A, die phenolische OH-Gruppe verestert mit Benzoesäure zur Erhöhung der Lipophilie Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Durch folgende partialsynthetische Veränderungen wird die Wirkdauer bei oraler Einnahme verlängert: 1. 17α-Ethinylgruppe (Ethinylestradiol s. u.) 2. Veretherung der 3-OH-Gruppe (Mestranol) 3. Veresterung von 3-OH und 17β-OH -> Depotöstrogene
Estradiol
HO
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 96
Seite 96
zu Estradiol und Estradiolbenzoat Auch Stilben-Derivate haben Östrogenwirkung (z. B. Fosfestrol, Diethylstilbestrol)
Biotransformation: • Estriol ist gemeinsames Biotransformationsprodukt (10% der Estrogenwirkung). Es entsteht durch 16α-Hydroxylierung • Neben dem Hauptmetabolit Estriol entsteht außerdem Estron, das durch die Estradiol-17β-Dehydrogenase entsteht • Renale Elimination als Glucuronide oder Sulfate
Nasschemische Analytik: 1. Froehde-Reaktion: Blaufärbung bei 17β-Estradiol Gelblich-grüne Färbung mit stark grüner Fluoreszenz bei 17α-Estradiol 2. Reaktion mit konzentrierter H2SO4:
Charakteristische Färbung -> Blindversuch (Kober-Reaktion) Kober-Produkt: rot, mit grünlicher Fluoreszenz bei 365 nm: 3. Kupplung mit diazotierter Sulfanilsäure (Phenol-Nachweis) Rote Färbung Gehalt (für Estradiolbenzoat) Photometrisch: 25 g Substanz werden in wasserfreiem Ethanol R zu 250 ml gelöst. 10 ml Lösung werden mit wasserfreiem Ethanol R zu 100 ml verdünnt. Die Absorption wird bei 231 nm gemessen.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 97
Seite 97
56. Arzneistoff: Ethacridinlactat
N+
ONH2
H2NH
COO-H3C
OHH Indikation: Desinfektionsmittel; bewährt sich besonders bei der Behandlung infizierter Wunden und Pyrodermien (Abszesse, Furunkel); auch in Zahnheilkunde zur Wundversorgung als Implantat; teilweise auch zu Blasen- und Vaginalspülungen verwendet; Konz. in Salben: 0,2%; Konz. in Spülungen/Verbänden: 0,05%-0,1% Nebenwirkungen: häufig Kontaktallergien Wird auch als Desinfiziens bei Diarrhöen eingesetzt. Chemische Struktur: Acridin-Struktur (Acridin = Dibenzopyridin)mit 2 aromatischen primären Aminogr. und einer Ethoxygruppe. Der Acridin-Stickstoff ist der basischste und wird von der L-Milchsäure protoniert. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Der Wirkmechanismus ist nicht sicher bekannt. Es wird vermutet, dass das Kation mit Nukleinsäuren der Erreger reagiert. Ein systemischer chemotherapeutischer Effekt fehlt der Substanz, Biotransformation: größtenteils unverändert z. T. Oxidation zu Acridonderivaten, die renal eliminiert werden.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 98
Seite 98
zu. Ethacridinlactat: Nasschemische Analytik: Aussehen: Gelbliches Pulver, das ein Monohydrat bildet und bei etwa 230°C unter Zersetzung schmilzt Löslichkeit: Wasser: gut löslich Ethanol: schwer löslich 3N H2SO4: nicht löslich (?) (mit 10%iger H2SO4: Bildung des schwerlöslichen Ethacridinsulfat→orange) 3N HNO3: nicht löslich (?) pKs: 11,04 Stas-Otto: Fraktion V
• Die wässrige Lösung fluoresziert im UV-Licht (356nm) intensiv grün. Diese Fluoreszenz bleibt besetehen, wenn man die Lösung mit 1M Salzsäure ansäuert, verschwindet dagegen, wenn mit Alkalilauge versetzt wird.
• Mit Cobalt(II)Chlorid- und Kaliumhexacyanoferrat(II)-Lösung entsteht ein grün gefärbter Komplex • Durch Zusatz von Iod entsteht ein rotes Diazoniumsalz • Kupplungsreaktion mit diazotierter Sulfanilsäure: Kirschrot • Chromotropsäure-Reaktion: Rot • Tüpfeln mit Diazo-Reagenz I: intensiv rot • Fröhde-Reaktion: Dunkelbraun • Mandelin-Reaktion: Braun-Schwarz • Marquis. Dunkelrot-braun • konz. H2SO4: orange • konz. HNO3: rotbraun
Gehalt: 0,2g Substanz werden in 5ml wasserfreier Ameisensäure gelöst. Unmittelbar nach Zugabe von 60ml Acetanhydrid + 0,3ml Kristallviolett-Lösung wird nach Titration in wasserfreiem Medium mit 0,1N Perchlorsäure titriert, wobei nach einem allmählichen Farbwechsel von fluoreszeierendem Weinrot über Dunkelgrün nach Hellgrün der Farbumschlag von Hellgrün nach Gelbgrün erfolgt. 1 ml 0,1N Perchlorsäure entspricht 34,34mg Ethacridinlactat.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 99
Seite 99
57. Arzneistoff: Ethinylestradiol Indikation: hormonelle Kontrazeption Die kontrazeptive Wirkung von Estrogenen (in Kombination mit Gestagenen) beruht auf der Unterdrückung der Ovulation durch einen antigonadotropen Effekt, einer Verhinderung der Einnistung des Eies, wenn eine Ovulation noch stattfinden sollte und der Hemmung des Penetrationsvermögens der Spermien durch Viskositätserhöhung des Zervikalschleims. Chemische Struktur: Partialsynthetisches Estrogen mit Ethinylierung am C17, OH-Gruppeam C-17, R-Konfiguration Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Ethinylierung von Estrogenen in Position 17 führt zu Produkten, in denen der eingeführte Rest die α-Position einnimmt und die OH-Gruppe β-ständig bleibt wie in den nativen Estrogenen. Dies spricht für die gute Absorption als auch systemische Wirkung der Verbindung. Biotransformation: Estrogene werden in der Leber metabolisiert durch Hydroxylierungen und Dehydrierungen sowie Konjugationen mit aktivierter Glucuronsäure und aktivem Sulfat. Estradiol wird in der Leber zum Estron dehydriert und durch Hydroxylierung in Position 16α zum Estriol abgewandelt. Eine Hydroxyleriung ist auch in Position 2 möglich. Die Estrogene werden glucuronidiert oder mit Sulfat konjugiert und die Konjugate renal eliminiert und z.T. in den entero-hepatischen Kreislauf eingeschleust Bioverfügbarkeit: 50% t1/2: 10h,
Ethinylestradiol
HO
OHC CH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 100
Seite 100
zu Ethinylestradiol Nasschemische Analytik: Aussehen: weißes bis schwach-gelblich-weißes, kristallines Pulver Löslichkeit: praktisch unlöslich in Wasser, leicht löslich in Ethanol 96%; die Substanz löst sich in verdünnten Alkalihydroxidlaugen Schmelzpunkt: 185°C (wasserfreie Form) 140-150°C (Hemihydrat) pKs der phenolischen Hydroxy-Gruppe: 10,40 Nachweise:
• 1 mg in 1 ml Schwefelsäure 96% gelöst: es entsteht eine orange-rote Färbung mit grünlicher Fluoreszenz im ultravioletten Licht bei 365nm. Wird die Lösung in 10ml Wasser gegebe, schlägt die Farbe in Violett um und ein violetter Niederschlag bildet sich. (Kober-Reaktion), s. Estradiol
• Mandelin-Reaktion: tiefes Weinrot bis violett (?) • Marquis-Reaktion: weinrot bis lila • konz. H2SO4: leuchtend rot • konz. HNO3: orange-rot • Phenolnachweis durch Kupplung mit diazotierter Sulfanilsäure • Bayersche Probe mit KMnO4-Lösung positiv wegen der C-C-Dreifachbindung. •
Gehalt: 0,200 g Substanz in 40ml Tetrahydrofuran R gelöst, werden nach Zusatz von 5ml einer Lösung von Silbernitrat R (100g/l) mit Natriumhydroxid-Lösung (0,1mol/l) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. Eine Blindtitration wird durchgeführt. 1ml Natriumhydroxid-Lösung (0,1mol/l) entspricht 29,64mg Ethinylestradiol. Synthese:
Man gewinnt Ethinylestradiol in hohen Ausbeuten durch Umsetzung von Estron mit Lithiumacetylid in flüssigem Ammoniak oder in Tetrahydrofuran/ter-Butanol. Estron ist totalsynthetisch oder durch Aromatisierung von Androstandion zugänglich
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 101
Seite 101
58. Arzneistoff: Fentanylcitrat
Indikation: Opioid-Analgetikum (reiner Agonist aus der Familie der Phenylpiperidine); ca. 100Mal stärker wirksam als Morphin; Fentanyl zeichnet sich aus durch starke analgetische und atemdepressive Wirkung. Es hat eine kurze Wirkdauer (1-2h) und Plasmahalbwertszeit (t1/2: 30 min). Fentanyl ist gut fettlöslich, tritt deshalb schnell ins ZNS ein, verlässt es aber auch bald durch Umverteilung in andere Gewebe. Einsatzgebiet ist bei Operationen wegen der kurzen Wirkdauer oder in der palliativen Krebstherapie in Form von Transdermalen Therapeutischen Systemen mit einer Analgesie von 72h. Chemische Struktur: Phenylpiperidinderivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: N-Alkyl-substituiertes Piperidin-Derivat; ist in seiner analgetischen Aktivität etwa 100x stärker als Morphin, hat jedoch nur eine kurze Halbwertszeit (ca. 30 min). Wie Morphin bindet es im ZNS vorwiegend an µ-Rezeptoren und zeigt somit auch die typischen Begleitwirkungen. Im Vergleich mit Morphin ist Fentanyl wesentlich lipophiler, was die Überwindung der Blut-Hirn-Schranke ermöglicht. Biotransformation: über CYP3A4 zu Norfentanyl (aktiv) und Phenylacetaldehyd; Der Wirkstoff wird auch zu einem 4-Anilino-Piperidin-Derivat (aktiv) und Propionsäure hydrolysiert. Ausscheidung: vorwiegend renal (<10% unverändert)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 102
Seite 102
zu Fentanylcitrat Nasschemische Analytik: Aussehen: weißes bis fast weißes Pulver Löslichkeit: löslich in Wasser, leicht löslich in Methanol, wenig löslich in Ethanol 96%; schwer löslich in Aceton; sehr schwer löslich in Diethylether Schmelzpunkt: 152 °C (schmilzt unter Zersetzung) pKs 8,4 Carbonsäurenachweis (Citrat) mit der Hydroxamsäure-Bildung (Thionylchlorid, dann Hydroxylamin, schließlicht Zugabe von Fe3+) Spezieller Citrat-Nachweis kann auch durch Behandlung mit KMnO4-Lösung erfolgen, die Citronensäure verliert alle 3 COOH-Gruppen durch Decarboxylierung, das verbleibende Isopropanol wird zu Aceton oxidiert (Geruch); außerdem Nachweis des CO2 mit Barytwasser. Fentanyl-Teil: Sek. Amin mit Simon-Awe Reaktion nachweisbar. Gehalt: 0,300 g Substanz, in 50ml einer Mischung von 1 Volumenteil wasserfreier Essigsäure R und 7 Volumenteilen Ethylmethylketon gelöst, werden nach Zusatz von 0,2ml Naphtholbenzein-Lösung R mit Perchlorsäure (0,1mol/l) titriert. 1ml Perchlorsäure (0,1mil/l) entspricht 52,86mg Fentanylcitrat
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 103
Seite 103
59. Arzneistoff: Fexofenadin-HCl Indikation: allergische Reaktion, Heuschnupfen, allergische Rhinitis, Urtikaria, H1-Rezeptorantagonist der zweiten Generation. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Histamin Grundstruktur der H1-Rezeptor Antagonisten
NNH NH2
X
NR4
R3R1
R2 X = N, C, O Histamin: hydrophiles Molekül, basischer Imidazolring + Ethylamingruppe H1-Antagonisten: lipophile Stickstoffbasen + eine aliphatische Seitenkette, Gemeinsam mit Histamin ist das substituierte Ethylamin-Grundgerüst Ethylamingruppe: ist essentiell für die H1-Antagonisten; sie ist verknüpft mit einem oder zwei carbo- oder heterozyklischen Ringen (R1, R2),
die über N, C, O mit dem Ethylamin-Strukturelemt verknüpft sind Aminfunktion: ist immer ein tert. Amin (R3, R4) im Gegensatz zum Histamin; Ihre Basizität beeinflusst die Aktivität der Verbindung pkA-Werte: im Bereich 8.6 1.Generation: sehr lipophil passieren gut die BBB + erhebliche NW
v.a. zu Beginn: 1. Sedierung Beeinträchtigung der Vigilanz (Wachsein) + Verkehrsuntüchtigkeit 2. anticholinerge Wirkungen
2.Generation: aufgrund Polarität als Zwitterion keine Sedierung mehr u. keine relevanten anticholinergen Effekte CAVE: kardiotoxisches Potential Biotransformation:
• Aktiver Metabolit von Terfenadin • Liegt unter physiologischen Bedingungen dissoziert vor • Wird nicht über das Cytochrom-P450-System metabolisiert • Kaum Metabolisierung • 12 % des unveränderten Wirkstoffes renale Ausscheidung • 80 % biliäre Elimination
Fexofenadin
N
OH
OH
COOH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 104
Seite 104
Zu Fexofenadin-HCl Nasschemische Analytik: Aussehen: sauberes weiß, pulvrig mit kleinen Klümppchen Löslichkeit: nicht löslich in H2O, NaOH, H2SO4 Färbereaktionen: - 3 N NaOH keine Färbung - konz. H2SO4 leicht gelb - konz. HNO3 keine Färbung - Froehde helllila - Mandelin dunkles rot-braun - Marquis orange-rot Nachweise: - Carbonsäure (Hydroxamsäure) - tertiäres Amin (Dragendorff) - Chlorid-Nachweis mit Silbernitrat aus salpetersaurer Lösung Gehalt: Potentiometrische Titration in wasserfreier Essigsäure mit 0,1 N Perchlorsäure
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 105
Seite 105
60. Arzneistoff: Fluoxetinhydrochlorid Indikation: Depression, Bulimia nervosa (neueste Studien besagen keine bessere Wirkung als Placebo), Zwangsneurose Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• Gehört zu den Nichttricyclischen Antidepressiva • Ist ein Phenoxypropylamin-Derivat, dh. Besitzt ein Phenoxypropylamin-Gerüst mit sek. Aminogruppe • Räumliche Anordnung der Phenoxy-substituierten C3-Kette ist für optimale Bindung an Rezeptor nötig • Die Selektivität für SERT hängt vom Substitutionsmuster am Phenoxy-Ringsystem ab • Mono-Substitution in para-Position erhöht Selektivität für SERT • Mono-Substitution in ortho-Position erhöht Selektivität NERT • Disubstitution in ortho- oder meta-Position hat keinen Einfluss auf die Selektivität
Biotransformation:
• Geringfügiger FPE BV 85% • Hohe Lipophilie passiert BBB
Nasschemische Analytik: Aussehen: weißes bis fast weißes, kristallines Pulver Löslichkeit: Wenig löslich in Wasser, leicht löslich in Methanol, wenig löslich in Dichlormethan In 3 N NaOH nicht löslich und 3 N H2SO4 nicht löslich, pKS1 = 9,5 Färbereaktionen: - 3 N NaOH keine Färbung Gehalt: - konz. H2SO4 gelblich Nach EuAB mit der Flüssigchromatographie (HPLC) - konz. HNO3 leicht grüngelb - Froehde gelb - Mandelin grau-braun - Marquis rost-rot Identifizierung: - IR, Chlorid-Nachweis, sek. Amin: Simon-Awe-Reaktion; - nach Lassaigne-Aufschluss: Fluorid-Nachweis durch Umfärbung von Zr-Alizarin-Farblack von rot nach gelb
Fluoxetin
O
HN
CF3
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 106
Seite 106
Synthese von Fluoxetin:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 107
Seite 107
61. Arzneistoff: Fluphenazindihydrochlorid (Fluphenazin x 2 HCl) (Beide Piperazin-N´s sind protoniert) Indikation:
Endogene und exogene Psychosen, Schizophrenie, Manie, Zentrales Erbrechen, Angst- und Erregungszustände, Tranquillisierende Therapie bei Erkrankungen wie Gastritis, Magengeschwüren, Angina pectoris
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Allgemein:
• Alle Phenothiazin-Derivate leiten sich vom Promazin ab: • 3 Strukturkomponenten: Ringgerüst, Kohlenstoff-Kette, Amino-Komponente • Variationsmöglichkeiten und Einflüsse:
o Variation Amino-Komponente Neuroleptische Potenz steigt, z.B. Einführung N-substituierten Piperazin-Ringsystem o Variation der Kohlenstoff-Kette Veränderung im Wirkspektrum, wobei die Anzahl C-Atome zw. Tricyclus und Amin-Komponente in
Seitenkette bestehen bleiben muss o Substitution am Phenothiazin-Rest hat einen starken Einfluss auf die Bioreaktivität des Tricyclus
Fluphenazin: • Phenothiazin-Derivat mit Piperazinyl-alkyl-Seitenkette aus der Perphenazin-Gruppe • Wirken weniger selektiv auf D2-Rezeptoren als Butyrophenone • Blockieren muscarinerge und histaminerge Rezeptoren sediernede und vegetative NW • Durch Piperazinrest in Seitenkette Steigerung antipsychotischen Potenz • EPMS häufig
Fluphenazinhydrochlorid
S
N
N
N
OH
CF3
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 108
Seite 108
zu Fluphenazin x 2HCl Biotransformation:
• Veränderung schon während FPE, da ausgeprägte Reaktivität der Phenothiazine gegenüber oxidativen Biotransformationsreaktionen. BV gering • Erhöhung neuroleptischen Potenz durch Verringerung der Bioreaktivität, z.B. Verringerung der Redoxaktivität des Tricyclus (z.B. bei CF3-Substitution) • Entgegengesetzt wirken Substituenten, wie - O – CH3 bzw. – S CH2 – CH3 Wichtigste Reaktionen, die zu polaren bzw. unwirksamen Metaboliten führen bei Derivaten des Promazin-Typs:
1. Sulfoxidation 2. Hydroxylierung und Konjugation
Nasschemische Analytik: Aussehen: weißes bis fast weißes, kristallines Pulver Löslichkeit: leicht löslich in Wasser, schwer löslich in Dichlormethan und Ethanol 96% In 3 N NaOH schwer löslich bis gar nicht und 3 N H2SO4 gelöst Färbereaktionen:
3 N NaOH leicht gelb Gehalt: konz. H2SO4 hellorange 0,220 g Substanz, in einer Mischung von 10 ml wasserfreien Ameisen säure R konz. HNO3 kurz braun, dann gelb und 40 ml Acetanhydrid R gelöst,werden mit Perchlorsäure (0,1 mol/l) titriert. Froehde dunkelbraun-scharz Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potetiometrie (2.2.20) bestimmt. Mandelin rotbraun 1 ml Perchlorsäure (0,1 mol/l) entspricht 25,52 mg C22H28Cl2F3N3OS Dragendorff: positiv (tert. Amin) primärer Alkohol, oxidierbar mit K2Cr2O7 zur Carbonsäure, gleichzeitig Grünfärbung durch Bildung von Cr3+-Ionen Fluorid-Nachweis positiv nach Lassaigne-Aufschluss (z.B. mit Zr.-Alizarin-Farblack), außerdem S-Nachw. positiv. Chen-Kao-Reaktion positiv, Ethanolamin-Derivat Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 109
Seite 109
NH
R1 R1NH
S
Diphenylamin mit R1 = CF3
Schwefelpulver Hitze Cl Cl
S
N R1
Cl
Alkylierung
S
N R1
NN
OH
NH
N
OH
Phenothiazin-Grundgerüst
NaNH2
Synthese von Fluphenazin x 2 HCl:
Gehalt:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 110
Seite 110
62. Arzneistoff: Fluvastatin-Na Indikation: - CSE-Hemmer, bei Hypercholesterolämie Chemische Struktur: - Indolderivat - p-Fluorphenylsubstituent am Indolfünfring - Isopropylgruppe am Indol-Stickstoff - Seitenkette Dihydroxacarbonsäure, mevalonsäureähnlich, mit einer Doppelbindung (trans) zur sterischen Fixierung Wirkmechanismus: - Kompetitive Hemmung der HMG-CoA-Reduktase (Ähnlichkeit mit der Mevalonsäure, passt in die Bindungstasche).
Analytik: - t.- Amin: Dragendorff - Baeyer-Probe auf olefinische Doppelbindungen mit KMnO4 positiv - Carbonsäurenachweis durch Hydroxamsäurebildung mit SOCl2 und Hydroxylamin sowie FeCl3 positiv - gelbe Flammenfärbung durch Na+
N
F
COONaOH OH
Fluvastatin Natriumsalz
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 111
Seite 111
zu Fluvastatin-Na.: Biotransformation: - Metabolismus über CYP2C9, also Interaktionen mit anderen CYP-Hemmern möglich - Elimination zu über 90 % biliär, ca. 6 % renal Gehalt: HPLC oder potentiometrische Titration mit HClO4 in Eisessig.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 112
Seite 112
63. Arzneistoff: Folsäure Indikation:
• Gehört zu den Vitaminen der B-Gruppe • Folsäure-Prophylaxe in der Schwangerschaft zur Verminderung des Risikos
von Neuralrohrdefekten • Folsäure-Hypovitaminosen • Alkoholismus • Bei Gabe bestimmter Pharmaka („Interaktionen“)
Chemische Struktur: Besteht aus den Partialstrukturen (S)-Glutaminsäure, 4-Aminobenzoesäure (PABA), 6-Methylenpterin Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• Pteroylglutaminsäure • 6-Methylenpterin und 4-Aminobenzoesäure bilden zusammen die Pteroinsäure • Glutaminsäure ist peptidartig mit p-Aminobenzoesäure verknüpft • p-Aminobenzoesäure am Stickstoff mit 2-Amino-4-hydroxy-6-methyl-pteridin substituiert • Wirkform: Tetrahydrofolsäure
Biochemie:
• Folsäure (FS) wird durch Folsäure-Reduktase zur 7,8-Dihydrofolsäure (DHF) • DHF wird durch Dihydrofolsäure-Reduktase zur 5,6,7,8 –Tetrahydrofolsäure (THF) • THF dient als Überträgersubstanz für C1-Bausteine: Methylgruppen, Methylengruppen und Formylgruppen
wichtig für DNA-Synthese
Biotransformation: • mit der Nahrung zugeführte Folsäure wird durch aktiven Transport nach Dekonjugation im Dünndarm resorbiert • aktiver Mechanismus an dem Glucose- und Natriumionen beteiligt sind • folgt einer Sättigungskinetik • in der Leber gebildete Folsäure unterliegt einem enterohepatischen Kreislauf; wird quantitativ rückresorbiert • Elimination erfolgt renal • HWZ (min) = 45
HOOCHN
Folsäure
OHOOC
HN
N
N
NH
N
O
NH2
4-Amino-benzoesäure 6-Methylenpterin(S)-Glutaminsäure
Pteroinsäure
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 113
Seite 113
zu Folsäure Nasschemische Analytik: Farbreaktion Färbung
Froehde Keine Färbung
Mandelin Hellgrün
Marquis Braun-lila
H2SO4 konz. Gelb
HNO3 konz. Zitronengelb
Löslichkeit Bewertung
Wasser - (nicht löslich)
3N-NaOH ++ (gut löslich)
3N-H2SO4 + (schlecht löslich)
• Folsäure gib in verd. NaOH nach Zusatz von 1 Tropfen KMnO4-Lösung eine blaue Fluoreszenz • Im UV-Licht bei 365 nm zeigt Folsäure einen gelben Fleck • In einer Lösung der Substanz in 0,1 N-NaOH bildet sich auf Zusatz von CuSO4-Lösung ein gelbgrüner, flockiger NS • phenolische OH-Gruppe mit FeCl3 • primäres aromatisches Amin: Azokupplung nach Hydrolyse zu p-Aminobenzoesäure
Gehalt:
• Flüssigchromatographie • Reduktive Spaltung, Diazotierung der erhaltenen p-Aminobenzoesäure, Kupplung mit Naphtylethylendiamin, Messung der Absorption bei 550 nm • Messung der Absorption in schwach alkalischer Lösung bei 256 nm
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 114
Seite 114
64. Arzneistoff: Furosemid Indikation:
• Schleifendiurtikum • Akute kardiale, renale und hepatogene Ödeme • Akute Herzinsuffizienz • Niereninsuffizienz • Hypercalcämie • Schnelle, kurze und starke Wirkung geeignet für Akuttherapie • Blockieren den Na+ / K+ / 2Cl- Cotransport an der luminalen Seite des aufsteigenden Schenkels der Henlen-Schleife • Hemmen reversibel die Rückresorption von Natrium-, Kalium- und Chloridionen
Chemische Struktur: 2-Amino-4-Chlorbenzoesäurederivat mit Sulfonamidgruppe in 5-Position, die Aminogruppe ist mit einem Furanomethylrest verknüpft. Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• O-Aminobenzoesäure-Derivat • Sulfanilamid-Struktur mit elektronenziehenden Substituenten in o-Stellung zur Sulfonamid-Gruppe • freie Carboxylgruppe • Position 2 mit Furfurylamino-Gruppe substituiert
Biotransformation:
• perorale oder parenterale Applikation möglich • Metabolisierungsrate in der Leber beträgt 50 % • Hauptmetabolit ist das Esterglucuronid • Bioverfügbarkeit 50 – 80 % • Eiweißbindung 95 – 98 % • t max (h) = 0,6 -1 • HWZ (h) = 0,75 – 1,5
Furosemid
SH2N
OO
Cl
COOH
NH
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 115
Seite 115
Nasschemische Analytik: Farbreaktion Färbung
Froehde Braun-grau
Mandelin Dunkelgrün schwarz
Marquis Hellbraun schwarz
H2SO4 konz. Braun
HNO3 konz. Schwarz
Löslichkeit Bewertung
Wasser -
3N-NaOH +
3N-H2SO4 -
• Diazo-Kupplungsreaktion: nach Hydrolyse orange • Zwikker-Reaktion (Sulfonamide): blau • 10 mg werden in 10 ml Ethanol gelöst und mit einigen Tropfen 0,1%iger Dimethylaminobenzaldehyd-Lösung (Ehrlichs R.) versetzt: grün rot
Gehalt: 0,25 g Substanz, in 20 ml Dimethylformamind R gelöst, werden nach Zusatz von 0,2 ml Bromthymolblau-Lösung R2 mit Natriumhydroxid-Lösung (0,1 mol * l 1-) titriert. Eine Blindtitration wird durchgeführt. 1 ml Natriumhydroxid-Lösung (0,1 mol * l 1-) entspricht 33,07 mg C12H11ClN2O5S
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 116
Seite 116
Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 117
Seite 117
65. Arzneistoff: Gabapentin Indikation:
• Antiepileptikum • Monotherapeutikum und Add - on -Therapie bei einfachen und komplexen fokalen Anfällen mit oder ohne sekundäre Generalisierung • GABA-mimetische Eigenschaften • Wirkmechanismus unbekannt
Wirkstoff ohne Affinität zum GABA- oder NMDA-Rezeptor Keine Beeinflussung spannungsabhängiger Ionenkanäle Keine direkten oder indirekten GABA-Wirkungen
Chemische Struktur: Cyclohexylsubstituierte 4-Aminobuttersäure (= Gammaaminobuttersäure, GABA) Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• 1-(Aminoethyl)cyclohexylessigsäure • Analogon der GABA • Passiert im Gegensatz zu GABA die Blut-Hirn-Schranke • Strukturelle Ähnlichkeit mit den verzweigten Aminosäuren Leucin und Valin • Wenig Interaktionen mit andern Arzneistoffen
Biotransformation:
• Gastrointestinale Aufnahme erfolgt über Aminosäuretransporter • wird nicht metabolisiert • bindet nicht an Plasmaeiweiße • Elimination erfolgt unverändert vorwiegend renal • Bei höheren Dosen sowohl renale und biliäre Ausscheidung möglich • Bioverfügbarkeit 60 bis 70% • t max (h) = 2 – 3 • HWZ (h) = 5 – 7
Gabapentin
COOHH2N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 118
Seite 118
zu Gabapentin: Nasschemische Analytik:
Farbreaktion Färbung
Froehde Keine Färbung
Mandelin Sonnengelb
Marquis Keine Färbung
H2SO4 konz. Keine Färbung
HNO3 konz. Keine Färbung
Löslichkeit Bewertung
Wasser ++
3N-NaOH ++
3N-H2SO4 ++
außerdem: Nachweis der folgenden funktionellen Gruppen: - Carbonsäure (Hydroxamsäure) - primäres aliphatisches Amin mit Folin´s Reagenz oder Ehrlich´s Reagenz Gehalt: HPLC
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 119
Seite 119
66. Arzneistoff: Glibenclamid Indikation: Orales Antidiabetikum der 2. Generation mit zusätzlich extrapankreatischem Effekt Bei normalgewichtigen Typ II Diabetikern Mittel der 1. Wahl Chemische Struktur und Eigenschaften: Sulfonylharnstoff-Derivat Säure: Sulfonamid – Derivat Fraktion: II, III Aussehen: weißes bis fast weißes, kristallines Pulver Löslichkeit: praktisch unlöslich in Wasser, wenig löslich in Dichlormethan, schwer löslich in Ethanol und Methanol; praktisch unlöslich in 3 N NaOH und 3 N H2SO4 Färbereaktionen:
konz. H2SO4 keine Färbung konz. HNO3 keine Färbung Froehde keine Färbung Mandelin gelb–grünliche Färbung Marquis schwach gelbliche Färbung
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Durch die p-Substitution im Benzolring geht im Vergleich zu Carbutamid die antibakterielle Wirkung verloren. Durch Einführung geeigneter lipophiler Reste wurde die Bindungsaffinität für die KATP – Kanäle signifikant erhöht (höchste Affinität aller Sulfonylharnstoffe). Interagiert sowohl mit der Sulfonylharnstoff-Bindungsstelle als auch mit der Benzamino-Bindungsstelle mittels p-Substituent. Die aromatische Sulfonylharnstoff-Teilstruktur ist für die Wirkung essentiell. Biotransformation: Vollständig durch Hydroxylierung an unterschiedlichen Stellen am Cyclohexanring u.a. zum 4-trans (Hauptmetabolit) und 3-cis Derivat metabolisiert. Substrat von CYP 2C9. Rasche enterale Resorption, vollständige BV, Plasma-HWZ 2 h, biologische HWZ 8-10 h, Plasmaproteinbindung 99%, Elimination 50% renal und 50% biliär.
Glibenclamid
NH
SNH
NH
OCl
O
OOO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 120
Seite 120
zu Glibenclamid: Nasschemische Analytik:
20 mg Substanz werden in 2 ml Schwefelsäure R gelöst. Die Lösung ist farblos und zeigt eine blaue Fluoreszenz im UV-Licht bei 365 nm. Nach Zusatz von 0,1 g Chloralhydrat R entwickelt sich nach etwa 5 min eine intensive Gelbfärbung, die nach etwa 20 min in Braun übergeht.
Nach Umsetzung mit Liebermann-Reagenz (KNO2 in konz. H2SO4 - Nitrosierungsreagenz) gibt die Substanz eine orange Färbung. Zwikker-Reaktion positiv (N-H acide Verbindung)
Gehalt: 0,400 g Substanz, unter Erwärmen in 100 ml Ethanol 96% R gelöst, werden nach Zusatz von 1,0 ml Phenolphthalein-Lsg R mit Natriumhydroxid-Lösung (0,1 mol/l) bis zum Umschlag nach Rosa titriert. Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 121
Seite 121
67. Arzneistoff: Glimepirid Indikation: - Orales Antidiabetikum der 2. Generation Chemische Struktur: - Sulfonylharnstoff-Derivat, zweite Harnstoffstruktur im p-Substituent des Phenylethylamins. - Zusätzliche Methylgruppe am Cyclohexylrest. Struktur-Wirkungs-Beziehungen und Biotransformation: - ähnlich wie Glibenclamid, aber Hydroxylierung des Cyclohexanrings in 4-Position wegen der Methylgruppe unmöglich, längere HWZ nasschemische Analytik: - Baeyersche Probe positiv (Doppelbindung im Dihydropyrrolon-System) - Zwikker-Reaktion positiv (Sulfonamid-Struktur) - Vitali-Morin-Reaktion positiv (nitrierbarer Aromat) - Simon-Awe-Reaktion positiv, obwohl es kein sekundäres Amin ist
N
O
O
NH
SO O
NH
O
NH
CH3
Glimepirid
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 122
Seite 122
68. Arzneistoff: Haloperidol Indikation: Klassisches, stark antipsychotisches Neuroleptikum, nur geringe Sedation, Gefahr ausgeprägte EPS (Parkinsonoid), kaum anticholinerg. Standardneuroleptikum der Butyrophenone Eigenschaften: Base Fraktion: II, III, IV Aussehen: weißes bis fast weißes Pulver Löslichkeit: praktisch unlöslich in Wasser, schwerlöslich in Dichlormethan, Ethanol 96% und Methanol; praktisch unlöslich in 3 N H2SO4
löslich in 3 N NaOH Färbereaktionen:
konz. H2SO4 gelbliche Färbung konz. HNO3 keine Färbung Froehde keine Färbung Mandelin hellgrüne-türkise Färbung Marquis schwach gelbliche Färbung
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - klassisches Neuroleptikum, Butyrophenon-Derivat. (Vgl. auch H1-Antihistaminika wie Fexofenadin und synthetische Opioide wie Pethidin) Biotransformation: Nach guter bis nahezu vollständiger Resorption unterliegt die Substanz einem ausgeprägten First Pass Effekt ( BV 60%). Es wird primär hepatisch eliminiert, die unveränderte renale Ausscheidung ist vernachlässigbar klein. Haloperidol ist Substrat von CYP 2D6 und CYP 3A4 und gleichzeitig CYP 2D6 – Inhibitor. Tmax 3-6 h; HWZ 14-20 h
Haloperidol
F
ON
OH
Cl
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 123
Seite 123
zu Haloperidol: Nasschemische Analytik:
Etwa 10 mg Substanz werden in 5 ml wasserfreiem Ethanol R gelöst. Nach Zusatz von 0,5 ml Dinitrobenzol-Lösung R und 0,5 ml ethanolische Kaliumhydroxid-Lösung (2 mol/l) R entsteht eine violette Färbung, die innerhalb von 20 min rotbraun wird (Janovski-Reaktion für CH-acide Verbindungen). Die aciden H´s sitzen am aliphatischen C neben der Carbonylgruppe.
0,1 g Substanz werden in einem Porzellantiegel mit 0,5 g wasserfreiem Natriumcarbonat R versetzt (Sodaaufschluss als Alternative zum Lassaigne-Aufschluss) und anschließend über offener Flamme10 min lang erhitzt. Nach dem Erkalten wird der Rückstand in 5 ml verd. Salpetersäure R aufgenommen und die Mischung filtriert. 1ml Filtrat mit 1ml Wasser gibt die Identitätsreaktion a auf Chlorid.
Gehalt:: 0,300 g Substanz in 50 ml einer Mischung von 1 Volumenteil wasserfreier Essigsäure R und 7 Volumenteilen Ethylmethylketon R gelöst, werden nach Zusatz von 0,2 ml Naphtholbenzeinlsg. R mit Perchlorsäure (0,1 mol/l) titriert. 1 ml Perchlorsäure entspricht 37,59 g Haloperidol
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 124
Seite 124
69. Arzneistoff: Hydrochlorothiazid (HCT) Indikation: Low-ceiling Diuretikum hemmt reversibel einen Na+Cl- Carrier im proximalen Teil des distalen Tubulus mit Wirkung von luminal. Anwendung bei Hypertonie und Ödemen. Eigenschaften: Säure: Sulfonamid Fraktion: I, V Aussehen: weißes bis fast weißes, kristallines Pulver Löslichkeit: sehr schwer löslich in Wasser, wenig löslich in Ethanol, löslich in Aceton; praktisch unlöslich in 3 N NaOH und 3 N H2SO4
Färbereaktionen:
konz. H2SO4 keine Färbung konz. HNO3 keine Färbung Froehde keine Färbung Mandelin schwach grünliche Färbung Marquis keine Färbung
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Thiazide binden wahrscheinlich kompetitiv an die Chlorid-Bindungstelle, oder in unmittelbarer Nähe dazu und inhibieren so den Natrium-Rücktransport. Gemeinsam ist den Thiaziden die Doppelringstruktur mit den beiden Sulfonamidstrukturen, wie in der Formel gezeigt. Sie unterscheiden sich im Wesentlichen nur durch die Substituenten in 3 und 6 Position (3 = H, 6 = Cl); Biotransformation: Hydrochlorothiazide unterliegen keinem metabolischem Abbau und werden aktiv im proximalen Tubulusbereich sezerniert. BV 70 % tmax 2-5h HWZ 6-8 h
Hydrochlorothiazid
NH
NHS
Cl
SH2N
O O OO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 125
Seite 125
zu Hydrochlorothiazid (HCT) Nasschemische Analytik:
Wird etwa 1 mg Substanz mit 2 ml einer frisch hergestellten Lösung von Chromotropsäure-Natrium (0,5 g/l) in einer abgekühlten Mischung von 35 Volumenteilen Wasser R und 65 Volumenteilen Schwefelsäure R vorsichtig erwärmt, entsteht eine violette Färbung (Chromotropsäurereaktion auf abspaltbaren Formaldehyd)
0,1 g Substanz werden mit 0,5 g Na2CO3 geschmolzen, das entweichende NH3 färbt Lackmuspapier blau; in der wässrigen Lösung des Rückstands lässt sich Chlorid (mit AgNO3) und nach Zusatz von konz. Wasserstoffperoxid-Lösung auch Sulfat (mit BaCl2) nachweisen.
Zwikker-Reaktion positiv (acide N-H-Bindungen der Sulfonamide)
Gehalt: 0,120 g Substanz, in 50 ml Dimethylsulfoxid R gelöst, werden mit 2-propanolischer Tetrabutylammoniumhydroxid-Lsg. (0,1 mol/l) bis zum zweiten Wendepunkt titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. Eine Blindtitration wird durchgeführt. 1ml 2-propanolische Tetrabutylammoniumhydroxid-Lsg (0,1 mol/l) entspricht 14,88 mg Hydrochlorothiazid
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 126
Seite 126
70. Arzneistoff: Ibuprofen Indikation:
Analgetikum, Antirheumatikum Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
Wirkungsverstärkung durch Methylgruppe in α-Stellung ( vermutlich weil dadurch COOH-Gruppe vom planaren Teil „weggekippt“ wird) Stereochemie: Eutomer: S im Organismus Inversion von R zu S; im Handel als Racemat (Ausnahme: Dexibuprofen®)
Biotransformation:
Hydroxylierung d. iButyl-Seitenkette, Oxidation d. endständigen Methylgruppen; teilweise Glucuronidierung
Ibuprofen
COOH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 127
Seite 127
zu Ibuprofen Nasschemische Analytik: Analysenfall: IA Aussehen: weißes Pulver oder Kristalle, charakteristischer Geruch Löslichkeit: praktisch unlöslich in Wasser; gut löslich in organischen LSM Nachweise: Marquis: hellgelb-bräunlich
Mandelin: grünbraun Liebermann-Rk. (konz. H2SO4 und NaNO2): braun-orange
Gehalt:
Titration der Carboxylgrupope mit NaOH gegen Phenolphthalein Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 128
Seite 128
71. Arzneistoff: Imipraminhydrochlorid (Protoniert wird der Stickstoff des tert. Amins außerhalb des Rings) Indikation: - Tricyclisches Antidepressivum, Dihydrodibenzazepin mit aliphatischer Seitenkette mit tert. Amin - Auch als Schmerzmittel einsetzbar Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Gewinkeltes Ringsystem korreliert entgegen früherer Meinung nicht mit Wirkstärke. - Es führt zur Erhöhung der Serotonin- und Noradrenalin-Konzentration bei den ensprechenden Synapsen. Biotransformation: - hepatischer Metabolismus: - N-Demethylierung (Produkt: Desipramin), Hydroxylierung des Benzolrings v.a. in Position 2 - Hauptmetabolit: 2-Hydroxy-N-demethyl-Imipramin, - weitere Ring- und Seitenketten-Hydroxylierungen, z.T. Glucuronidierung Nasschemische Analytik:
Analysenfall: II Aussehen: weißes kristallines Pulver Löslichkeit: leicht löslich in Wasser; löslich in EtOH, wenig löslich in Aceton pKa: 9,5 Nachweise: konz. H2SO4: blaugrün Konz. HNO3: blauschwarz (Radikalbildung der Iminodibenzylderivate, delokalisiertes Radikal über das freie EP des Ring-N)
Fröhde: grün Mandelin: gelb rotbraun Marquis: grün Zwikker: hellgrün FeCl3: hellgrün KMnO4: + Dragendorff: Nachweis tertiärer Amine positiv Umsetzung mit Oxidationsmitteln in saurer Lsg: tiefe Blaufärbung (Radikalbildung) Umsetzung mit 1,4-Benzochinon ergibt unter oxidativer Kondensation farbige 2-Amino-1,4-Benzochinone Chloridnachweis aus der Ursubstanz
Imipraminhydrochlorid
N
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 129
Seite 129
zu Imipramin HCl Gehalt: - Titration in Chloroform unter Zusatz von Hg(II)acetat mit Perchlorsäure gegen Metanilgelb Synthese:
2CH3
NO2
NaOMe
oxidativeDimerisierung NO2 O2N
H2 / Pt
NH2 H2N
, -NH3
NH
Iminodibenzyl
ClN
Base NaNH2
N
NImipramin
2 Cl
NO2
KOH
- 2 HClNO2 O2N
alternativ:H2, Kat.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 130
Seite 130
72. Arzneistoff: Indomethacin Indikation:
NSAID: Antirheumatikum, akuter Gichtanfall, analgetisch, antiphlogistisch, antipyretisch Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
COX-hemmende Wirkungsverstärkung durch zur Carboxy-Funktion o-ständigen Substituenten (vgl. Ibuprofen) Stereochemie: S-Enatiomer wirksamer; im Handel als Racemat
Biotransformation:
O-Demethylierung, N-Desacetylierung; Konjugation mit Glucuronsäure
Nasschemische Analytik: Analysenfall: IA Aussehen: weißes bis gelbbraunes kristallines Pulver Löslichkeit: praktisch unlöslich in Wasser; löslich in organischen LSM Nachweise: Konz. HNO3: Hellgrün schwarz
Fröhde: Orange Mandelin: gelbgrün schwarz Marquis: gelb orange Hydroxamsäure-Reaktion mit SOCl2, Hydroxylamin HCl und FeCl3: Rotviolett Van Urk-Reaktion: Mit salzsaurer 4-Dimethylaminobenzaldehydlsg.: Graugrüne Färbung und Niederschlag: Mechanismus siehe nächste Seite
Indomethacin
N
OH
OH3C
O
O
Cl
CH3
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 131
Seite 131
Mechanismus van Urk-Reaktion bei Indomethacin und Sumatriptan:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 132
Seite 132
zu Indomethacin: Gehalt:
Titration der Carboxylgruppe mit NaOH gegen Phenolphthalein Synthese Indomethacin:
Der erste Schritt ist eine Fischer Indolsynthese. DCC = Dicyclohexylcarbodiimid (Wasserentzieher, Kondensationsmittel)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 133
Seite 133
73. Arzneistoff: Ipratropiumbromid Indikation: Parasympatholytikum; bei Asthma bronchiale und chron. obstruktiven Lungenerkrankungen Chemische Struktur: N-quartäres Esteralkaloid; partialsynthetische Abwandlung von Tropanalkaloiden Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Aufgrund der ionischen Struktur keine zentrale Wirkung (keine Überschreitung der Blut-Hirn-Schranke) Biotransformation: Das Tropan Atropin wird bis zu 50%, das Tropan Scopolamin bis zu 2% unverändert im Harn ausgeschieden; Tropasäure nur in geringen Mengen im Urin Nasschemische Analytik: Löslich in Wasser; leicht löslich in Methanol; schwer löslich in Ethanol Vitali-Morin: Violett Marquis: Hellgelb Mandelin: Gelb Identitätsreaktion auf Bromid Reaktion mit Kaliumdichromat unter Grünfärbung (primäre Alkohole) Hydroxamsäurereaktion ohne Thionylchlorid, Carbonsäureester Gehalt: 0,350 g Substanz, in 50 ml Wasser R gelöst, werden nach Zusatz von 3 ml verdünnter Salpetersäure R mit Silbernitrat-Lösung (0,1 mol/l) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. 1 ml Silbernitrat-Lösung entspricht 41, 24 mg Ipratropiumbromid.
Ipratropiumbromid
N
O
O
OH
+ Br-
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 134
Seite 134
74. Arzneistoff: Isosorbiddinitrat (ISDN) Indikation: Antianginosum bei Angina pectoris und Prinzmetal-Angina Chemische Struktur: Das bicyclische Isosorbid entsteht durch intramolekulare Kondensation des linearen Sobitols; die Hydroxylgruppen sind mit Salpetersäure verestert. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Die Mononitrate werden aus sterischen Gründen wesentlich langsamer abgebaut als ISDN: exo-ständige Estergruppe an C2 kann leicht enzymatisch angegriffen werden, endo-ständige Salpetersäureester-Funktion an C5 ist durch das gefaltete Zucker-Grundgerüst vor enzymatischem Angriff besser geschützt Biotransformation: Nitritabspaltung durch Glutathion-S-Transferase Es entstehen Isosorbid-5-mononitrat (IS-5-MN)und Isosorbid-2-mononitrat (IS-2-MN) Endmetabolite: IS-5-MN-Glucuronid, Isosorbid, Nitrit, Nitrat: werden renal ausgeschieden Nasschemische Analytik: Löslich in Wasser; leicht löslich in Aceton, Ethanol und Ether Marquis: Hellgelb Mandelin: Gelb Gehalt: Flüssigchromatographie
ISDN
O
O
O
O
O2N
NO2
H
H
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 135
Seite 135
75. Arzneistoff: Isoniazid (INH) Indikation: Antimykobakterieller Wirkstoff; Antituberkulotikum Chemische Struktur: Pyridin-Derivat, Isonicotinsäuresäurehydrazid Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Wirkung ist an Isonicotinsäurederivat gebunden; α- und β- Pyridincarbonsäurederivate sind wenig wirksam. Es ist ein Prodrug, das eigentliche Reagens, durch Katalasen und Peroxidasen unter N2-Abspaltung freigesetzt, ist das Isonicotinyl-Radikal, das NAD+ acyliert und deaktiviert:
N
O .
Isonicotinyl-Radikal N
NH2
OHO+ NAD+
acyliertes NAD+
N
NH
N
OH
ORingschluss
irreversibel deaktiviertes NAD+
Durch die Blockade des NAD+ wird die Mykolsäurebiosynthese der Tuberkulosebakterien verhindert. Biotransformation: Hepatische N-Acetylierung (zu 63–93%) (Weitere Metabolite: Isonicotinsäure, Isonicotinursäure und weitere Hydrazin-Derivate) Nasschemische Analytik: Leicht löslich in Wasser; wenig löslich in Ethanol, schwer löslich in Ether Reduktion von ammoniakalischer Silbernitrat-Lösung zu metallischem Silber (Tollens-Reaktion) Reduktion von Fehling-Reagenz sowie Kaliumpermanganat-Lösung Positiver Nachweis auf Pyridinderivate: Zincke-König-Spaltung Froehde: Grün Mandelin: Gelborange Eisen(III)-chlorid: Orange
Isoniazid
N
NH
ONH2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 136
Seite 136
zu Isoniazid, nasschemische Analytik Ninhydrin: Gelbrot Beilstein-Probe positiv Gehalt: 0,250 g Substanz werden in Wasser R zu 100,0 ml gelöst. 20,0 ml Lösung werden mit 100 ml Wasser R, 20 ml Salzsäure R, 0,2 g Kaliumbromid R und 0,05 ml Methylrot-Lösung R versetzt. Die Mischung wird unter fortgesetztem Schütteln tropfenweise mit Kaliumbromat-Lösung (0,0167 ml/l) titriert, bis die rote Färbung verschwindet. 1 ml Kaliumbromat-Lösung entspricht 3,429 mg Isoniazid. Synthese von Isoniazid:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 137
Seite 137
76. Arzneistoff: Kaliumiodid Indikation: Expektoranz, auch bei Schilddrüsenunterfunktion in kleiner Dosis eingesetzt. Chemische Struktur: KI, anorganisches Salz Struktur-Wirkungs-Beziehungen: keine Biotransformation: Iodide werden zum größten Teil renal relativ schnell eliminiert. Der Rest befindet sich jedoch noch 10 bis 20 Tage im Körper. Das nichtgespeicherte Iod wird durch die Nieren mit einer biol. HWZ von etwa 6 h ausgeschieden. Ein Teil der Iodide wird auch durch die Speichel-, Schweiß-, Talg- und u.U. auch durch die Milchdrüsen eliminiert. Nasschemische Analytik: Kalium: 1. befeuchten mit HCl violette Färbung der nicht leuchtenden
Bunsenflamme Cobaltglas, weil geringe Mengen Natrium Kalium überdecken. 2. Zur Lösung mit Kalium Na2CO3 + Na2S kein Niederschlag Zugabe Weinsäure/ Natriumacetatgemisch Kühlung mit Eiswasser weißes
Kaliumhydrogentartrat 3. In neutraler bis essigsaurer Lösung mit Natriumhexanitrocobaltat(III) zitronengelber Niederschlag 4. In schwach salzsaurer Lsg. geben Kaliumionen mit Perchloraten in der Kälte einen weißen Niederschlag von Kaliumperchlorat Iodid: 1. Iodid-haltige Probelösung + AgNO3 blassgelbes AgI schwer löslich in konz.NH3 und verdünnter HNO3, löst sich in Cyanid- und konz.
Thiosulfat-Lösungen 2. Iodid-Ionen werden in verdünnt mineralsaurer Lösung von Kaliumdichromat zu elementarem Iod oxidiert, das sich in Chloroform mit violetter Farbe
löst. Gehalt: 1. Iodmonochlorid-Methode nach Andrews 2. Indirekt iodometrisch nach Winkler 3. Argentometrisch nach Volhard
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 138
Seite 138
77. Arzneistoff: Lactulose Indikation: osmotisch wirkendes Laxans; Prophylaxe und Therapie der portokavalen Enzephalopathie; Obstipation, die nicht durch diätetische Ernährungsumstellung beeinflusst werden kann; Sanierungsversuch bei Salmonellenausscheidern Chemische Struktur: C12H22O11 4-O-ß-D-Galactopyranosyl-ß-D-fructofuranose, ein Dissaccharid aus ß-D-Galactose und D-Fructose Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Im Vergleich zu Sacccharose, wo die Fructose mit ihrer OH-Gruppe am C-5 an der Glucose hängt, ist die Fructose hier mit der OH-Gruppe an ihrem C-Atom 4 mit der Galactose verknüpft. Diese 1,4-glykosidische Verknüpfung wird von menschlichen Verdauungsenzymen nicht gespalten.
Saccharose Biotransformation: Im Dickdarm wird Lactulose bakteriell verstoffwechselt, es entstehen verschiedene Gase, Lactat und kurzkettige Fettsäuren, Fettsäuren werden zum Teil resorbiert.
Lactulose
OOH
HOOH
O
OHO
OH
OHOHOH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 139
Seite 139
zu Lactulose: Nasschemische Analytik: - löslich in 3N-NaOH, farblos - löslich in 3N-H2SO4 - löslich in Wasser - konz. H2SO4 gelb nach braun - keine Färbung in konz. HNO3 - Mandelin: braun - Marquis: braun 1. DC Untersuchungslösung: 50mg Substanz + Wasser zu 10ml Referenz: 50mg Lactulose + Wasser zu 10ml
Fließmittel: 10 VT Essigsäure, 15 VT einer Lsg. von Borsäure R, 20 VT MeOH + 55 VT Ethylacetat Laufstrecke: 15 cm Platte 5min 100-105°C getrocknet, mit Lsg. von 1,3-Dihydroxnaphthalin R in Mischung von 10 VT H2SO4 + 90 VT MeOH besprüht + 5min bei 110°C
2. 50mg Substanz + 10ml Wasser 3ml Fehlingsche Lösung + Erhitzen roter Niederschlag 3. 0,125g Substanz + 5ml Wasser Lösung + NH3 + 10min im Wasserbad bei 80°C erhitzt roter Niederschlag Gehalt: 1. Enzymatische Bestimmung der Fructose nach Spaltung des Disaccharids durch ß- Galactosidase 2. HPLC
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 140
Seite 140
78 Arzneistoff: Lamotrigin Indikation: Antiepileptikum; verhindert durch Angriff an präsynaptischen Na-Kanälen die Ausschüttung von exzitatorischem Glutamat und Aspartat. Chemische Struktur: C9H7N5Cl2 ; 3,5-Diamino-6-(2,3-dichlorophenyl)-1,2,4-triazin, ähnelt strukturell Folsäureantagonisten Trimethoprim und Pyrimethamin Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Es verhindert durch Angriff an präsynaptischen Natriumkanälen die Ausschüttung von exzitatorischem Glutamat und Aspartat., durch die Struktur nicht direkt erklärbar Folsäure wirkt prokonvulsiv, daher als Folsäureantagonist aufzufassen. Biotransformation: Hauptmetabolit ist das Lamotrigin- N-Glucuronid. Nur geringer Teil der verabreichten Dosis bleibt unverändert. 70% der gesamten Dosis werden im Urin als Metaboliten und Konjugate gefunden, 10% werden unverändert ausgeschieden Nasschemische Analytik: - Beilstein- Flammenprobe - Lassaigne Nachweis von Halogenen uns Stickstoff - Analoge Simon-Awe-Reaktion (zwar für sekundäre Amine, aber bei primären Aminen wird die Lösung pinkfarben) - Diazo-Kupplungsreaktion Nachweis primärer aromatischer Amine - Ehrlich-Reagenz positiv (primäre aromatische Amine mit p-Dimethylaminobenzaldehyd) - Zincke-König-Spaltung für aromatische n-Heterocyclen Gehalt: Potentiometrische Titration mit 0,1 N HClO4 in Eisessig oder HPLC
Lamotrigin
N
NN
ClCl
H2N NH2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 141
Seite 141
79. Arzneistoff: Levodopa Eigenschaften: Weißes bis schwach cremefarbenes , kristallines Pulver, schwer lösl. in Wasser, prakt. unlösl. In EtOH, leicht lösl in 1 N HCl Schmelzpunkt 270-286°C Indikation: Morbus Parkinson (L-Dopa als Dopaminvorstufe) Chemische Struktur: Aminosäure, Tyrosinderivat, DOPA = 3,4-Dihydroxyphenylalanin Hohe optische Reinheit nötig, da R(+)-DOPA Granulozytopenie verursachen kann Biotransformation: s. nächste Seite
Levodopa
HO
HO
COOH
NH2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 142
Seite 142
zu Levodopa, Biotransformation
COOH
NH2
COOH
COOH
NH2
COOH
NH2
COOH
O
HO
HO
HO
HO
HO
O
HO
HO
HO
HO
HO
HO
HO
O
HO
HO
O
NH2
NH2
NH2
NH2
COOH
PeripherieBlut-HirnSchranke ZNS
COMT COMT
DDC
Levodopa Levodopa
Dopamin Dopamin
DOPAC HVA
DDC
MAOB MAOB
3-MT
COMT – Catechol-O-Methyl-transferase DDC – Dopa-Decarboxylase DOPAC – Dihydroxyphenylessigsäure HVA – Homovanillinsäure MAO-B – Monoamino-Oxidase B 3-MT – 3-Methoxythyramin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 143
Seite 143
zu Levodopa L-Dopa passiert die Blut-Hirn-Schranke und wird durch die DDC zu Dopamin decarboxyliert. Abbau und Inaktivierung des Dopamins in den dopaminergen Neuronen des ZNS durch MAO-B und COMT. Nasschemische Analytik:
• Vorproben: Froehde: minimal gelb-beige Marquis: intensiv violett 3 N Schwefelsäure: keine Reaktion 3 N NaOH : orange, später braun Mandelin: gelb-orange Salpetersäure konz.: rot
• Nachweis der Phenolfunktion mit Eisen(III)chlorid in Wasser Grünfärbung (charakt. Für o-Phenole). NH3 zugeben Blauviolett • Saure Prüflösung mit Natriumnitrit und Ammoniummolybdat versetzen gelb. Natronlauge dazu rot. • Nachweis der α-Aminosäure: Umsetzung mit 4-Nitrobenzoylchlorid in Pyridin/Wasser. Dann Na-carbonat dazu violett • Positive Ninhydrin-Reaktion
Gehalt: 0,180 g Subastanz in 5 ml wasserfreier Ameisensäure gelöst. Die Lösung wird mit 25 ml wasserfeier Essigsäure und 25 ml Dioxan versetzt und unter Zusatz von 0,1 ml Kristallviolett-Lösung mit Perchlorsäure bis zum Farbumschlag nach grün titriert. 1 ml Perchlorsre entspricht 19,72 mg Substanz. Synthese:
OH OH
HO
OHO
HO
O
NH2 NH2
(S)-Tyrosin Levodopa ; (S)-(-)-DOPA Einführung einer weitern phenolischen OH-Gruppe in 3-Position durch entweder enzymatische Hydroxylierung oder photochemisch mit Wasserstoffperoxid/Eisen(II)sulfat.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 144
Seite 144
80. Arzneistoff: Levomepromazinmaleinat Eigenschaften: Weißes bis schwach gelbliches, kristallines Pulver Schwerlöslich in Wasser, wenig löslich in Dichlormethan, schwer lösl in Ethanol, praktisch unlösl in Ether Schmelpunkt 186°C Indikation: Neuroleptikum, niedrigpotent Chemische Struktur: Salz des Levomepromazin mit Maleinsäure, wobei nur ein Proton abgespalten wird (1:1-Verhältnis Levomepromazin : Maleinsäure), korrekter Name wäre Levomepromazinhydrogenmaleinat. Phenothiazin mit Propylaminseitenkette
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Allgemein Neuroleptica von Phenothiazin-Typ:
• Wenn Abstand zwischen Ring-N und basischem Seitenketten-N drei C-Atome neuroleptische Wirkung • Wenn Abstand nur zwei C-Atome periphere Wirkungen im Vordergrund • Substitution in 2-Position
elektronenziehende Gruppen führen zur Wirkungsverstärkung elektronenschiebende Reste führen zur Wirkungsabschwächung
Biotransformation: Bildung einer großen Zahl von Metaboliten. Wichtigste Reaktionen: Oxidation zum Sulfoxid
Hydroxylierung des Ringsystems und der Seitenkette mit anschließender Konjugation (Glucuronide) Oxidative N-Desalkylierung von N-Alkylseitenketten
Levomepromazinmaleinat
S
N
N
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 145
Seite 145
zu Levopromazinmaleinat Nasschemische Analytik:
• Vorproben: konz. Schwefelsre: violett Konz. Salpetersre: violett blau Froede: rotviolett Mandelin: violett schwarz Marquis: blau
• Eisen(III)chlorid: violett • Vitali-Morin: rot-orange • Etwa 10 mg Substanz werden mit 2 ml 20%iger Ammoniumperoxid-Lösung im siedenden Wasserbad erwärmt. Im Gasraum des Reagenzglases befindet
sich ein Glasstab mit hängendem Reagenztropfen, bestehend aus einer gesättigten Lösung aus Na-chromotropat in konz. Schwefelsre. Nach 1 min tritt Blauviolettfärbung auf.
Gehalt: Nach EuAB: 0,350 g Substanz, in 50 ml wasserfreier Essigsäure gelöst, werden mit Perchlorsäure (0,1m/l) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. 1 ml Perchlorsäure entspricht 44,46 mg Substanz.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 146
Seite 146
81. Arzneistoff: Levonorgestrel Eigenschaften: Weißes bis fast weißes krisallines Pulver. Praktisch unlöslich in Wasser, wenig lösl. in Dichlormethan, schwer lösl. in Ethanol 96%. Indikation: Kontrazeption, Hormonsubstitution in Postmenopause, Hormonstörungen Chemische Struktur: Steroid, Gestagenderivat (D)-(-)-Norgestrel linksdrehendes Enantiomer des Norgestrels (nur das ist wirksam). Vorsilbe Nor, weil eine Methylgruppe zwischen Ring A und B fehlt. Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
3O 45
17
O
H
H
H
progesteron
=O
O
Allgemein Gestagene:
• C3-O-Funktion, C19-Methyl und C17-Acylrest nicht für gestagene Wirkung essentiell • C13- Methyl durch Ethyl ersetzen Steigerung der oralen Wirksamkeit • An C17 häufig α-ständige Ethinylgruppe (-C≡CH)
Levonorgestrel
O
OHC CH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 147
Seite 147
zu Levonorgestrel Biotransformation: Drei reduktive Prozesse in der Leber:
1. Hydrierung der Δ4-Doppelbindung 2. Reduktion der Ketogruppe in Ring A 3. Reduktion der Ketogruppe an C 17
Dabei Bildung von 5β-Pregnan-3α, 20R-diol, dessen Glucuronid den Hauptmetaboliten darstellt und renal ausgeschieden wird. Nasschemische Analytik:
• DC: Laufmittel: 20 T Ethylacetat + 80 T Dichlormethan Besprühen mit Molybdatophosphorsäure in Ethanol 96% (100g/l), danach erhitzen Baeyer-Probe positiv (Ethinylgruppe) Ring A-Analytik: Die Reaktion mit Isoniazid liefert ein Hydrazon. (Umberger-Reaktion):
Gehalt: nach EuAB: 0,200g Substanz, in 45 ml Tetrahydofuran gelöst, werden in 1 min nach Zusatz von 10 ml einer Lösung von Silberntrat (100g/l) mit NaOH (0,1mol/l) titriert. Endpunktbestimmung mithilfe der Potentiometrie. Blindtitration durchführen. 1 ml NaOH (0,1M) entspricht 31, 25 mg Levonorgestrel.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 148
Seite 148
82. Arzneistoff: Levothyroxin-Na (T4) Indikation: Schilddrüsenhormon, Substitutionstherapie bei Hypothyreose Chemische Struktur: Derivat der Aminosäure Thyronin Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
- L-Konfiguration ist für Wirkung essentiell - Wegen voluminöser Iod-Atome liegen beide Ringe nicht in einer Ebene essentiell für Wirkung
- D-Enantiomer wirkt lipidsenkend Biotransformation: - Konjugation mit Glukuronsäure oder Sulfat in der Leber. Dann biliäre Eliminierung. - Deiodierung durch Deiodasen--> siehe 1. und 2. Reverses T3 ist inaktiv - In der Niere oxidative Desaminierung--> siehe 3. Tetraiod-thyreoessigsäure ist kaum aktiv
Levothyroxin-Na
O
COOH
NH2
HOI
I
I
I
1
2
3
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 149
Seite 149
Nasschemische Analytik: - Bei der Reaktion mit konzentrierter H2SO4 entweichen violette Iod-Dämpfe. - Die Natrium-Ionen können nach Veraschen der Substanz als Natriumhexahydroxoantimonat oder über die Flammenfärbung nachgewiesen werden. - Nach der Lassaigne-Probe bildet sich bei Zugabe von salpetersauren AgNO3-Lösung ein braungelber Niederschlag. - Ninhydrin-Reaktion auf Aminosäuren positiv. - Hydroxamsäurenachweis mit Thionylchlorid positiv (Carbonsäure) Gehalt: - Bestimmung über die Drehung linear polarisierten Lichtes im Polarimeter Synthese Teil 1 nach EuAB:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 150
Seite 150
Synthese Teil 2 nach EuAB:
Variante in der Vorlesung (auch intertessant, aber nicht klausurrelevant):
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 151
Seite 151
83. Arzneistoff: Lidocainhydrochlorid Indikation: Lokalanästhetikum, Antiarrhythmikum Klasse IB Chemische Struktur: - Basisch substituiertes Anilid aus Xylidin und am N diethylierten Glycin, Säureamid-Typ Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Lange Wirkdauer, da hohe Hydrolysestabilität der Anilidgruppe - Erhöhung der Hydrolysestabilität der Anilidgruppe durch Substituenten am Aromaten in Position 2 und 6 - Baukastenprinzip nach Löfgen: Verbindung eines lipophilen Restes über eine kleine Kohlenstoff-Kette mit einem hydrophilen basischen Rest Biotransformation: - Oxidative N-Desalkylierung, Hydrolyse, Hydroxylierung - Endprodukte sind N-Ethylglycin, 4-Hydroxy-2,6-xylidin und deren Konjungate
HN
CH3
CH3O
N+
H
Cl-
HN
CH3
CH3O
N+
Xylidin N,N-Diethylglycin
Aufbau von Lidocain:
H
Cl-
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 152
Seite 152
Nasschemische Analytik: - N-Nachweis mittels Lassaigne-Probe - Vitali-Morin-Reaktion: Zugabe von konz. HNO3 --> Zugabe von Aceton/NaOH -->Grüner Meisenheimerkomplex Gehalt: - Titration in wasserfreiem Ethanol mit 0,1 M NaOH Synthese (im SS 2010 nicht klausurrelevant):
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 153
Seite 153
84. Arzneistoff: Loperamidhydrochlorid, protoniert wird der N im Sechsring. Indikation: Zur symptomatischen Therapie (sofern nicht kausal behandelt werden kann) bei akuten und chronischen Durchfallerkrankungen. Bei entzündlichen Darmerkrankungen (z.B Colitis ulcerosa) und bei Durchfall nach Operation (Magen, Dünndarmresekretion) sowie Ileostomie. Chemische Struktur: C29H34Cl2N2O2 - Opioid vom Pethidin-Typ
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Opioide bewirken allgemein eine Verringerung der Darmmotilität. Loperamid ist im Gegensatz zu vielen anderen Opioiden nicht ZNS-gängig, daher Wirkungsbeschränkung weitgehend auf die µ-Opioid-Rezeptoren des Darms, d.h. kein analgetischer Effekt, nicht hustenstillend, nicht miotisch und keine Atemdepression. Biotransformation:
- Im Darm treten die erste Metabolisierungsschritte oxidative N-Demethylierung und N-Desalkylierung auf - In der Leber werden auch Glucoronide gebildet, die nach biliären Ausscheidung einem entero-hepatischen Kreislauf unterliegen können - HWZ. 7-15 Std. - Die Ausscheidung erfolgt zu 30-50% unverändert und zu 50-70% als Metabolite über Fäzes, weniger als 2% einer Dosis werden renal eliminiert.
Nasschemische Analytik: Aussehen: Weißes– schwach hellgelbes Pulver Löslichkeit: schwer löslich in Wasser, leicht löslich in Ethanol 96%, Dichlomethan, Isopropanol und Methanol. Löslich in 3N H2SO4. Cl-Nachweis ohne Lasaaigne-Aufschluss bereits positiv tert. Amin: Dragendorff
Loperamidhydrochlorid
N
OH
ClNO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 154
Seite 154
Gehaltsbestimmung von Loperamid: Gehalt: Alkalimetrische Titration als kationsäure. 0,400g Substanz, in 50ml Ethanol 96% R gelöst, werden nach Zusatz von 5,0ml HCl (0,001ml.l-1) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. Das zwischen den beiden Wendenpunkten zugesetzte Volumen wird abgelesen. 1ml NaOH- Lösung (0,1mol. l-1) entspricht 51,35 mg C29H34Cl2N2O2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 155
Seite 155
85. Arzneistoff: Loratadin Indikation: Indikation:
- Antiallergisch-antientzündliche Wirkung durch Mastzellstabilisierung zustande, wodurch die Freisetzung von Histamin blockiert wird.
H1- Antihistaminika und H1- Rezeptor -Antagonisten Chemische Struktur: Die Struktur erinnert stark an tricyclische Antidepressiva, z.B. Amitriptylin HCl:
Unterschiede: a): Loratadin hat ein Cl am linken Aromaten b) der rechte Aromat bei Loratadin ist ein Pyridin-System. c) Ringschluss der Seitenkette bei Loratadin zum Piperidin-System d) der Stickstiff der Seitenkette ist carbamoyliert (Ester der Carbaminsäure: Prodrug), nicht dimethyliert wie beim Amitriptylin. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Die Lipophilie ist gering, daher fast ausschließlich wirksam an H1-Rezeptoren der Peripherie. Biotransformation:
- Loratadin wird durch CYP 3A4 und CYP 2D6 in der Leber zur wirksamen Desloratadin metabolisiert (Abspaltung der Carbonsäure zum sek. Amin) - Desloratadin besitz eine sehr hohe Affinität und Selektivität für H1- Rezeptor und Überschreiten die Blut- Hirn- Schrank nicht. - HWZ: 10h
Loratadin
N
N O
O
Cl
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 156
Seite 156
zu Loratadin-HCl Nasschemische Analytik: Löslichkeit: schwer löslich in Wasser und 3N NaOH. Löslich in Aceton, Diethylether und dichlormethan. Konz. H2SO4: Farblos Konz. HNO3: Farblos Fröhde Reaktion: Farblos Mandelin Reaktion : Rot Marquis Reaktion: Hell Orange-Gelb FeCl3 Reaktion: Hell-gelb Vitali- Morin: positiv, acides Säureamid-H Zwikker Reaktion: Hell-gelb Niederschlag. Zincke-König-Spaltung des Pyridinrings Gehalt: Potentiometrische Titration mit Perchlorsäure in Eisessig.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 157
Seite 157
Synthese von Loratadin: (Für die Substitution der Methylgruppe am Piperidin durch Chlorameisensäureethylester im letzten Schritt: mehrere US-Patente F.J. Villani et al. 1981 – 1983, s. EuAB 6, keine Erklärung des Mechanismus)
N CN
CH3+ HO
H2SO4, 70°C
Ritter-ReaktionAddition vonAlkoholen an Nitrile
N
CH3
ONH
n-BuLi, NaBr
N
CH2-
ONH
Li+1.)
2.)
N
CH2-
ONH
Li+
+
CH2Cl
Cl
THF, -40°C
-LiClCl
H NO
NH
POCl3
-tBuOH
Cl
H NNC
3.)Cl
H NNC
+NCH3
MgCl
THF, -40°CCl
H NO
N
Addition v.Grignard-Verb.an Nitrile
CH3
Taut.
Cl
H NHO
NCH3
4.) Cl
H NHO
NCH3
BF3, HF, -35°C
-H2ON
Cl
NCH3
+ ClCOOEt
Toluol, 80°C-CH3Cl
N
Cl
N
O OEt
Loratadin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 158
Seite 158
86. Arzneistoff: Losartan Indikation: Antihypertonikum Angiotensin-II-Rezeptorantagonist (Sartane) Chemische Struktur: - Biphenyl-Imidazolderivat (Sartane) / benzylierte Imidazolylessigsäure-Derivate, - Tetrazol-System (Bioisosterie zur Carboxylgruppe) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Hemmen spezifisch das Renin-Angiotensin-System durch AT1-Rezeptor-Blockade. Keine intrinsische Aktivität. Nicht peptidische Struktur eignet sich zur oralen Applikation. Struktureller Aufbau:
- benzylierter Stickstoff, Teil eines Imidazolringes oder einer Amidgruppe - am Fünfringheterozyklus gebundenes n-Butyl- oder n-Propylrest als lipophile Seitenkette → Wirksamkeit beeinflussender Bestandteil - Carboxygruppe direkt am Benzylteil oder am terminalen Phenylring des für die Substanzklasse typischen Biphenylsystems. Bioäquivalent ersetzbar
durch Tetrazolring mit sauren Eigenschaften. - Carboxylgruppe in Nachbarschaft zum benzylierten Stickstoff → Wirksamkeit beeinflussend
Biotransformation: First-Pass-Metabolismus; Hauptmetabolit: E-3174 mit einer 5-Carboxygruppe, ist länger und stärker wirksam.
Losartan
NN
N N- K+
N
NHO
Cl
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 159
Seite 159
zu Losartan: Nasschemische Analytik: - Oxidation des primären Alkohols mit K2Cr2O7 zur Carbonsäure, das entstehende Cr3+ ist grün gefärbt. - Kaliumnachweis durch rote Flammenfärbung - Im Lassaigne-Aufschluss N und Cl nachweisbar. Gehalt: PotentiometrischeTitration des Tetrazolid-Anions mit wasserfreier Perchlorsäure in Eisessig oder HPLC
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 160
Seite 160
Synthese Losartan (1):
N
NH
Cl
O
H
Imidazolylaldehyd
+
CH2Br
Brp-Brombenzylbromid
K2CO3,N,N-Dimethylacetamid
-HBr
N
N
Cl
O
HCH2
Br
N
N
Cl
O
H
CH2
Br
97 %3 %
Nebenprodukt aus tautomerem Edukt
+
NaBH4, MeOH
N
N
Cl
OH
CH2
Br
1.)
2.)CN
Benzoesäurenitril
+ HN3
NNHN
N+ Ph3C-Cl
NEt3, THF,30-35°C- HCl
NNN
N
+ BuLi < -20°C- n-Butan
NNN
N
Li
+B(O-iPr)3< -25°C
- LiO-iPr
NNN
N
B(OiPr)2
NNN
N
B(OH)2
NH4Cl, H2O
TBTC
(TBTC = Tributylzinnchlorid)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 161
Seite 161
Synthese Losartan (2):
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 162
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87. Arzneistoff: Menadion (Vitamin K3) Indikation: Vitamin-K-Mangel, Antidot für Vitamin-K-Antagonisten/Antikoagulantien Chemische Struktur: 2-Methyl-1,4-naphthochinon Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Alle natürlichen K-Vitamine zeigen eine 1,4-Naphtho- bzw. eine Naphtohydrochinonstruktur und können mit einer isolierten Doppelbindung in der 1,4-Naphthochinonstruktur ein Epoxid bilden. Vitamin K-Zyklus:
OH
OH
CH3
Vitamin K-Hydrochinon
OCH3
GlutaminsäureO2,CO2
-Carboxyglutaminsre.OH-
-O OH
O
Vit.K-Alkoxid
OCH3O
OVitamin K-Epoxid
OCH3
OVitamin K (Chinon)
Vit.K-Epoxidreduktase
hemmbar durchCumarine
Vit.K-Chinonreduktasehemmbar durch Cumarine
Biotransformation: Kann zu 2-Methyl-1,4-naphthohydrochinon-1,4-diglucuronid oder 4-Hydroxy-2-methyl-1-Naphthylsulfat werden. Diese Metaboliten werden renal eliminiert.
Menadion
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 163
Seite 163
zu Menadion Nasschemische Analytik:
- Beilstein-Pobe: positiv - Konz. H2SO4: blaue Schlieren - Konz. HNO3: hellgelb - Froehde-Reaktion: Gelbrot - Mandelin-Reaktion: Gelbrot - Craven-Reaktion: 1-2mg Substanz werden in 5ml Ethanol gelöst. Beim Versetzen mit einigen Tropfen Cyanessigsäureethylester und 2ml konz.
Ammoniak entsteht eine intensive Blauviolettfärbung. Beim Ansäuern mit konz. HCl entfärbt sich die Lösung wieder.
OCH3
O
COOEtH2C
CN
Craven-Reaktion
OH-
Michael-Add.
O-
CH3
OH
Menadion Cyanessig-säureethyl-ester
H
NCCOOEt
H
+Dehydrierungmit Menadion(noch in d.Lösung)
OH
OH
CH3
CN
O-
OEtdelokalisierte negativeLadung:blaues Anion
H+
O
O
CH3
COOEtCN
farblos nach Ansäuern - Die Lösung von 5mg Substanz in 1ml Ethanol gibt nach Zusatz von 1ml konz. HCl und anschließendem Erhitzen im Wasserbad eine Rotfärbung.
Gehalt:
- Cerimetische Titration nach Ph. Eur. 6 nach Reduktion mit Zn / HCl zum Hydrochinon - UV-Vis: E1%
1cm in Ethanol: 1080 bei 245nm, 1100 bei 250nm, 800 bei 263nm und 160 bei 333nm; in 0,1N-HCl: 1130 bei 250nm und 160 bei 340nm
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 164
Seite 164
88. Arzneistoff: Metamizol-Na Indikation:
• Starke, akute Schmerzen • Postoperative und Tumorschmerzen • Koliken der Gallen- und ableitenden Harnwege • Therapierefraktäres hohes Fieber
Chemische Struktur:
• Pyrazolin-5-on (vgl. Phenazon) Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• lipophile Struktur aromatische bzw. heteroaromatische Ringsysteme • anionische Struktur
Biotransformation:
• Metamizol = Prodrug nach oraler Applikation bereits im Magensaft zum Hauptmetaboliten 4-Methylamino-antipyrin hydrolysiert schnelle Resorption (93%)
• nach peroraler Gabe keine Muttersubstanz, nach intravenöser Gabe unverändertes Metamizol im Plasma / Serum nachgewiesen Plasma HWZ ca. 15 min
• in der Leber Oxidation von 4-Methylaminoantipyrin zu 4-Formylaminoantipyrin (pharmakol. inaktiv) und CYP-abhängige Demethylierung zu 4-Aminoantipyrin (pharmakol. aktiv)
• Acetylierung von 4-Aminoantipyrin zu 4-Acetylamino-antipyrin keine analgetische Wirkung mehr
Metamizol-Na
NN
ONSO3
- Na+
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 165
Seite 165
Nasschemische Analytik:
• Metamizol Erhitzen mit Säure SO2, Formaldehyd Schiffs Reagenz Violettfärbung; außerdem Chromotropsäurereaktion auf abspaltbaren Formaldehyd positiv.
• wässrige Lsg + konz. H2O2-Lsg Blaufärbung Verblassen Rotfärbung • wässrige Lsg + verd.HNO3 + NaNO2 + AgNO3 charakt. Farbspiel (blau, grün, gelb), allmähliche Abscheidung von metallischem Silber
Gehalt:
• iodometrische Bestimmung ansäuern mit HCl (0,01 mol·l-1) und langsame Titration mit Iod-Lösung (0,01 mol·l-1) unterhalb 20ºC
Synthese:
• als Retrosynthese aus den bei der sauren Hydrolyse entstehenden Komponenten 4-Monomethylaminophenazon, Formaldehyd und schwefelige Säure
• Phenazon wird in schwefelsaurer Lösung mit Natriumnitrit zu 4-Nitrosophenazon ungesetzt, unmittelbar mit Natriumhydrogensulfit zu 4-Sufaminophenazon reduziert und durch Kochen mit überschüssiger Schwefelsäure unter Durchleiten von Luft in 4-Aminophenazon umgewandelt. Kondensation von 4-Aminophenazon mit Benzaldehyd liefert 4-Benzaliminophenazon, das durch Erhitzen mit Dimethylsulfat zum Iminiumsalz methyliert und mit heißem Wasser zu 4-Methylaminophenazon hydrolysiert wird. Daraus erhält man durch Erwärmen mit Natriumhydrogensulfit und Formaldehyd nach einer Art Mannich-Reaktion Metamizol-Natrium.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 166
Seite 166
89. Arzneistoff: Methamphetaminhydrochlorid Indikation: zentrales Sympathomimetikum, Stimulans Mißbrauchpotential (Drogenszene) Chemische Struktur: - C10H15N HCl - N-Methyl-alpha-methylphenylethylamin Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Phenylalkylaminstruktur, Strukturanalogon zu Adrenalin - Fehlen von Hydroxylgruppen am Benzenring Amphetaminderivate sind wenig polar rasche Resorption nach peroraler Verabreichung, passieren gut die Blut-Hirn-Schranke - Die rechtsdrehende Form wirkt drei- bis viermal stärker zentral stimulierend als die linksdrehende Form. Biotransformation: - N-Demethylierung durch CYP2D6 zu Amphetamin - Tubuläre Reabsorption ist abhängig vom pH-Wert des Primärharns - Im schwach Sauren wird Methamphetamin in größeren Mengen ausgeschieden, da es als wasserlösliches Kation vorliegt. - Diese Kation wird nicht mehr tubulär reabsorbiert.
NH
H CH3
Methamphetamin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 167
Seite 167
zu Methamphetamin-HCl Nasschemische Analytik: Weißes, kristallines Pulver Löslichkeit: Wasser (1+2) Ethanol (1+4) Ether: unlöslich Dichlormethan (1+100) Mandelin gelb-grün blau Marquis Rot braun olivgrün Simon-Awe-Reaktion auf sek. Amine positiv Vitali-Morin-Reaktion für nitrierbare Aromaten positiv, Meisenheimer Salz. Gehalt: Argentometrische Titration: Es wird verdünnte Salpetersäure, Silbernitrat im Überschuss und Nitrobenzol zugegeben. Nach Zusatz von Ammoniumeisensulfat wird mit 0,1 N Ammoniumthiocyanatlösung zurück titriert.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 168
Seite 168
90. Arzneistoff: Metformin Indikation: orales Antidiabetikum bei Typ 2-Diabetes Chemische Struktur: C4H12ClN5 1,1-Dimethylbiguanid-hydrochlorid Struktur-Wirkungs-Beziehungen: unklarer Wirkmechanismus, aus Struktur nicht ableitbar. Es wirkt halt. Biotransformation: Metformin wird nach peroraler Gabe zu 50-60 % resorbiert, HWZ = 1,5 – 3 h Schnelle Verteilung, Anreicherung in der Muskulatur, in intestinalen Geweben und der Leber. Metformin wird unverändert renal eliminiert Nasschemische Analytik: - Farbreaktion nur mit Mandelin: orange und Marquis: leicht gelblich. - Dragendorff-Reaktion auf tert. Amine positiv. - Simon-Awe-Reaktion fraglich, kein sekundäres Amin im eigentlichen Sinne. - Zwikker-R. auf NH-acide Verb. positiv - Nachweis des Chlorid mit AgNO3 Gehalt: potentiometrische Titration mit Perchlorsäure in wasserfreier Ameisensäure nach Zusatz von Acetonitril.
Metformin
HN NH2N
NH NH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 169
Seite 169
91. Arzneistoff: Methylphenidat Indikation: Hyperkinetisches Syndrom des Kindesalters (Aufmerksamkeitsdefizit/Hyperaktivitätsstörung, ADHS) und Narkolepsie (BTM) Chemische Struktur: C14H19NO2 ; Methyl-alpha-phenyl-alpha-(2-piperidyl)-acetat 2 asymmetrische C-Atome, 2 chirale Zentren
4 verschiedene Formen: (+)- und (-)-Erythromethylphenidat, und (+)- und (-)-Threomethylphenidat angewendet wird Methylphenidat in der threo-Form als Razemat (potenteres d-(+)-Enantiomer (d-Methylphenidat) und weniger potentes l-(-)-Enantiomer
(l-Methylphenidat) ) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Amphetamin-Derivat; die Aminfunktion der Phenylethylamin-Struktur ist in einen Piperidinring korporiert, zusätzliche Estergruppierung Methylphenidat setzt stärker Serotonin frei als Amphetamin und hemmt ebenfalls die Wiederaufnahme von DA und NA Biotransformation: - Hauptmetabolit: Ritalinsäure; entsteht durch Esterspaltung
(Nach oraler Verabreichung findet ein erheblicher First-Pass-Metabolismus und / oder eine Esterabspaltung im Darm statt.) - Oxidation, Hydrolyse und Konjugation (bilden nur geringen Teil der Methylphenidat-Metaboliten ; keine pharmakologische Aktivität ) Nasschemische Analytik: - löslich in Ethanol, unlöslich in Wasser - Farbreaktion: Nur Marquis: sehr leicht orange - Esternachweis als Hydroxamsäure mit Hydroxylamin ohne Thionylchlorid - sek. Amin: Simon-Awe-Reaktion Gehalt: Substanz in Eisessig lösen. Zugabe von Hg(OAc)2 und p-Naphtholbenzen. Titration mit 0,1 N Perchlorsäure bis zum Farbumschlag nach grün.
HN
OH3COH
R R
Dexmethylphenidat
HN
OH3COH
S S
Methylphenidat(RS, RS)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 170
Seite 170
92. Arzneistoff: Metoclopramid-HCl, protoniert wird der tert. Stickstoff der Seitenkette Indikation: Im Verdauungssystem als Prokinetikum und Gastroprokinetikum Chemische Struktur: p-Aminobenzoesäurederivat mit Lokalanästhetikum-Partialstruktur, Säureamid-Typ nach Löfgren. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Dopamin (D2)-Antagonist, ZNS-gängig Biotransformation: Hauptmetabolit: 4- Sulfat- Konjugat Gering: N(4)- Glucuronid Nasschemische Analytik: Diazo-Kupplungsreaktion (primäres aromatisches Amin): rotorange Vitali-Morin-Reaktion 8nitrierbare Aromaten): rotbraun Konz. H2SO4: zitronengelb Konz. HNO3: zitronengelb Mandelin-Reaktion: rotbraun Marquis-Reaktion: hellgelb Dragendorff-Reaktion positiv (tertiäres Amin) Zwikker-Reaktion auf Carbonsäureamide positiv. Gehalt: photometrisch nach folgender Formel: E1%
1cm in 0,1 N-NaOH: 420 bei 271nm und 333 bei 308 nm
Metoclopramid
Cl
H2N O
NH
ON
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 171
Seite 171
93. Arzneistoff: Metoprololtartrat (Anion: Dianion der Weinsäure)
Indikation: ß-Blocker Chemische Struktur: Aryloxypropanolamin- Derivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
- Etherbrücke zwischen Arylrest und Seitenkette ist esssentiell - Als N-Substituent ist ein Isopropylrest besonders geeignet - Substitution der 4-Stellung des Arylrestes erhöht die Kardioselektivität
Biotransformation: - Oxidative Desalkylierung des Stickstoffs - Hydroxylierung des Aromaten in 4-Stellung - Metabolite werden als Konjugate renal eliminiert Nasschemische Analytik: Zimmermann Reaktion: Rotviolett Eisen(III)-chlorid-Reaktion: zitronengelb Vitali-Morin-Reaktion: rotbraun Konz. HNO3: zitronengelb Mandelin-Reaktion: violett Chen-Kao-Reaktion auf Ethanolamin-Derivate: violett Gehalt: - potentiometrische Titration mit 0,1 N Perchlorsäure in Eisessig.
Metoprololtartrat
O
OHN
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 172
Seite 172
Synthese von Metoprololtartrat:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 173
Seite 173
94. Arzneistoff: Metronidazol Indikation: - bakterizid wirkendes Antiinfektivum Chemische Struktur: - 5-Nitroimidazolderivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - 5-Nitroimidazol-Grundkörper ist für die Wirkung essentiell - Alkylsubstitution in 1- und 2-Position ist ohne Wirkungsverlust möglich - Insbesondere kann der Substituent am N1 stark variiert werden Biotransformation: - Renale Elimination der Konjugate, wobei Anteil an unverändertem Wirkstoff unter 10% liegt Nasschemische Analytik: - Farbreaktionen: nur Mandelin: zitronengelb. - Nach Reduktion mit Zn / HCl: Diazotierung mit NaNO2/HCl, anschl. Azokupplung mit 2-Naphthol oder Bratton-Marshall-Reagenz. - primäre aliphatische Hydroxylgruppe durch Reaktion mit K2Cr2O7 nachweisbar, Grünfärbung durch Cr3+. Gehalt: Potentiometrische Titration mit 0,1 N Perchlorsäure in Eisessig
Metronidazol
N
N
OH
O2N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 174
Seite 174
95. Arzneistoff: Mirtazapin Indikation: depressive Syndrome
(tetrazyklisches Antidepressivum) Chemische Struktur: Tetrazyklus: Benzol, Azepin, Pyridin, Piperazin, ein asymm. C-Atom; es wird als Racemat eingesetzt. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: strukturelle Ähnlichkeit mit TCA - S-Enatiomer blockiert präsynaptische α2-, 5-HT2A- und 5-HT2C-Rezeptoren. - R-Enatiomer blockiert 5-HT3-Rezeptoren. Biotransformation: - Oxidation zu 8-Hydroxy-Metaboliten (CYP1A2, CYP2D6) - N-Demethylierung zum Demethylmirtazapin - N-Oxidation (CYP3A4) - versch. Konjugationen, renale Elimination der Metaboliten Nasschemische Analytik: - Pyridin-Nachweis: Zincke-König-Spaltung - tert. Amin: Dragendorff - nitrierbarer Aromat: Vitali-Morin-Reaktion Gehalt: Potentiometrische Titration mit 0,1 N Perchlorsäure in Eisessig
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 175
Seite 175
96. Arzneistoff: Molsidomin Indikation: Angina pectoris, Infarkt, chron. Herzinsuffizienz, pulmonale Hypertonie “Langzeitnitrat”, keine Toleranzentwicklung Chemische Struktur: - arom. Sydnoniminring, Morpholinring - chemisch gesehen kein Nitrat, also kein Ester der Salpetersäure, aber NO-Donator. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - wirksam ist das freigestzte NO, das stark vasodilatatorisch wirkt. Es wird, im Gegensatz zur NO-Freisetzung aus Nitraten, ohne Glutathion-Verbrauch freigesetzt. Biotransformation: - first-pass NO-Freistzung: - Molsidomin SIN-1, SIN-1A (Nitrosohydrazin), SIN-1C (Acetonitrilderivat) + NO
- renale Elimination der Metaboliten
Molsidomin
NON+
N-ONO
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 176
Seite 176
zu Molsidomin: Nasschemische Analytik: - Mandelin gelb - Ester-Nachweis mit Hydroxylamin ohne SOCl2 - Chen-Kao-Reaktion positiv mit der Morpholingruppe. Gehalt: Potentiometrische Titration mit 0,1 N Perchlorsäure in Eisessig oder HPLC
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 177
Seite 177
97. Arzneistoff: Mometasonfuroat Indikation: topisches Glucocorticoid: Alopezia areata, Ekzeme, Granuloma anulare Lichen ruber, Lupus erythematodes cutaneum disoides, Psoriasis, Sonnenbrand Chemische Struktur: - Partialsynthetisch abgewandeltes Steroid-Grundgerüst Prednisolon-Typ Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Die zweite Doppelbindung im Ring A erhöht die glucocorticoiden Eigenschaften, ebenso die zusätzliche Methylgruppe am C16. - Die Veresterung mit der Furan-2-carbonsäure erhöht die Lipophilie, ebenso das Cl am C9-Atom. Der Ester hat Prodruug-Funktion. Biotransformation:
Mometasonfuroat
O
HO O
OO
Cl
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 178
Seite 178
zu Momethasonfuroat: Nasschemische Analytik: - DC - Umberger-Reaktion mit Isoniazid positiv, Mechanismus siehe: s. Levonorgestrel - Ring C-Analytik: Färbung mit H2SO4, wenn am C-11 eine OH-Gruppe steht. - Methylketon: Iodoform-Probe positiv, außerdem Meisenheimer-Salzbildung mit m-Dinitrobenzol (Vitali-Morin-R. ohne Aceton, diese Rolle übernimmt das Methylketon.) - 2 mg in 2 ml H2O2 innerhalb von 15 min entwickelt sich eine hellgelbe Färbung - 80 mg mit 0,3 g Na2CO3 so lange glühen bis der Rückstand fast weiß ist, nach dem Erkalten in 5 ml verdd. HNO3 lösen, filtrieren, 1 ml Filtrat mit 1 ml H2O verdünnt gibt Identitätsreaktion auf Chlorid - Baeyer-Probe positiv (olefin. Doppelb. mit KMnO4) - Esternachweis mit der Hydroxamsäurereaktion. Gehalt: UV-vis photometrisch.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 179
Seite 179
98. Arzneistoff: Morphinhydrochlorid
5R, 6S, 9R, 13S, 14R)-4,5-Epoxy-17-methyl-7-morphinen-3,6-diol) Indikation: starkes Analgetikum (BtM) Chemische Struktur: 5 asymmetrische C-Atome, die direkt nebeneinander liegen Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
- sterisch fixiertes aromatisches System als Substituent an einem quartären C-Atom, verbunden mit basischem N-Atom - Abstand zwischen quartärem C-Atom und N-Atom: 2 C-Atome - S-Konfiguration
Biotransformation:
- Glucuronidierung an phenolischer und alkoholischer OH-Gruppe - Oxidative N-Demethylierung (untergeordnete Rolle)
Morphinhydrochlorid
N OHH
O
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 180
Seite 180
Nasschemische Analytik von Morphin-HCl:
• Eisen (III)- chlorid- Reaktion: Blau bis grün Mit 10%iger FeCl3- Lsg in konz. Schwefelsäure: blau bis violett
• Konz.H2SO4: Orange gelb • Dragendorff- Reaktion auf Alkaloide, tert. Amine • Baeyer-Probe auf olefin. Doppelbindungen, Entfärbung v. KMnO4 • Froehde- Reaktion: Violett (säurekatalysierte Umlagerung zu Apomorphin) • Mandelin- Reaktion: Braunviolett • Marquis- Reaktion: Rotviolett
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 181
Seite 181
zu Morphin-HCl, Analytik: Kiefers- Reaktion: 5mg Substanz werden in 5ml Wasser gelöst und mit 3-4 Tropfen Kaliumhexacyanoferrat (III)- Lsg, die je 1Tropfen FeCl3- Lsg enthält, versetzt. Es entsteht sofort eine blaugrüne Färbung (Berliner Blau):
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 182
Seite 182
zu Morphin-HCl, Analytik: • Apomorphin-Umlagerung
Gehalt:
0,350g Substanz werden in 30ml wasserfreier Essigsäure gelöst und nach Titration in wasserfreiem Medium unter Zusatz von 6ml Quecksilber(II)acetat-Lösung und 0,1ml Kristallviolett-Lsg mit 0,1N- Perchlorsäure titriert.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 183
Seite 183
99. Arzneistoff: Naloxon Indikation: Reiner Opioid-Antagonist; hebt bei akuten Vergiftungen mit Opiaten die Atemdepression auf, wird auch mit Tilidin zusammen verabreicht, um das Abhänguigkeitspotential zu senken. Bei Überdosierung tritt der antagonistische Effekt des Naloxons in den Vordergrund. Chemische Struktur: (5R, 9R, 13S, 14S)-4, 5-Epoxy-3, 14-dihydroxy-17-(2-propenyl)-morphinan-6-on Base: C19H21NO4 (327,4) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Der Ersatz der N-ständigen Methylgruppe des Morphins durch bestimmte Substituenten wie die Allylgruppe (Naloxon) oder die Cyclopropylmethylgruppe (Nalbuphen) führt zu Wirkstoffen, die ihre Rezeptoraffinität behalten aber ihre rezeptoraktivierende Fähigkeit ganz (Naloxon) oder teilweise einbüßen. Die antagonistische Wirkung ist umso stärker, je höher die agonistische Wirkung der Ausgangsverbindung ist. Zu große N-Substituenten (Hexylrest) führen wieder zu agonistisch wirksamen Substanzen. Biotransformation: O-Glucuronidierung Naloxonglucuronid Nasschemische Analytik:
• Vitali-Morin-Reaktion: Gelb Orange • Froehde-Reaktion: Blau • Mandelin-Reaktion: Rot Braun • Marquis-Reaktion: Braunrot • Dragendorff auf tert. Amine positiv • Baeyer-Probe auf olefinische Doppelbindungen • Phenol. OH-Gruppe mit FeCl3 oder Gibbs-Reagenz • Smp:177-180°C
Gehalt:
• Titration in Eisessig und Acetanhydrid (4+1) mit 0,1N- Triflourmethansulfonsäure gegen Methylviolett
Naloxon
N
O O
OH
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 184
Seite 184
100. Arzneistoff: Naproxen Indikation: COX-1 selektives NSAID (hoher Stellenwert in der Rheumatherapie im angloamerikanischen Bereich) Chemische Struktur: Arylpropionsäurederivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Naproxen ist das einzige Propionsäurederivat, das als S(+)-Enantiomer vorliegt. Alle anderen werden als Racemate verwendet. Die in 2-Stellung vorhandene Methylgruppe der Arylpropionsäurederivate führt zu einer Wirkungsverstärkung gegenüber den Essigsäurederivaten. Die aus der planaren Ebene herausragende Methylgruppe ist für eine stärkere Rezeptorbindung verantwortlich. Biotransformation:
- Glucuronidierung - Demethylierung zum inaktiven 6-Oxy-desmethylnaproxen
Nasschemische Analytik:
• Konz. H2SO4: Gelb • 2mg Substanz werden in 2ml Schwefelsäure gelöst. Die Lösung ist gelb. 50mg Chloralhydrat werden zugesetzt und unter Schütteln gelöst. Die
Lösung färbt sich orange, danach rotorange. • NW mittels DC • pos. Nachweis auf Carbonsäuren mit Thionylchlorid, Hydroxylamin und FeCl3.
Gehalt: - Titration der Carboxylgruppe mit NaOH gegen Phenolphthalein
Naproxen
O
COOH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 185
Seite 185
Synthese von Naproxen (eine Möglichkeit):
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 186
Seite 186
101. Arzneistoff: Niclosamid Indikation: Antihelmintikum; bei Infektionen mit Rinder-, Fisch-, Schweine-, Zwergbandwurm Chemische Struktur: 5-Chlor-N-(2-chlor-4-nitrophenyl)-2-hydroxybenzamid; Salicylsäurederivat Eigenschaften:
- fast unlöslich in Wasser; schwer löslich in Ethanol - hellgelbes, schwach grünlich gelbes oder bräunlich gelbes, kristallines oder mikrokristallines Pulver - α-Modifikation ist thermodynamisch stabiler: TSmp.,α= 227°-232°C; TSmp.,β=86°-92°C
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Hemmung der Glucoseaufnahme der Würmer, Niclosamid fördert die Glykolyse in den Zellen der Würmer und hemmt den Citratzyklus, die Würmer verlieren den Schutz gegen die Darmenzyme des Wirts; der Scolex (Vorderende des Wurms zur Anheftung an die Darmwand) stirbt ab, die Würmer verlieren ihren Halt und werden ausgeschieden. Biotransformation: Niclosamid wird kaum resorbiert, weshalb es nur auf die Würmer im Darm wirkt. Nasschemische Analytik:
- Beilstein-Probe: grüne Flamme (Chlor) - Nach Zinkstaubreduktion, Diazoniumsalz-Bildung und Azo-Kupplung mit Bratton-Marshall-Reagenz (Reaktion mit N-(1-Naphtyl)ethylendiamin-
dihydrochlorid zum Azofarbstoff) - Fraktion (Stas-Otto; Auterhoff/Kovar): Ia, Ib
Färbungen:
- Mandelin-Reagenz: schmutzig gelb/grün - Marquis-Reagenz: leicht gelb - Konz. Schwefelsäure: gelb/beige - 3N NaOH: gelb (mesomeriestabilisiertes Anion, das amidische H wird abgespalten)
Niclosamid
Cl
OH
O
NH Cl
NO2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 187
Seite 187
zu Niclosamid Gehalt: Titration im wasserfreien Medium: Lösen in Aceton/Methanol und Titration gegen Tetrabutylammoniumhydroxid. Nutzung der N-H-Acidität der Verbindung: freies Elektronenpaar wird in im delokalisierten π-Elektronensystem des elektronenarmen Aromaten mit einbezogen Mesomeriestabilisierung der deprotonierten Form.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 188
Seite 188
102. Arzneistoff: Nicotinamid (Vitamin B3) Indikation: Vitamin der B-Gruppe, Mittel gegen Pellagra Chemische Struktur: Pyridin-3-carboxamid Schwache Base (pKs-Wert: 3,35) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Nicotinamid stellt die wirkungsbezogene Partialstruktur der wasserstoffübertragenden Coenzyme NAD+ (Nicotinamid-Adenindinucleotid) und NADP+ Nicotinamid-Adenindinucleotidphosphat) dar und ist somit der wichtigste Elektronen-Carrier ders Intermidiärstoffwechsels.
Biotransformation: Systemisch: Überführung von Nicotinamid in NAD+ und NADP+ (Speicherung in Leber, Erythrocyten und anderen Geweben) Biotransformation: in der Leber zu Niacin über den Tryptophan-Stoffwechesl (2/3 des Nicotinamid-Bedarfs) Hauptausscheidungsmetabolit: polare N-Methyl-nicotinium-Verbindung
Nicotinamid
N
O
NH2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 189
Seite 189
Nasschemische Analytik von Nicotinamid: Nachweis auf Pyridinderivate: positiv Eisen(III)chloridrkt.: orange 3N NaOH: orange, beim Erhitzen mit 6N NaOH entwicklt sich Ammoniak Mandelin: gelb König-Reaktion mit Bromcyan und Anilin:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 190
Seite 190
Gehaltsbestimmung von Nicotinamid: Titration im wasserfreien Medium mit HClO4 (0,1 mol*l-1). Protoniert wird der Ring-Stickstoff. Als Lösungsmittel wird ein Gemisch von Eisessig mit Acetanhydrid verwendet. Acetanhydrid soll evtl. vorhandenes Wasser binden.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 191
Seite 191
103. Arzneistoff: Nitrazepam Indikation: Nur als Hypnotikum Chemische Struktur: Benzodiazepin vom 2-Keto-Typ (1,4-Benzodiazepin-2-one)
Mit Nitrogruppe in Position 7 Struktur-Wirkungs-Beziehungen: 2-Keto-Derivat lipophiler als die 3-Hydroxy-Benzodiazepine, deshalb ZNS-gängig trotz nicht-alkyliertem N1 jedoch nur unvollständige Resorption
Nitrogruppe in Positon 7 stärkere Wirkung erzeugt durch –M-Effekt Elektronenmangel in Position 1 Acidifizierung in N1 leichte Löslichkeit in Laugen resonanzstabilisiertes Anion (vgl. Kasten unten)
2` mit H-Substituent stärkere Wirkung Biotransformation: Reduktion zur Aminogruppe, dann N-Acetylierung oder N-Glucuronidierung
N
NOH
HH
O2N
Nitrazepam
CYP3A4CYP2D6
Reduktion N
NOH
HH
H2NN-AcetylierungN-Glucuronidierung
Nitrazepam
N
HN
O2N
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 192
Seite 192
zu Nitrazepam Nasschemische Analytik: gelbes kristallines Pulver
pKS1 = 2,94; pKS2 = 11,0 nicht in Wasser, jedoch in Alkalilaugen löslich (intensive Gelbfärbung in verdünnter NaOH) Schmelztemperatur 226-230°C
+ NaOH sofort intensiv giftgelb + Marquis blassgelb die anderen Vorproben ohne Reaktion
EuAB: Erhitzen zum 2-Aminobenzophenonderivat mit HCl, Diazotierung und
Kupplung mit Bratton-Marshall-Reagenz zum rot-violetten Azo-Farbstoff: 20mg Substanz in 5ml HCl R und 10ml Wasser lösen; 5min zum Sieden erhitzen, abkühlen lassen und mit Natriumnitritlösung (1g/l) versetzen; nach 1 min 1 ml Sulfaminsäure-Lösung (5g/l) zusetzen; nach 1 min 1 ml N-(1-Naphthyl)ethylendiamin-Dihydrochloridlsg* zusetzten; jetzt entsteht Rotfärbung
EuAB: 10 mg Substanz in 1 ml Methanol lösen (eventuell Erwärmen) nach Zusatz von 0,05 ml verd. NaOH-Lösung R entsteht intensive Gelbfärbung
Reaktion zum intensiv gelb gefärbten Anion in Laugen (deshalb in Laugen gute Löslichkeit)
N
NOH
HH
O2N+ OH-
-H2O N
N- OHH
O2N N
NO
HH
N+-O
O-
mesomeriestabilisiertes Anion, intensiv gelb gefärbt
Gehalt: lösen in Acetanhydrid und titrieren gegen Perchlorsäure und Endpunktbestimmung durch Potentiometri
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 193
Seite 193
104. Arzneistoff: Nitrofurantoin Indikation: Reservetherapeutikum bei Harnwegsinfektionen
(schlecht verträglich, schlecht wirksam) Chemische Struktur: Fluorchinolon, 5-Nitrofuran-Derivat Biotransformation: Hepatische Metabolisierung (50 %) zu unwirksamen Metaboliten;
mit N-Acetylierung und Glucuronidierung; praktisch vollständig renal eliminiert (hauptsächlich tubulär sekretiert, aber auch filtriert
Nasschemische Analytik: - Gelbes, kristallines Pulver - Löst sich in Wasser und Ethanol nur wenig; beste Löslichkeit in DMF (Dimethylformamid) - Lichtempfindlich (verfärbt sich durch Zersetzung) - Schmelzen unter Zersetzung (Kapillare: 253 – 257°C)
+ H2SO4 gelb + NaOH erst gelb, dann Verfärbung nach orange bis braun + Mandelin giftgrün + HNO3 gelb mit Froehde und Marquis keine Reaktion
EuAB: Entstehung eines farbigen Meisenheimerkomplexes im Basischen:
10mg der Substanz in 10ml DMF lösen; 1 ml der Lsg mit 0,1ml ethanolischer Kalilauge (0,5mol/l) versetzen; jetzt entsteht braune Färbung (Beschreibung im DAB: zunächst gelb, dann orange bis dunkel rotorange)
- Zwikker-Raktion positiv (Imid-Struktur) - Nach Reduktion der Nitrogruppe mit Zn/HCl und Zugabe von Diazo-Reagenz I + II: roter Azofarbstoff
- Eine Lsg der Substanz in DMF/Wasser gibt mit einigen Tropfen 3N NH3 und 2ml AgNO3 einen gelben, flockigen Niederschlag - Nach Zusatz von 1%iger CuSO4-Lsg und einigen Tropfen Pyridin zeigt die Lösung eine grüne, in Chloroform lösliche Färbung
Gehalt: Gehaltsbestimmung über UV-Spektrometrie bei 367nm (spezielle Prüflösung)
O N N NH
O
O
O2N
Nitrofurantoin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 194
Seite 194
105. Arzneistoff: Norpseudoephedrin-HCl (Cathin) Indikation: Appetitzügler bei ernährungsbedingtem Übergewicht. Es zählt im Gegensatz zum Ephedrin zu den BTM. Indirektes Sympathikomimetikum. Chemische Struktur: Phenylethylamin-Derivat aus Catha edulis, Celestraceae. Keine Hydroxylgruppen am Aromaten, daher lipophil und ZNS-gängig. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Lipophilie ist für die zentrale Wirkung verantwortlich. - Durch die Ähnlichkeit zu den Catecholaminen (A, NA) verdrängen sie diese aus ihren Speichervesikeln und verzögern so deren Wiederaufnahme. Sie beeinflussen jedoch nicht direkt die Adrenalin- und Noradrenalin-Rezeptoren. - Für die anorektische Wirkung ist außerdem die Umwandlung von T4 in T3 in der Schilddrüse verantwortlich. Biotransformation: - Hydroxylierung in 4-Position des Aromaten, anschließend Glucuronidierung. Keine oxidative Demethylierung. Nasschemische Analytik: - Nachweis des Chlorids aus der Ursubstanz - Chen-Kao-Reaktion der Ethanolaminderivate, der rote Farbkomplex ist mit n-Butanol ausschüttelbar. - Nachweis des primären Amins mit Folin´s Reagenz. Gehalt: Silberperchlorat-Methode (Ausfällen des Hydrochlorids): Die Substanz wird in wasserfreier Essigsäure gelöst und etwas Kristallviolett zugegeben.Es wird von violett nach tiefgrün mit 0,05 N AgClO4-Lösung titriert.
NH2
OH
CH3
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 195
Seite 195
106. Arzneistoff: Noscapin Indikation: zentrales Antitussivum (bei trockenem Reizhusten zur Unterdrückung des Hustenreizes Chemische Struktur: Benzylisochinolin-Alkaloid aus Papaver somniferum mit Tetrahydroisochinolin-Partialstruktur, die ein Methylpiperidin beinhaltet. Phenolether Formaldehydacetal Lactonstruktur Obwohl Noscapin zentral antitussiv wirkt, wird es nicht zu den Opioiden gerechnet. 2 Asymmetriezentren, jeweils mit R-Konfiguration. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - tertiärer Stickstoff wichtig für Rezeptorbindung - kein überbrücktes Ringsystem wie beim Codein, kein quartäres C-Atom, daher Affinität vor allem zu δ- und κ-Rezeptoren: nicht analgetisch, nicht ermüdend. Biotransformation: N- und O- Demethylierung Nasschemische Analytik: Marquis: grüngelb Mandelin: braunrot Vitali-Reaktion: orangerot Froehde-Reaktion: grün, beimErwärmen rot Vanillin/ Schwefelsäure: Orangefärbung Konz. Salpetersäure: gelb Konz. Schwefelsäure: grüngelb, schlägt beim Erwärmen über rot nach violett um Chromotropsäure/ Schwefelsäure (abspaltbarer Formaldehyd): violett Formaldehyd/ Schwefelsäure: purpure Färbung, die nach Gelbbraun umschlägt Hydroxamsäurereaktion positiv ohne Thionylchlorid: Lacton = cyclischer Ester Dragendorff: tertiäres Amin positiv. Gehalt: Potentiometrische Titration der Noscapin-Base mit Perchlorsäure, Indikator: Kristallviolett
Noscapin
NO
O
O
CH3
OCH3
OCH3
O
OH3C
HH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 196
Seite 196
107. Arzneistoff: Omeprazol Indikation: Als Protonenpumpen – Hemmer zur Behandlung säure bedingter Magen-Darm-Erkrankungen (Ulkus) Chemische Struktur:
- Benzimidazol-Struktur - 2-pyridinomethyl-substituiertes Sulfoxid - Chiralitätszentrum am Schwefel, das freie Elektronenpaar ist der vierte Substituent. - Wirksam ist vor allem das S-Enantiomer (Esomeprazol) - Thioharnstoff-Partialstruktur
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Omeprazol ist ein Prodrug, das sich von der Blutseite zu den Belegzellen hinbewegt, wo es die H+/K+-ATPase blockiert. Magensaftresistente Galenik notwendig Biotransformation und Aktivierung s. nächste Seite. Nasschemische Analytik: Mandelin: braunviolett Vitali-Morin-Reaktion: orangerot Konz. Schwefelsäure: hellgelb Analoge Helch-Reaktion: blau bis violett In methanolischer Lsg von HCl: pink DC: Detektion der Flecken durch Kontakt mit Essigsäuredämpfen: braun Zincke-König-Spaltung des Pyridinsystems Nach saurer Phenoletherspaltung Phenolnachweis mit Gibbs Reagenz oder FeCl3 Gehalt: Als schwache Säure in wässrigem Ethanol lösen und mit 0,5 NaOH titrieren. Endpunktbestimmung erfolgt potentiometrisch
S-Omeprazol
N
HN
SO
N
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 197
Seite 197
Biotransformation und Aktivierung v on Omeprazol:
N
HN
SO
H3CN
CH3
H3C O CH3
O + H+
- H+ N
N
H3COS
H
H O
N
CH3OCH3
CH3
NH
HN
S
N+
CH3OCH3
CH3
H3COO
spiranartigesDihydrobenzimidazol
NH
N
S
N+
CH3OCH3
CH3
H3CO
HOSulfensäure (aktiver Metabolit)
+ H2O
- H2ON
N
S
N+
H3COCH3
OCH3
CH3
Sulfenamid (aktiver Metabolit)
NH
N
S
N+
CH3OCH3
CH3
H3CO
SH+/K+-ATPasegemischtes
Disulfid - Prodrug, aktive Form: Sulfensäure und Sulfenamid - Metabolismus: Oxidation einer Methyl-Gruppe
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 198
Seite 198
108. Arzneistoff: Opipramol-HCl Indikation: Tricyclisches Antidepressivum (TCA) zur Behandlung leichter depressiver Verstimmungen, als Alternative zu den Benzodiazepinen Sedativum, Anxiolytikum Chemische Struktur: Dibenzazepin-Struktur mit Piperazinring in der Seitenkette, endständige primäre Alkoholfunktion Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Opipramol ist ein Imipramin-Analogon, Reuptake-Hemmung von Serotonin und Noradrenalin, außerdem antihistaminerge, antimuscarinerge sowie auch α1-blockierende Eigenschaften. Der Piperazinring bewirkt zusätzlich antipsychotische Eigenschaften. Biotransformation: - Deshydroxylierung durch CYP2D6, Bei Poor Metabolizern: Plasmakonzentration bis zu 2,5 fach erhöht. Nasschemische Analytik: - Chloridnachweis aus der Ursubstanz - Tertiärer Stickstoff: Dragendorff - Ethanolamin: Chen-Kao - primärer Alkohol: Nachweis mit K2Cr2O7 Gehalt: Wasserfreie Titration mit Perchlorsäure in Eisessig, Endpunktsbestimmung potentiometrisch.
Opipramol
N
N
N
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 199
Seite 199
109. Arzneistoff: Paracetamol Indikation: leichte bis mäßige Schmerzen, Fieber Chemische Struktur: Phenol, Amidstruktur, N-Para-acetyl-aminophenol Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - lipophiles aromatisches System
- Säureamidstruktur Biotransformation:
Paracetamol
HO
HN
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 200
Seite 200
zu Paracetamol: Nasschemische Analytik: - Eisen(III)-chlorid bläulich - Vanillin-Schwefelsäure leicht gelblich - K-Permanganat entfärbt hell, Oxidation des Systems zum Chinonimin. - konz. Salpetersäure rot - Fröhde hellblau - Mandelin dunkelolive - Blaufärbung nach Zugabe wässriger Eisen(III)chlorid-Lsg. Eisenkomplex - Saure Hydrolyse zu 4-Aminophenol + Oxidation mit K-Dichromat à Violettfärbung (Merocyanin)
- Kupplung mit Diazoniumsalzen zu farbigen Azoverbindungen Gehalt: Cerimetrie: - Hydrolyse in schwefelsaurer Lsg. (Erhitzen) zu 4-Aminophenol durch Cer(IV)-Ionen zu 1,4-Benzochinonimin oxidiert
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 201
Seite 201
Synthese von Paracetamol:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 202
Seite 202
110. Arzneistoff: Pethidinhydrochlorid Indikation: Zentral wirksames Opioid-Analgetikum Bei starken akuten, kolikartigen Schmerzen der ableitenden Gallen- und Harnwege (nach vorheriger Gabe von Spasmolytika) und zur Unterbrechung von postoperativen Frier-Reaktionen. Chemische Struktur: 1-Methyl-4-phenyl-piperidin-4-carbonsäureethylester-hydrochlorid Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Agonist an Opiatrezeptoren (v.a.µ-Rezeptoren). Enthält alle charakteristischen Partialstrukturen für eine Morphin-artige Wirkung (quartäres C-Atom, an dem ein Aromat gebunden und im Abstand von 2 weiteren C-Atomen eine tertiäre Aminogruppe lokalisiert ist) Bei Bindung des Pethidins an den Opiatrezeptor mögliche Konformationsänderung des Benzenrings von äquatorialer in axiale Position und dadurch sterische Übereinstimmung mit Morphin. ( Morphinartige Wirkung) Biotransformation: Gute Resorption nach oraler oder parenteraler Applikation und Metabolisierung zu Norpethidin durch Demethylierung. Außerdem erfolgt Ester-Hydrolyse in der Leber. Die Ausscheidung der Metaboliten erfolgt hauptsächlich renal. Wenig Pethidin wird unverändert ausgeschieden.
N
O O
Pethidinhydrochlorid
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 203
Seite 203
zu Pethidin-HCl: Nasschemische Analytik:
• Beim Erhitzen mit konz. H2SO4: rot und Geruch nach Essigester • Mandelin – Reaktion: Rotorange • Marquis – Reaktion: Rot (Fluoreszenz) • Hydroxamsäure – Reaktion: Violett
Gehalt:
• Titration als Kationensäure unter Verbrauch eines Äquivalents Natriumhydroxid (lt.PhEur) oder • Titration mit 0,1M Perchlorsäure in Eisessig unter Zusatz von Quecksilber(II)-acetat
Synthese:
1 – Benzylcyanid 2 – Bis-(2-chlorethyl)methylamin 3 – 1-Methyl-4-phenylpiperidin-4-carbonitril 4 – Pethidin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 204
Seite 204
111. Arzneistoff: Phenazon Indikation: - Schmerzen, Fieber Chemische Struktur: - erstes Pyrazolinon-Derivat (1,2-Dihydropyrazol-5-on), seit 1888 in der Anwendung. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Essentiell ist die Carbonylgruppe in Position 3 des Rings sowie der Phenylrest am N-2-Atom. Strukturverwandtschaft zu den Coxiben. Biotransformation:
- Umwandlung in inaktive Metabolite wie 4-Hydroxymethylphenazon bzw 4-Hydroxyphenazon - Konjugation mit Glucuronsäure oder Sulfat und renale Eliminierung
NNCH3
H3C
H OPhenazon
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 205
Seite 205
zu Phenazon: Nasschemische Analytik: - Bildung von Nitrosophenazon: Umsetzung mit salpetriger Säure --> grün - mit FeCl3 entsteht ein tiefroter Komplex. - analoge Helch-Reaktion mit K2Cr2O7 und H2O2: blauvioletter Chromperoxid-Komplex - Pyrazol-Nachweis mit Ehrlichs Reagenz - Zimmermann-Reaktion mit Dinitrobenzol und NaOH zum Nachweis CH-acider Verbindungen (Methylgruppe am Ring vinylog benachbart zur Carbonylgruppe) - Vitali-Morin-Reaktion zum Nachweis nitrierbarer Aromaten: Rotbraune Färbung - Konz.: H2SO4: Gelbgrün - Konz. HNO3: grüngelb - Mandelin: Hellgrün Gehalt: - Umwandlung mit Iod-Maßlösung im Überschuss in 4-Iodphenazon, das mit Dichlormethan ausgeschüttelt wird. Das nicht umgesetzte Iod wird mit Na2S2O3-Maßlösung zurück titriert.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 206
Seite 206
Synthese von Phenazon:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 207
Seite 207
112. Arzneistoff: Phenoxymethylpenicillin Indikation: Oral verfügbares Antibiotikum, gut wirksam gegen grampositive Keime; Anwendung: leichte Infektionen mit penicillinempfindlichen Keimen wie Scharlach, Angina Chemische Struktur: β-Lactamantibiotikum (Pharmakophor), das Penicillinsystem ist durch die Veresterung mit der Phenoxyessigsäure säurestabil. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Der β-Lactamring ist für die antibakterielle Wirkung essentiell; der Thiazolidinring mit seinen Substituenten erhöht die Affinität und Selektivität für bakterielle Transpeptidasen ( durch Imitation des natürlichen Substrates D-Ala-D-Ala); durch die Aryl-oxy-Substitution ist Phenoxymethylpenicillin säurestabil, aber nicht β-lactamasestabil. Allergiegefahr durch Haptenbildung:
Phenoxymethylpenicillin
N
SNH
O
COOHO
HH
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 208
Seite 208
zu Phenoxymethylpenicillin: Biotransformation:
Wird zu einem großen Teil unverändert renal ausgeschieden Durch Spaltung des β-Lactamrings entsteht als Hauptprimärmetabolit die entsprechende Penicillosäure.
Nasschemische Analytik:
Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. Modifizierte Hydroxamsäure: Versetzt man eine Lösung von 15mg Substanz in 3 ml 3 N-NaOH und lässt 5 min stehen, so färbt sich die mit einigen
Tropfen 6 N-HCl angesäuerte Mischung auf Zusatz von 1 ml 1%iger Eisen(III)-chlorid-Lsg. schmutzig rotviolett Chromotropsäure-Reaktion: blauviolett Vitali-Morin-Reaktion: orangebrauner Niederschlag Konzentrierte HNO3: gelb Mandelin-Reaktion: gelb → blau Marquis-Reaktion: rot Nach Anfeuchten mit H2O, Versetzen mit Formaldehyd / H2SO4 und Schütteln → bei RT farblos, nach kurzem Erhitzen im Wasserbad→ intensiv Braunrot
Gehalt:
HPLC Spektralphotometrie in hydrogenvarbonathaltiger Lösung: Durch Zusatz von Schwefelsäure werden Fremdpenicilline entfernt, nach Filtration erneut die
Lichtabsorption bzw. Extinktion gemessen und die korrigierten Extinktionen berechnet Acidimetrie in wasserfreiem Dimethylformamid mit Methylat als Maßlösung
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 209
Seite 209
113. Arzneistoff: Phenprocoumon Indikation: Indirektes Antikoagulans (Vitamin K-Antagonist), bei Thrombosen, Thrombosegefahr, Lungenembolie, Herzinfarkt Chemische Struktur: Chirales Cumarinderivat; INN-Name: 3(α-Ethylbenzyl)-4-hydroxycumarin, das S-Enantiomer ist 2-5 mal wirksamer Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
lipophiler Substituent, i.d.R. ein substitierter Benzylrest an Position 3 führt zur Wirkungsverlängerung Hydroxylgruppe in Position 4 muss „frei“ bleiben
Biotransformation: Hydroxylierung, Glucuronidierung, Sulfatierung Nasschemische Analytik:
Vitali-Morin-Reaktion: rot (nitrierbarer Aromat) Mandelin-Reaktion: dunkelrot Marquis-Reaktion: Braunrot Lacton: Cyclischer Ester als Hydroxamsäure ohne Thionylchlorid Phenolische OH-Gruppe mit FeCl3 oder Gibbs-Reagenz
Gehalt:
Titrimetrisch: 200 mg Substanz werden in 15 ml Pyridin gelöst und gegen Bromphenolblau-Lsg. mit 0,1N NaOH bis zum Farbumschlag nach blau titriert
Photometrisch: E (1%;1cm) in Ethanol:400 bei 285 nm und 440 bei 310 nm; in 0,1 N-NaOH: 540 bei 310 nm
Phenprocoumon
O O
OHH
*
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 210
Seite 210
Synthese von Phenprocoumon:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 211
Seite 211
114. Arzneistoff: Phenytoin Indikation: Epilepsie, Herzrhythmusstörungen (infolge einer Herzglykosid-Vergiftung) Chemische Struktur: Imidazolidin-2,4-dion(= Hydantoin) -Derivat mit cyclischer Acylharnstoffstruktur; INN: 5,5-Diphenyl-2,4-imidazolindion; schwache Säure (N-H-acid) Prochirales C-Atom, bei der Metabolisierung wird nur ein Phenylring hydroxyliert, dadurch wird das Molekül chral. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Ein Aryl-Rest an C5 ist für die antiepileptische Wirkung essentiell Biotransformation: Hydroxylierung zu 5- (4-Hydroxyphenyl)-5-phenylhydantoin. Die Bildung der Enantiomere erfolgt im VerhältnisS:R 10 : 1. Glucuronidierung und renale Ausscheidung zu 70-80%; 1-5% werden unverändert ausgeschieden Nasschemische Analytik:
Zwikker-Reaktion: Violett (Hydantoin, NH-acide Verbindung) Ammoniakalische Kupfersulfatlösung führt zu einem rosafarbenen, kristallinen Komplex-Niederschlag. Konzentrierte H2SO4: Hellgelb Marquis-Reaktion: Beim Erwärmen braunorange (Fluoreszenz in gleicher Färbung)
Gehalt: Acidimetrische Titration in Dimethylformamid mit Natriumethanolat (0,1 mol*l –1), Endpunktsbestimmung potentiometrisch.
Phenytoin
NH
HN
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 212
Seite 212
115. Arzneistoff: Pilocarpinhydrochlorid (Protonierung erfolgt am N-Atom 3, das an der Doppelbindung beteiligt ist) aus Pilocarpus pennatifolius, Rutaceae Indikation: Cholinergikum – direkt wikendendes Parasymphathomimetikum;
Lokal als Antiglaukom-Mittel (erleichtert den Kammerwasserabfluss, verringert intraokularen Druck) Glaukoma chronicum simplex, akutes Glaukom bei engem Kammerwinkel, nach Kataraktextraktionen, nach diagnostischer Mydriasis
Chemische Struktur: (3S, 4R)-3-Ethyl-4-[(1-methyl-1H-imidazol-5-yl)methyl]dihydrofuran-2(3H)-on-hydrochlorid (Butyrolacton)
Imidazol-Derivat (nicht verwechseln mit Isopilocarpin: 3R, 4R – Konfiguration => Unterscheidung durch spezifische Drehung ) cis-ständige Substituenten am Butyrolacton-Ring
Eigenschaften:
• farblose Kristalle oder weißes, kristallines Pulver, hygroskopisch • leicht löslich in Wasser, Ethanol, schwer löslich in Ether, Chloroform • Pilocarpin-Base: Stabilitätsoptimum bei pH 3-4, bis pH 5 stabil, im alkalischen Milieu Ringöffunung; • Anteil an Isopilocarpin nimmt mit steigendem pH zu • bildet stabile Salze; pKS= 7,05 (entspricht etwa dem des Imidazols) • Schmelzpunkt bei 34°C • In Lösung stellt sich ein GG zwischen Pilocarpin u. Pilocarpinsäure ein; bei niedrigem pH GG auf der Seite von Pilocarpin =>
Macrogol oder 1,2-Propandiol verbessern Stabilität der Lösung (Augentropfen mit physiologisch günstigerem pH bis 6,4 möglich) • beim Erhitzen oder einer Behandlung mit Alkali erfolgt teilweise eine Umlagerung in Isopilocarpin (thermodynanisch stabiler) • Licht beschleunigt den Abbau von Pilocarpin
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Substituenten am Butyrolactonring sind cis-ständig
Absolute Konfiguration: 3S, 4R Biotransformation: In physiologischem Milieu erfolgt Protonierung an N (3´) => mesomeriestabilisiertes Amidiniumion
Pilocarpinhydrochlorid
N
N
O O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 213
Seite 213
zu Pilocarpin-HCl Nasschemische Analytik:
• Helch-Reaktion => Basen, die gegen Chromperoxid stabil sind und sich sowohl in Wasser als auch in Chloroform lösen, bilden in Anwesenheit von Dichromat und Wasserstoffperoxid blauviolett gefärbte Komplexe aus Chromperoxid und Base, die mit Chloroform ausschüttelbar sind. (Positiv auch mit Phenazon oder Pyridin) Die Helch-Reaktion wurde ursprünglich speziell für Pilocarpin entwickelt.
• Prüfung nach Ekkert: wässrige Lösung von Pilocarpinsalzen + Zusatz von Natriumpentacyanonitrosylferrat (II) und Alkali => Ansäuern => weinrote Färbung; nach Zugabe von Thiosulfat => Grün, oder bei Zusatz von Oxidationsmitteln => Karminrot
• Hydroxamsäure-Reaktion: Violettrot • Dragendorff positiv (tertiäres Amin)
Gehalt:
- Alkaloid-Kation alkalimetrisch in Ethanol/Chloroform titrieren (DAB 7). Spaltung des Lactonrings mit Alkali und Rücktitration auch möglich - Verdrängungstitration mit Ethanol mt 0,1M – NaOH; der Zusatz von 0,01M Salzsäure verursacht den 1.Wendepunkt - Kolorimetrie unter Ausnutzung der Helch-Reaktion - Kolorimetrische Bestimmung mit Natriumpentacyanonitrosylferrat (II) sowie mit Hydroxylamin/Eisen (III)-chlorid über Hydroxamsäure
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 214
Seite 214
116. Arzneistoff: Piperazincitrat Indikation: Anthelmintikum, Behandlung intestinaler Fadenwürmer (Nematoden),
insbesondere Spulwürmer, Madenwürmer Chemische Struktur: Piperazin-2-hydroxy-1,2,3-propantricarboxylat Eigenschaften:
• weißes, körniges Pulver • kristallwasserhaltig, enthält wechselnde Mengen an Wasser • die wässrige Lösung des Salzes ist schwach sauer; kann durch Zusatz von Sorbitol-Glycerol-Mischung oder Zugabe von Antioxidantien stabilisiert
werden; bei pH <5 Gelbfärbung, bei pH 7,8 Niederschlag; Lichtschutz notwendig • leicht löslich in Wasser (in 15 Teilen), fast unlöslich in Ether, Ethanol • Wasserfreie Base sehr hygroskopisch; Schmelzpkt.: 106°C; Piperazin ist eine zweiprotonige Base mit pKS=5,6 und pKS= 9,8; kann CO2 aus der Luft
absorbieren Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Piperazin ist selektiver Agonist der GABA-Rezeptoren an Muskelmembranen des Wurms. Die Muskelerschlaffung führt zu Lähmungserscheinungen des Wurms, so dass er sich nicht mehr festhalten kann und ausgeschieden wird. Bei Überdosierung auch beim Menschen GABAerge Wirkung. Biotransformation: Im Magen wird z.T. N-Nitrosopiperazin, poteniell mutagen, kanzerogen. In der Leber Transformation zu N-Nitroso-3-hydroxypyrrolidin (NHPYR).
NH
HN
NH
HN
NH
HN
O
HO
OH
O
OHOOH
O
OH
HO
O
HOOHO
Piperazincitrat
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 215
Seite 215
zu Piperazincitrat: Nasschemische Analytik:
• Umsetzung mit Benzoylchlorid in alkalischer Lösung => N,N´-Dibenzoyl-piperazin entsteht (Smp:191-196°C) • Nitrosierung in salzsaurer Lösung => N,N´-Dinitropiperazin über Smp identifizieren • Gruppenreaktion auf sekundäre aliphatische u. alicyclische Amine => in Gegenwart von Aldehyden und Dinatriumpentacyanoferrat (II) blaue
Färbung. Gebräuchliche Carbonyl-Verbindung ist Acetaldehyd (Simon-Awe-Reaktion, s. u.) • Nachweis von Citronensäure mittels Farbreaktion: mit Acetanhydrid und Pyridin => Rotfärbung (nicht sehr spezifisch) • (Identifizierung: DC: Detektion mit Ninhydrin)
Gehalt: USP: Mit Perchlorsäure (0,1 mol/l) in Eisessig => lassen sich beide Aminogruppen erfassen; Indikator: Naphtholbenzein EuAB: 0,7 g Substanz in 100ml CO2-freiem Wasser lösen und mit 0,5M-Salzsäure potentiometrisch titrieren (evtl. gegen Methylorange)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 216
Seite 216
117. Arzneistoff: Pramipexol-Dihydrochlorid Indikation: - zur Behandlung der Parkinson-Krankheit (in Kombination mit Levodopa) - Dopamin-Agonist; hohe Selektivität für die Unterfamilie der D2-Rezeptoren, bindet bevorzugt an D3; - keine Affinität zu α2-adrenergen, 5-HT1A- und Histamin(H2)-Rezeptoren Chemische Struktur: - (S)-2-Amino- 4,5,6,7-tetra-hydro-6-(propylamino) –benzothiazol, sekundäres Amin, Thioharnstoff-Struktur im 5-Ring - Aminobenzothiazol-Derivat; MG = 302,27 Eigenschaften:
• Weißes Pulver, Smp: 296 - 301° C • Zu 20% löslich in Wasser, 8% in Methanol, 0.5% in Ethanol, praktisch unlöslich in Dichloromethan.
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Chirales Zentrum: S-Enantiomer wird eingesetzt. Biotransformation: - BV = > 90%; nur in geringem Ausmaß an Plasmaproteine gebunden (15%) - 20-50% Biotransformation: v.a. Dealkylierung, Hydroxylieung und Glucuronid-Konjugation; - hauptsächlich renale Elimination (90% unverändert). Nasschemische Analytik: - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. - Sek. Amin: Simon-Awe-Reaktion - Baeyer-Probe auf olefinische Doppelbindungen positiv - Primäre aromatische Amine mit Azokupplung nachweisbar. Gehalt: Potentiometrische Titration mit Perchlorsäure in Eisessig.
Pramipexol
N
SNH2
HN
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 217
Seite 217
118. Arzneistoff: Pravastatin-Natrium Indikation:
- Lipidsenker (CSE-Hemmer), kompetitiver Inhibitor der HMG-CoA-Reduktase Hemmung der Cholesterolbiosynthese LDL-Rez. LDL und Cholesterol im Blut sinkt (hemmt außerdem noch die VLDL-Bildung) - Bei primärer (TypIIa) und kombinierter (Typ IIb) Hypercholesterinämie - Zur primären Prävention von Myokardinfarkten - Bei Kindern zur Behandlung der heterozygoten familiären Hypercholesrerinämie
Chemische Struktur:
- Pharmakophor 3,5-Dihydroxycarbonsäure, die Stereochemie ist wichtig: 3R, 5R-Konfiguration. - Einsatz als stabiles Na-Salz - Hydrophiler als andere CSE-Hemmer wie z.B. Lovastatin - 8 Chiralitätszentren - Steroid-Partialstruktur
Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
- kein Prodrug (hydrophiler als andere CSE-Hemmer) - Pharmakophor: 3,5-Dihydroxycarbonsäure (>1000-fach höhere Enzymaffinität als der natürliche Ligand Mevalonsäure) Stereochemie der OH-
Gruppen wichtig - Grundstruktur an C(7) substituiert (optimaler Abstand von 2 C`s zum C(5) erfüllt)
Biotransformation:
- Nach oraler Gabe beträgt die Resorption aus den GIT 34% - Plasmaeiweißbindung 45-55% (alle anderen Statine: > 90%) - HWZ: 1,5-3 h - Hoher First-pass-Effekt - Bioverfügbarkeit: 10-37% - Elimination: 47% renal, 53% biliär - Keine Wechselwirkungen mit dem CYP-Enzymsystem (im Gegensatz zu allen anderen Statinen) - Stark ausgeprägte Hepatoselektivität (aufgrund der Hydrophilie) diese Gewebeeigenschaft korreliert mit den Triglycerid-senkenden Eigenschaften
HO
HO
OHCOONa
O
Pravastatin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 218
Seite 218
Nasschemische Analytik von Pravastatin-Natriumsalz:
- Weißes bis schwach gelbes, nahezu geruchloses, hygroskopisches oder kristallines Pulver; pKa: 4,6 - Wasser, Methanol: leicht löslich - Ethanol: löslich - Diethylether, Aceton, Chloroform: unlöslich - Konz. H2SO4: rotbraun - Konz. HNO3: rotbraun - Mandelin: dunkelviolett - Froede: von pink nach violett - Marquis: dunkelviolett - Fehling-Probe: Positiv (intensiv blau) - Zimmermann-Reaktion nach Oxidation mit Cr2O7
2- rot
- Liebermann-Burchard-Reaktion positiv (Steroid-Partialstruktur Ring A und B mit OH-Gruppe in Pos. 3 und konj. Doppelbindung vorhanden)
- Baeyer-Probe auf olefinische Doppelbindungen positiv
- (Natriumnachweis mittels Flammenprobe)
Gehalt:
- HPLC, HPLC-MS, GC-MS - Titration mit Perchlorsäure in wasserfreiem Medium zur Berechnung des Prozentgehalts an Na-Ionen (Blindwert durchführen und
Endpunktsbestimmung mittels Potentiometrie)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 219
Seite 219
119. Arzneistoff: Prednicarbat Indikation:
- synthetisches, mittelstark bis stark wirksames topisches Glucocortikoid („soft-Steroid“) - Vermeidung systemischer UAW`s durch die topische Anwendung - antiphlogistisch, antiproliferativ, immunsuppressiv, vasokonstriktorisch - Anwendung als Creme (Dermatop®)z.B. bei Psoriasis, Dermatitis und SLE (systemische UAW`s durch die topische Anwendung werden verringert)
Chemische Struktur: - Prednisolon-17-ethylcarbonat-21-propionat
- nicht halogeniertes Glucocorticoid - zwei Hydroxylgruppen verestert: Prodrug-Funktion - Die essentielle OH-Gruppe an C-11 ist frei.
Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
- Molekülvariationen mit folgendem Ziel: mineralcorticoide Wirkungen reduzieren, antiphlogistische (glucocortikoide) Wirkung erhöhen - zweite Doppelbindung in Ring A - duale Veresterung an C(17) und C(21) hohe Lipophilie hohe Gewebepenetration - Gefahr der Hautatrophie bei Prednicarbat sehr gering (wichige NW bei längerer Anwendung von topischen GC), da die Kollagensynthese und das
Wachstun von Hautfibroblasten kaum beeinflusst werden - topische GC: unterschiedliche Rezeptor- und Gewebeaffinitäten
Prednicarbat
O
HO OO
H
O
O
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 220
Seite 220
zu Prednicarbat: Biotransformation:
- Hydrolyse der Ester durch Esterasen der Haut durch Hydrolyse des C(21) Esters: Bioaktivierung durch Hydrolyse des C(17) Esters: schwächer affine Derivate, die Inaktivierung erfolgt schon teilweise in der Haut
- Rasche Inaktivierung geringe systemische Effekte Allgemeines Metabolismus-Schema für alle Glucocorticoide:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 221
Seite 221
zu Prednicarbat: Nasschemische Analytik:
- weißes bis fast weißes, kristallines Pulver, Substanz zeigt Polymorphie, Schmelztemp: 100-112°C und 183°C (andere Polymorphie) - Wasser, NaOH: praktisch unlöslich - Ethanol 96%, Aceton: leicht löslich - 1,2-Propandiol: wenig löslich - Konz. H2SO4: hellrot, leichter Rosastich rotbraun nach ca.10 Min (Ring C-Analytik auf OH-Gruppen am C-11) - 3N HNO3: leicht gelblich - 3N NaOH: keine Reaktion - Mandelin: dunkelbraun, leicht violett - Froede: keine Farbänderung - Marquis: keine Farbänderung grünbraun nach ca. 10 Min - Umberger-Reaktion mit Isoniazid positiv:
-
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 222
Seite 222
zu Analytik Prednicarbat:
- nach Esterhydrolyse TTC-Reaktion positiv:
Gehalt:
- HPLC
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 223
Seite 223
120. Arzneistoff: Prednisolon Indikation: (wie Cortisol)
- antiphlogistisch, antiproliferativ, immunsuppressiv - bei adrenogenitalem Syndrom, Substit. Bei Morbus Addison - bei Asthma, Rheumathoider Arthritis, chronischer Polyarthritis - bei juckenden, entzündlichen, allergischen, ekzematösen Hauterkrankungen (z.B. Neurodermitis) - meist hohe Initialdosen bei entzündlichen Systemerkrankungen
Chemische Struktur: - 11β,17,21-Trihydroxy-pregna-1,4-dien-3,20-dion
- nicht halogeniertes Glucocortokoid (partialsynthetische Abwandlung von Cortisol) - Unterschied zu Cortisol: Eine Doppelbindung mehr im A-Ring
Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
- Molekülvariationen mit folgendem Ziel: mineralcorticoide Wirkungen reduzieren, antiphlogistische (glucocortikoide) Wirkung erhöhen - zweite Doppelbindung in Ring A (antiinflammatorische und immunsuppressive Wirkung gegenüber Cortisol um den Faktor 4-5 höher) - aber gleicher Wirkmechanismus und gleiches Wirkprofil wie Cortisol - 17-Hydroxygruppe nicht entfernt, da sonst die antiphlogistische Wirkung sinken würde
Biotransformation (s. auch allgemeines Schema bei Prednicarbat):
- schnelle und fast vollständige Resorption nach peroraler Gabe - HWZ: 2,5-3 h max. Wirkung erst nach 4-8 h (genomischer Wirkungsmechanismus!) - Biologische HWZ (Wirkdauer): 18-36 h (mittellang wirksames GC) - Bioverfügbarkeit: 60-100% - Bindung im Plasma an Transcortin und Albumin - Biotransformation hauptsächlich in der Leber
a.) teilweise Umwandlung in Prednison Einstellung eines Gleichgewichts zwischen beiden Substanzen b.) Esterhydrolyse Glucuronidierung, Sulfatierung
- Hauptsächlich renale Elimination (15% unverändert, 3% als Prednison)
Prednisolon
HO OHO
OH
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 224
Seite 224
Nasschemische Analytik von Prednisolon:
- weißes bis fast weißes, kristallines Pulver, hygroskopisch Smp: 230-240°C - Wasser, Ether: schlecht unlöslich - Ethanol, Aceton, Dichlormethan: leicht löslich - Methanol, Dioxan: sehr gut löslich - Konz. H2SO4: orangerot bis rot - 3N NaOH: gelb mit orangebraunen Tröpfchen - Mandelin: braunschwarz - Marquis: dunkelbraun - Vitali-Morin: Orange - Iodoform-Reaktion: positiv - Chromotropsäurereaktion nach Spaltung mit Periodat: violett
- Fehling-Reaktion: nach Erwärmen positiv (Alphahydroxyketon)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 225
Seite 225
zu Analytik Prednisolon:
- Norymberski-Reaktion positiv:
- Gehalt:
- UV-Vis Spektroskopie: Abs.max.: 243,5nm in Ethanol, spez.Abs.: 415 - HPLC (mobile Phase: Wasser/Methanol 13:7)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 226
Seite 226
121. Arzneistoff: Prednison Indikation: Antiphlogistika, Immunsuppressiva, Substitutionsmittel bei der Behandlung der Nebenniereninsuffizienz Chemische Struktur: 17,21- Dihydroxypregna-1,4-dien-3,11,20-trion Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• Ketofunktion an C(3) und C(20) und Sauerstofffunktion an C(11) essentiell für eine signifikante Affinität zum Rezeptor • Durch Einführung der Δ1 -Doppelbindung, wird die mineralkortikoide Wirkung verringert und die glukokortikoid Wirkung profiliert
Biotransformation (s. auch allgemeines Schema bei Prednicarbat):
• Konjugation mit Glukoron- und Schwefelsäure, Ausscheidung vorwiegend renal Nasschemische Analytik (Mechanismen s. Prednicarbat, Prednisolon):
• Als alpha-Ketol reduziert Prednison Fehlingsche-Lösung • 2 mg Substanz unter Schütteln in 2ml Schwefelsäure 96% lösen, innerhalb von 5 min entsteht eine Gelbfärbung, die bei 365nm Fluoreszenz zeigt,
anschließend wird die Lsg. In 10ml Wasser gegeben. Die Färbung verblasst, aber die Fluoreszenz verschwindet nicht. Keine Rotfärbung wie bei Prednisolon (wichtigstes Unterscheidungsmerkmal)
• Iodoform-Reaktion: positiv • Chromotropsäurereaktion nach Spaltung mit Periodat: violett • Norymberski-Reaktion positiv • TTC-Reaktion positiv • Umberger-Reaktion positiv
Gehalt: UV-Vis-spektrometische Messung im Absorptionsmaximun der Substanz bei 238nm in Ethanol
Prednison
O
O
OHO
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 227
Seite 227
122. Arzneistoff: Progesteron Indikation: - Zur parenteralen Gestagen Therapie Chemische Struktur: - Stammverbindung der Gestagene, C-21 Pregnan-Grundgerüst Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - α−β-ungesättigtes Keton im Ring A - Methylketon an Pos. 17 Biotransformation: In der Leber finden 3 reduktive Prozesse statt: - Hydrierung der olefinischen Doppelbindung - Reduktion der Ketogruoppe im Ring A - Reduktion der Ketogruppe der Seitenkette Nasschemische Analytik: - Steroid DC und Entwicklung mit ethanolischer H2SO4 - Progesteron bildet wie andere Steroide auch, mit starken Mineralsäuren gefärbte und fluoreszierende Produkte - Iodoform-Reaktion: positiv - Umberger-Reaktion mit Isoniazid positiv - Norymberski-Reaktion Fehling-Reaktion und TTC-Reaktion dagegen negativ, da diese nur positiv bei 1-Hydroxyketonen reagieren. Gehalt: - UV-Vis: Messung der ethanolischen Lösung bei 241nm
Progesteron
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 228
Seite 228
123. Arzneistoff: Propafenon-HCl Indikation: Klassen 1c Antiarrhythmikum, lange Blockade der Natriumkanäle. Chemische Struktur: In 2-Stellung mit einem Phenylpropionylrest acylierter Hydroxyphenylether mit 2,3-Dihydroxypropylamin-Betablockerstruktur. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Weist typische Partialstruktur eines β-Blockers auf (aber nur S-Enantiomer hat β-blockierende Wirkung) Neben Lidocain- und Chinin-artigen Wirkungen besitzt es Calciumkanal- und β-Rezeptor blockierende Eigenschaften Biotransformation: Nach peroraler Gabe rasch und fast vollständig absorbiert; HWZ 5-6 h ausgeprägter First-Pass Metabolismus; durch CYP2D6 entsteht Hauptmetabolit 5-Hydroxy Propafenon Nasschemische Analytik: Folins Reagenz: Gelb Keton-Nachweis mit Dinitrophenylhydrazin (orangerote Kristalle des Hydrazons) Chen-Kao-Reaktion auf Ethanolamin-Derivate: violett sek. Amin: Simon-Awe-Reaktion. Gehalt: Wasserfreie potentiometrische Titration mit Perchlorsäure in Ameisensäure / Acetanhydrid. Übertitration sollte vermieden werden, da HClO4 mit Acetanhydrid als Wasserbinder im Überschuss unter den Bedingungen aus der Ameisensäure durch Wasserabspaltung in einer exothermen Reaktion Kohlenmonoxid freisetzt.
Propafenon
OHN
O
OH
*
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 229
Seite 229
124. Arzneistoff: Pyridoxalhydrochlorid (Vitamin B6) Indikation: Neurologische Nebenwirkungen bei INH- oder Cycloserin-Therapie. Pyridoxinabhängige hypochrome Anämien, durch Vitamin-B6-Mangel verursachte Krämpfe. Chemische Struktur: 4-Pyridinaldehyd-Derivat (Pyridoxol (auch Pyridoxin genannt) hat statt der Aldehyd-Funktion eine CH2OH-Gruppe, Pyridoxamin eine CH2-NH2-Gruppe, alle 3 Verbindungen werden als Vitamin B6 bezeichnet. Es gehört zu den wasserlöslichen Vitaminen. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Die Aldehydfunktion ist das Pharmakophor. Die Aktivierung erfolgt durch Phosphorylierung an der Hydroxylfunktion der Seitenkette. Pyridoxalphosphat spielt eine entscheidende Rolle bei Amino-Transferase-Reaktionen: Desaminierung und Trans-Aminierung von α-Aminosäuren. Transaminierungszyklus und Biotransformation: s. nächste Seite. Nasschemische Analytik: - Reaktion im Alkalischen mit 2,6-Dichlorchinonchlorimid (Gibbs Reagenz) zum blauen Indophenolfarbstoff:
- phenolische OH-Gruppe mit FeCl3: rot - Pyridin: Zincke-König-Spaltung - Froehde Reaktion: Violett→hellblau - Mandelin-Reaktion: Violettblau Gehalt: - Potentiometrische Titration mit Perchlorsäure in Ameisensäure / Acetaldehyd
Pyridoxalhydrochlorid
N
H O
OHHO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 230
Seite 230
Funktion des phosphorylieren Pyridoxals bei Aminierung und Desaminierung von α-Aminosäuren:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 231
Seite 231
125. Arzneistoff: Ramipril Indikation: - zur Behandlung der Essentiellen Hypertonie - zur Behandlung der gering bis mäßig ausgeprägten Herzinsuffizienz (NYHA II und NYHA III) nach akutem Myokardinfarkt, - bei nicht-diabetischer glomerulärer Nephropathie, - zur Senkung des kardiovaskulären Risikos bei Patienten mit erhöhtem Risiko, z. B. bei Koronaren Herzkrankheiten, Diabetes mellitus u.a. Chemische Struktur: Tripeptid aus einem um ein C-Atom verlängerter Phenylalaninethylester, Glycin und um einen Fünfring erweitertes Prolin. Beim Enalapril ist an dieser Stelle ein normales Prolin eingebaut, ansonsten ist es identisch. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Kompetitiver ACE-Hemmstoff durch Imitation des C-terminalen Endes von Angiotensin I, es blockiert die Bindetasche des tACE. Biotransformation: Ramipril ist ein Prodrug. In der Leber ensteht das eigentliche Wirksubstanz Ramprilat durch Hydrolyse von Ramipril. Ramipril wird fast vollständig metabolisiert und renal eliminiert. 60% wird in Urin und 40% in Fäzes ausgeschieden. Naßchemische Analytik: Aussehen: Weißes Pulver Löslichkeit: schwer löslich in Wasser, leicht löslich in Methanol, Diethylether, 3N NaOH und 3N H2SO4. Konz. H2SO4 und konz. HNO3: Farblos Fröhde Reaktion: Farblos Mandelin Reaktion : Grün (sehr stark) Marquis Reaktion: Rot Nachweis der Carboxylfunktion mit Thionylchlorid, Hydroxylamin und FeCl3. Zwikker: Blau-grün Gehalt: Die Ph. Eur. Lässt die freie Säuregruppe des Ramiprils alkalimetrisch erfassen. Eine visuelle Endpunkterkennug in 50%igem Methanol wäre wegen des schleppenden Umschlages schwierig.
Ramipril
ONH
N
OO COOH
HH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 232
Seite 232
126. Arzneistoff: Ranitidinhydrochlorid Indikation: Ulkustherapie und –prophylaxe Histamin-Rezeptor-(H2)-Antagonist Chemische Struktur: INN: N-{2-[5-(Dimethylaminomethyl)furfurylthio]ethyl}-N-methyl-2-nitro-1,1-ethendiamin Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
Strukturmerkmale: aromatisches oder heteroaromatisches Ringsystem, welches über eine bewegliche Kette (flexible chain) mit einer polaren Gruppe verknüpft ist, die zur Ausbildung von Wasserstoffbrücken befähigt ist.
Heterozyklische 5-Ringsysteme übernehmen am Rezeptor die Funktion des Histamin-Imidazolrings sind daher für die Spezifität der Wirkung verantwortlich
Durch die Seitenkette wird vor allem die Wirkstärke determiniert Der elektronenziehende Schwefel in der Seitenkette soll für ein Übergewicht des bioaktiven Nτ-Tautomers sorgen, außerdem wird der Ring-pks
herabgesetzt, was zur Verbesserung der Resorption führt Ein zusätzlicher Substituent am 5-Ring erhöht die H2-Rezeptor-Affinität Die Endgruppe in der Seitenkette muss polar, darf aber nicht protonierbar sein.
Biotransformation:
Absorption: 50% Bioverfügbarkeit: 50-60% HWZ: 2,5-3h Elimination: 60-70% unverändert renal eliminiert; der Rest wird oxidativ metabolisiert, z.T. zum Sulfoxin
Nasschemische Analytik:
Aussehen: weißes bis blassgelbes kristallines Pulver; geruchlos Löslichkeit: sehr leicht löslich in Ethylacetat und Isopropanol; leicht löslich in Wasser, Essigsäure und Methanol; wenig löslich in wasserfreiem
Ethanol, sehr schwer löslich in Dichlormethan pH-Wert in Wasser: 4,5-6,0, Schmelzpunkt: 134°C bzw. 143°C (polymorph), Chloridnachweis aus der Ursubstanz ist positiv DC: Detektion in der Iodkammer - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung.
Ranitidin
NO
SNH
NH
NO2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 233
Seite 233
Gehalt: 0,280g Substanz in 35ml Wasser R lösen und mit Natriumhydroxid-Lösung (0,1 mol/L) titrieren, der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie
(EuAB 2.2.20) bestimmt 1 ml Natriumhydroxid-Lösung (0,1 mol/L) entspricht 35,09 mg Ranitidinhydrochlorid.
Synthese: In einer Mannich-Reaktion von Furfurylalkohol (1) mit Paraformaldehyd und Dimethylaminohydrochlorid entsteht 5-(Dimethylaminomethyl)-furfurylalkohol (2), der mit cysteaminhydrochlorid (3) zum Thioetheramin (4) umgesetzt wird. Die Reaktion mit N-Methyl-1-Methylthio-2-nitroethenamin (5) ergibt Ranitidin (6).
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 234
Seite 234
127. Arzneistoff: Repaglinid Indikation: Typ II Diabetes Chemische Struktur: (S)-2-Ethoxy-4-(2-(4-methyl-1-(2-(piperidin-1-yl)phenyl)pentylamino)-2-oxoethyl)benzoesäure Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Repaglinid stimuliert die Insulinsekretion im Pankreas. Unter dem Einfluss von Repaglinid schliessen sich in den Betazellen des Pankreas ATP-abhängige Kaliumkanäle. Dies führt über eine Depolarisation der Zellmembran und über einen Kalziumeinstrom zur Insulinfreisetzung. Repaglinid ist chemisch kein Sulfonylharnstoff, obwohl strukturelle Ähnlichkeiten zu erkennen sind und der Wirkungsmechanismus nahezu gleich ist; der Unterschied scheint darin zu bestehen, dass Repaglinid und Sulfonylharnstoffe unterschiedliche Affinitäten zu Bindungsstellen an den Betazellen aufweisen. Biotransformation: Repaglinid zeichnet sich durch einen schnellen Wirkunseintritt und eine kurze Wirkdauer aus. Die Metabolisierung erfolgt in der Leber über Cythochrom P450-Systeme. Bei den zytochromabhängigen Reaktionen gilt CYP3A4 als hauptverantwortlich; geringfügig ist auch CYP2C9. beteiligt. Die Ausscheidung der Metabolite erfolgt zu 90% biliär. Nasschemische Analytik: - tert. Amin: Dragendorff: orange - Carbonsäure Hydroxamsäure-Reaktion mit Thionylchlorid - Säureamid: evtl. Zwikker-R. positiv - Nach saurer Hydrolyse des Phenylethylethers: Nachweis des phenol. OH mit FeCl3 oder Gibbs Reagenz (Mechanismus s. Pyridoxal) Gehalt: Wasserfreie potentiometrische Titration in Essigsäure / Methanol mit 0,1 N Perchlorsäure.
Repaglinid
NH
O OH
O
O
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 235
Seite 235
128. Arzneistoff: Retinolacetat (Vitamin A) Tretinoin= Retinsäure, Retinoesäure, Vitamin-A-Säure Retinolacetat gehört zu den fettlöslichen Vitaminen. Indikation: Retinolacetat bei Vitamin A-Mangelsyndrom, Nachtblindheit, Xerophthalmie 13-Z-Retinsäure (Isotretinoin) als Akneterapeutikum lokal und systemisch angewandt, Reservetherapeutikum Verhornungsstörungen systemisch bei akuter promyeloischer Leukämie, aktinischen Keratosen, Psoriasis !Teratogen! Schwangerschaften sind auszuschließen (bis 1 Monat nach Behandlung) Überdosierung führt zu Kopfschmerzen, Übelkeit, Erbrechen, Bewusstlosigkeit. Hypervitaminose (chronische Überdosierung) führt zu Haarausfall, Anorexie, Schlafstörungen. Chemische Struktur: 3,7-Dimethyl-9-(2,6,6-trimethyl- 1-cyclohexenyl)nona-2,4,6,8-tetraensäure All-trans-Verbindung Diterpen mit 5 konjugierten Doppelbindungen. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Retinal (zum Aldehyd oxidiertes Retinol) ist für den Sehvorgang essentiell: Es wird als 11-cis-Isomeres als Cofaktor ins Rhodopsin eingebaut, welches in den Stäbchenzellen der Netzhaut als Lichtsensor dient. Das einfallende Licht induziert die Umisomerisierung zum all-trans-Isomeren, so dass der einfallende Lichtreiz in eine Molekülbewegung und damit in eine chemische Reaktion umgesetzt wird. Mechanismus siehe nächste Seite. Biotransformation: Metabolit im Retinolstoffwechsel Schneller Abbau zu polaren Metaboliten, deshalb nur geringe, variable Bioverfügbarkeit Ausscheidung vorwiegend über die Galle, aber auch renal als Glucuronid. Gehaltsbestimmung: Photometrisch bei 326 nm
Retinolacetat
O CH3
O
COOH
Tretionin (All-trans-Retinsäure)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 236
Seite 236
Umisomerisierung des 11-cis-Isomeren von Retinal in das all-trans Isomer:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 237
Seite 237
Nasschemische Analytik von Retinolacetat: Aussehen: schwach orangefarbenes bis zitronengelbes, kristallines Pulver Löslichkeit: praktisch unlöslich in Wasser, löslich in Dichlormethan, wenig löslich in Diethylether, schwer löslich in Ethanol Luft-, wärme- & lichtempfindlich Smp:: 182°C unter Zersetzung Reaktion mit Antimon(III)-chloridlösung: ca. 5 mg der Substanz werden in 2 ml Antimon(III)-chloridlösung R gelöst. Es entsteht eine intensiv rote Färbung, die später violett wird (Carr-Price-Reaktion).
außerdem positiv: Nachweis der Doppelbindungen mit KMnO4; Nachweis der Estergruppierung mit Hydroxylamin + FeCl3 ohne SOCl2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 238
Seite 238
Synthese von Retinolacetat (1):
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 239
Seite 239
Synthese von Retinolacetat (2)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 240
Seite 240
129. Arzneistoff: Riboflavin Synonym Vitamin B2, Lactoflavin Nahrungsergänzungsmittel bei Hypovitaminose (als FMN oder FAD Bestandteil von Oxidoreduktasen) Indikation: Nahrungsergänzungsmittel bei Hypovitaminose Nahrungsergänzungsmittel bei Hypovitaminose (Symptome: Mundwinkelrhagaden, Entzündungen der Mundschleimhaut und der Augen) Chemische Struktur (siehe auch nächste Seite): Dimethylisoalloxazin (=Benzo[g]pteridin) und D-Ribitol) Isoalloxazin-Chromophor Redoxverhalten und Färbung Struktur-Wirkungs-Beziehungen: FMN und FAD sind Coenzyme von Oxireduktasen, katalysieren Dehydrierungsreaktionen; übertragen Wasserstoff, dieser kann reversibel gebunden werden (z.B. Atmungskette)
Biotransformation: Riboflavin und Derivate werden nach oraler Gabe im Magen hydrolysiert und in der Darmwand an Position 5’ zum Mononucleotid phosphoryliert und in der Blutbahn bereits z.T. als Flavin-adenin-dinucleotid (FAD) transportiert niedrige Dosierung: aktive Absorption (Sättigungskinetik) höhere Dosierung: passive Diffusion im Blut Bindung an Riboflavin-bindende Proteine (PFBP) Elimination hauptsächlich über tubuläre Sekretion des freien Riboflavins und der Metabolite 7-Hydroxy-riboflavin und 8-Hydroxy-riboflavin
Riboflavin
N
N
NH
N O
O
OHOH OH
OH
D-Ribitol
Dimethylisoalloxazin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 241
Seite 241
Riboflavin als Bestandteil von FMN und FAD:
Nasschemische Analytik von Riboflavin: - Farbe: orange-rot - Löslichkeit: in Wasser sehr schwer, leichter in 0,9%iger NaCl-Lsg, verdünnten Laugen und konz HCl; unlöslich in Chloroform, Ethanol, Ether saure Lösung stabil, alkalische Lösung zersetzt sich rasch in sauren und alkalischen Lösungen unter Lichteinfluss: Photoreaktionen, oxidative Abspaltung des Ribitylrests Lumiflavin im Alkalischen (gelbgrüne Fluoreszenz), Lumichrom im Sauren (farblos) - Fluoreszenz von 1g Substanz in 100ml Wasser: bei durchscheinendem Licht grünlich-gelb, fluoresziert intensiv gelb-grün verschwindet bei Zugabe von Mineralsäure oder Lauge - Zugabe von 5 %-iger AgNO3-Lösung: Roter Niederschlag Gehalt: Photometrisch durch Messung der Absorption bei 444 nm
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 242
Seite 242
Synthese von Riboflavin:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 243
Seite 243
130. Arzneistoff: Salbutamolsulfat Indikation: direktes ß2-Sympathomimetikum Bronchospasmolytikum zur Behandlung akuter und chronischer Atemwegserkrankungen z.B. Asthma Bronchiale, chron. obstruktive Bronchitis Chemische Struktur: (1RS)-2-[(1,1-Dimethylethyl)amino]-1-[4-hydroxy-3-(hydroxy-methyl)phenyl]ethanol Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Substituent am Aminostickstoff ist abgeändert im Vergleich zu Adrenalin/Isoprenalin und somit ist Salbutamol ß2 selektiv. Das Einschieben einer CH2-Gruppe macht die im Adrenalin zweite phenolische OH-Gruppe zu einer aliphatischen OH-Gruppe. Die Monographie beschreibt die Racemform, aber nur das R-Enantiomer besitzt bronchodilatatorische Aktivität, S-Enantiomer ist für NW verantwortlich Biotransformation: Hauptmetabolit ist der 4`-O-Schwefelsäureester (55%), der renal ausgeschieden wird 10-12% über Fäzes ausgeschieden Nasschemische Analytik: - DC: Detektion mit saurer Kaliumpermanganat-Lsg. - Emmerson-Rkt.: Phenole kondensieren mit 4-Aminophenanzon und Oxidationsmittel Kaliumhexacyanoferrat zum farbigen p-Chinonimin - Eisen(III)-chlorid-Lösung: rotorange, Farbe verändert sich nicht auf Zusatz von NaHCO3 - Liebermann-Reagenz: schwarz - Marquis-Reagenz: gelb - Konz. H2SO4: gelb - Simon-Awe-Reaktion auf sekundäre Amine - Chen-Kao-Reaktion auf Ethanolamin-Derivate - Reduktion von K2Cr2O7 zu Cr3+ durch primäre Alkohole - Sulfatnachweis mit BaCl2
Salbutamol
HN
OH
HO
HO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 244
Seite 244
Gehalt: Titration des Amins bzw. Sulfations im wasserfreiem Medium mit Perchlorsäure (0,1 mol/L); Endpunkterkennung mit Kristallviolett Synthese: Salicylsäuremethylester (1) mit Chloracetylchlorid in einer Friedel-Crafts-Rkt. zu 5-Chloracetylsalicylsäuremethylester (2) umsetzen. Einwirkung von tert.-Butylbenzylamin führt in Gegenwart einer Base zum Aminoketon (3), das mit Lithiumaluminiumhydrid zum Aminoalkohol (4) reduziert wird. Durch hydrierende Abspaltung der N-Benzylgruppe entsteht Salbutamol (5).
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 245
Seite 245
131. Arzneistoff: Salicylsäure Indikation: Obsolet als Analgetikum wegen starker Reizung der Magenschleimhaut: antiphlogistisch durch COX Hemmung Heute nur noch als Keratolytikum und zur lokalen Behandlung von Warzen und Hornhaut Chemische Struktur: 2-Hydroxybenzoesäure Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Salicylsäure ist eigentlich der Prototyp der COX-Hemmer. bestehend aus Carbonsäurefunktion und einem lipophilen aromatischen Rest., Diese Struktur passt anstelle der Arachidonsäure sehr gut in die Bindetasche der Cyclooxigenase und hemmt diese kompetitiv (ASS sogar irreversibel durch zusätzliche Acetylierung des Serin 530). Biotransformation: - Leber: Konjugation von SS mit Glycin oder Glucuronsäure oder Ringhydroxylierung - Ausscheidung: renal pH-abhängig, d.h. 5-10% bei saurem Urin - gute tubuläre Rückresorption bis 85% bei alkalischem Urin Nasschemische Analytik: Nachweis organischer Säuren: violett Eisen(III)chlorid: violetter Komplex Vitali-Morin-Reaktion: rotoranger NS Froehde: violett Mandelin: olivbraun bis grün Marquis: pink Versetzt man die Säure oder ihre Salze mit konz. H2SO4 und Methanol, erwärmt die Mischung, so tritt der charakteristische Geruch nach Methylsalicylat auf. Gehalt: 0,120 g Substanz werden in 30 ml Ethanol 96 % R gelöstund nach Zusastz von 20 ml Wasser R und 0,1 ml Phenolrot-Lösung R mit Natriumhydroxidlösung (0,1 mol/l) bis zum Farbumschlag nach Tötlichviolett titriert. 1 ml Natriumhydroxidlösung (0,1 mol/l) entspricht 13,81 mg Salicylsäue.
Salicylsäure
COOHOH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 246
Seite 246
Kolbe-Schmitt-Synthese von Salicylsäure:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 247
Seite 247
132. Arzneistoff: Scopolamin-N-Butylbromid Indikation: - Spasmolytikum - bei Spasmen der glatten Muskulatur des Magen-Darm-Traktes (Bauchkrämpfe), Reizdarmsyndrom - i.V.-Anwendung bei Gallen- und Nierenkoliken Chemische Struktur: - heterozyklisches Grundgerüst: Nortropan → überbrückter Bizyklus mit Piperidin- bzw. Pyrrolidinring - basisch substituierter Ester einer aliphatischen Carbonsäure - Epoxidstruktur - quartärer Ammonium-Stickstoff Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - kompetitive Blockade von muscarinergen Rezeptoren: Wirkung von Acetylcholin wird aufgehoben - N-quartäres Derivat des Scopolamins: infolge der ionischen Struktur keine zentrale Wirkung Biotransformation: - Aufgrund der Struktur (quartäte Ammoniumverbindung) wird Scopolamin-N-butylbromid kaum resorbiert (lokaler Wirkmechanismus von der Lumenseite des Darms her) - bei i.V. Applikation wird es als Ion renal eliminiert im Gegensatz zum L-Scopolamin * HBr, das am N glucuroniert wird. Nasschemische Analytik: -weiße Substanz - leicht löslich in Wasser und Dichlormethan, wenig in Ethanol - Vitali-Morin-Reaktion - Bromid-Nachweis mit AgNO3 - Esternachweis als Hydroxamsäure - primäre alkoholische OH-Gruppe durch Reduktion von K2Cr2O7 zum grünen Cr 3+. - auf Zusatz von Lauge darf kein Niederschlag entstehen Gehalt: - Bromid-Bestimmung mit Silbernitratlösung (0,1 mol • l-1) - potentiometrische Detektion
L-Scopolamin-N-Butylbromid
N+
O
O
O
OH
CH3Br-
H
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 248
Seite 248
133. Arzneistoff: Spironolacton Indikation:
• Diuretikum • Hyperaldosteronismus • Herzinsuffizienz • Therapierefraktäre kardiale, renale und hepatogene (durch Leberzirrhose verursachte) Ödeme
Chemische Struktur: 7-alpha-(Acetylsulfanyl)-3’,4’-dihydrospiro(androst-4-en-17,2’(5’H)-furan)-3,5’-dion Struktur-Wirkungs-Beziehungen: -Spironolacton ist ein Prodrug, das erst am Wirkort zum aktiven Metaboliten Canrenon umgewandelt wird. Canrenon hat aldosteronantagonistische Eigenschaften, aber auch antiandrogene Eigenschaften. Biotransformation: - schnelle, gute Resorption - stark wirksamer Metabolit ist das Canrenon = konjugiertes Dien-on, steht im Gleichgewicht mit der ebenfalls wirksamen Canrenonsäure - Die Thioacetatgruppe wird durch β-Elimination abgespalten Canrenon entsteht. Dann wird der Lacton-Ring hydrolytisch unter Bildung von Canrenonsäure geöffnet.
Spironolacton
O
OO
S
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 249
Seite 249
zu Spironolacton: Nasschemische Analytik:
- schwacher mercaptanartiger Geruch - praktisch in H2O unlöslich - aufgrund des Enonchromophors ein Absorptionsmaximum bei 238nm - IR-Spektroskopie – die Prüfung erfolgt an einer Lösung (50g x 1-1) - DC unter Verwendung einer Schicht Kieselgel GF254:
o Untersuchungslösung: 20mg Substanz werden in Dichlormethan R zu 10ml gelöst. o Referenzlösung: 20mg Spironolacton werden in Dichlormethan R zu 10ml gelöst o Kammer: Mischung von 1 Volumenanteil Wasser R, 24 Volumenanteile Cyclohexan R, 75 Volumenanteile Ethylacetat; Laufstrecke 15cm o An Luft trocknen, ultraviolettes Licht 254nm
- 10g Substanz mit 2ml 50% Schwefelsäure schütteln orangefarbene Lösung weißt starke gelbliche, grüne Fluoreszens auf Erwärmen der Lösung Farbe wechselt nach dunkelrot Schwefelwasserstoff entweicht Färbt Blei(II)acetat-Papier schwarz; wird die Lösung in 10ml Wasser R gegossen, entsteht grünlich gelbliche Lösung, die Opaleszenz oder einen Niederschlag aufweist.
- - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. - Ring A-Analytik: Umberger-Reaktion mit Isoniazid positiv (s. Prednicarbat) - Esternachweis ohne Thionylchlorid positiv (Lacton = cyclischer Ester)
Gehalt:
- 50mg Trockensubstanz werden in Methanol R zu 250ml geköst. 5,0ml Lösung werden mit Methanol zu 100ml verdünnt. Die Absorption dieser Lösung wird bei Maximum 238nm gemessen. Der Gehalt an C24H32O4S wird mit Hillfe der spezifischen Absorption berechnet (A 1%1cm =470)
- nach Überführung in einen Eisen(III)-hydroxamat-Komplex kolorimetrisch
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 250
Seite 250
134. Arzneistoff: Sulfamethoxazol Indikation: Sulfonamidantibiotikum gegen Streptokokken, Pneumokokken, Aktinomyceten, Nocardien und Chlamydien Meist in Kombination mit Trimethoprim eingesetzt („Cotrimoxazol“) Chemische Struktur: 4-Amino-N-(5-methyl-3-isoxazoyl)benzolsulfonamid Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Sulfonamide greifen als Analoga der p-Aminobenzoesäure hemmend in den Folsäurestoffwechsel der Bakterien ein. - die Einführung eines Substituenten an der p-Amino-Funktion führt zum Wirkungsverlust - für die Targetinteraktion (Target: 7,8-Dihydropteroat-Synthase im Folsäurestoffwechsel) ist die ionisierte Form der Sulfonamide erforderlich - der Substituent am Amidstickstoff bestimm wesentlich die renale Eliminationsgeschwindigkeit und damit die HWZ Biotransformation: - Meist Acetylierung der Amino-Funktion in p-Stellung. Der Acetyl-Metabolit oder der unveränderte Stoff werden zum größten Teil renal ausgeschieden. Bei langsamen Acetylierern verlangsamt sich die HWZ. Nasschemische Analytik - Diazokupplungsreaktion (prim. arom. Amin): Orange - Zwikker-Reaktion auf N-H-acide Verbindungen, hier Sulfonamid: violette Färbung. - Reaktion mit Phenol und NaOCl: 5 mg Substanz werden in 0,5 ml 2N-NaOH gelöst, auf 5 ml mit Wasser verdünnt, 0,1 g Phenol hinzugefügt und zum Sieden erhitzt. Nach dem Erkalten fügt man 1ml 15%ige Natriumhypochlorit-Lsg. hinzu, wobei sofort eine beständige goldgelbe Färbung auftritt. Gehalt: - Potentiometrische Titration der primären aromatischen Aminogruppe mit 0,1 N NaNO2-Lösung - UV-photometrisch E1%
1cm in 0,1N-NaOH: 675 bei 255nm. - früher auch Titration mit Tetrabutylammoniumbromid
Sulfamethoxazol
H2N
SNH
ONOO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 251
Seite 251
135. Arzneistoff: Sultamicillin Indikation: Infektionen mit ß-Lactamase bildenden Streptokokken (Enterokokken), Neisserien, Corynebacterium diphtheriae, Bacillus anthracis, Enterobacterien (E.coli, Proteus), Haemophilus influenzae Chemische Struktur: (2S,5R,6R)-6-[(R)-2-amino-2-phenylacetamido]-3,3-dimethyl-7-oxo-4-thia-1-azabicyclo[3.2.0]heptan-2-carboxylat Penicillin-Derivat (Ampicillin = Phenylglycylpenicillin)), durch ein Formaldehydacetal mit dem β-Lactamasehemmer Sulbactam verbunden. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Der Benzolring verbessert die Resorption und die Säurestabilität, die NH2-Gruppe verbreitert das Wirkspektrum und verbessert ebenfalls die Säurestabilität, der ß-Lactamring ist das eigentliche Pharmakophor, das mit den PBP interagiert, die Veresterung der Säuregruppe erleichtert die Resorption; Sulbactam ist ein irreversibler Hemmer der ß-Lactamase durch Öffnung seines ß-Lactamringes und Blockade des aktiven Zentrums. Biotransformation: Sultamicillin wird nahezu vollständig resorbiert und bereits in der Darmwand hydrolytisch gespalten. Die Ausscheidung von Ampicillin erfolgt überwiegend unverändert renal, Sulbactam wird ebenfalls zu einem großen Anteil unverändert renal ausgeschieden, z. T. jedoch auch erst metabolisiert und anschließend renal ausgeschieden. Nasschemische Analytik: - Iod-Azid-Reaktion: positiv - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. - Chromotropsäurereaktion auf abspaltbaren Formaldehyd positiv - Hydroxamsäurereaktion (β-Lactam) - Modifizierte Hydroxamsäurereaktion: Versetzt man eine Lösung von 15mg Substanz in 3ml 3N-NaOH mit 0,3 Hydroxylaminhydrochlorid und lässt 5min stehen, so färbt sich die mit einigen Tropfen 6N-HCl angesäuerte Mischung auf Zusatz von 1ml 1% Eisen(III)-chlorid-Lsg. Schmutzig violett - Zu einer Suspension von 10mg Substanz in 1ml Wasser werden 2ml einer verdünnten Fehlingschen Lsg. (2ml+6ml Wasser) gegeben. Es entsteht eine fuchsinviolette Färbung. Gehalt: (gilt für Ampicillin) Formol-Titration: Eine etwa 15mg Ampicillin-Trihydrat entsprechende Menge Substanz wird in 10ml Wasser gelöst und mit 4 ml verd. neutralisierter Formaldehyd-Lsg. versetzt. Nach 2 min wird mit 0,02 N-NaOH bis zu einer 30 sec anhaltenden Rosafärbung titriert (1ml 0,02 N-NaOH entspricht 6,98 mg Ampicillin)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 252
Seite 252
136. Arzneistoff: Sumatriptan Indikation: Migränekopfschmerz; 5-HT1B/1D-Agonist. Cerebrale, dilatierte Gefäße werden kontrahiert. Die Weiterleitung von Schmerzimpulsen und die Freisetzung vasoaktiver Peptide wird gehemmt und dadurch die neurogene Entzündung unterdrückt. Chemische Struktur: Tryptamin-Grundgerüst, bestehend aus Sulfonamid-Funktion, Indol-System und Aminoethylseitenkette mit tert. Amin.. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Strukturanalogon zu Serotonin (= 5-Hydroxytryptamin bzw. 5-HT) Selektiver 5-HT1B/1D-Agonist Biotransformation: Hoher First-Pass-Effekt. Metabolisierung in der Leber über MAO-A zu einem Indolessigsäurederivat. Renale Elimination. Nasschemische Analytik: Schmelzpunkt: 169-171°C IR-Spektroskopie´ Dragendorff: Tertiäres Amin Zwikker: Sulfonamid (NH-acide Verbindung) Van Urk-Reaktion auf Indolderivate mit p-Dimethylaminobenzaldehyd, FeCl3 in H2SO4 s. Indomethacin Gehalt: HPLC
Sumatriptan
NH
SHN
N
OO
NH
HO
NH2
Serotonin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 253
Seite 253
Synthese von Sumatriptan:
S
NO2
HN
H3CH2/Pd/C/Ni S
NH2
HN
H3CNaNO2/HCl S
N+
HN
H3C
N
S
N+
HN
H3C
N
Na2S2O4, NaOHin Isopropanol S
NH
HN
H3C
NH2
ClH3CO
OCH3
4-Chlorbutyraldehyddimethylacetal
Na2HPO4, Rückfl.Grandberg-Version der Fischer-Indolsynthese
NH
S
O O O O
HN
H3COO
NH2
aus HydrazinReduktive Dimethylierung derprimären Aminogruppe mitFormaldehyd /NaBH4 in Methanol,Phosphatpuffer, pH 8-10, RT
NH
SHN
H3COO
N(CH3)2
O O O OO O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 254
Seite 254
137. Arzneistoff: Terbinafin Indikation: Antimykotikum Bei von Dermatophyten verursachten therapieresistenten Pilzinfektionen der Nägel (Onychomykose) und des Körpers (Tinea Korporis).Hemmstoff der Ergosterol-Biosynthese Chemische Struktur: Allylamin (E)-N-(6,6-Dimethyl-2-hepten-4-inyl)-N-methyl-1-naphthylmethylamin Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Nicht kompetitive Hemmung der Squalen-Epoxidase von Pilzen - Allylamingruppe essentiell - nur Transform wirksam
Terbinafin
N
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 255
Seite 255
zu Terbinafin Biotransformation: Perorale Applikation. Schnelle Resorption (70-80%) aus dem GIT und hohe Plasmaeiweißbindung (99%) aufgrund der hohen Lipophilie und dem großen Verteilungsvolumen. Umbau zu inaktiven Metaboliten durch N-Demethylierung, N-Oxidation und Oxidation der endständigen Methylgruppen. 80% renale Elimination. Nasschemische Analytik: - IR-Spektroskopie - Tertiäres Amin: Dragendorff - Olefinische Doppelbindung und Dreifachbindung: Baeyer´sche Probe mit KMnO4 Gehalt: Potentiometrische Titration in 96 %-igem Ethanol mit NaOH nach Zugabe einer definierten Menge HCl. Das zwischen den beiden Wendepunkten zugegebene Volumen NaOH-Maßlösung wird zur Berechnung des Gehalts zugrunde gelegt.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 256
Seite 256
138. Arzneistoff: Testosteronpropionat Indikation: Androgen (i.m.)
Testosteronersatztherapie bei männlichem Hypogonadismus Pubertätsinduktion bei Knaben mit Pubertas tarda (als anaboles Steroid in der Dopingszene)
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: .- Veresterung der 17-OH-Gruppe verlängerte Wirkdauer gegenüber Testosteron Biotransformation: von Serumesterasen nahezu vollständig in Testosteron und Heptansäure gespalten
(dann wie Testosteron und andere Androgene): in der Leber Oxidation in Position 17 zum Keton dann stufenweise Reduktion dann Konjugation mit Glucuronsäure oder Sulfat und renale Elimination
oder: Reduktion zum Dihydrotestosteron (Wirkform)
dann stufenweise Reduktion zum Androstandiol dann Konjugation mit Glucuronsäure oder Sulfat und renale Elimination
Testosteronpropionat
O
O
O
B iotran sfo rm a tio n von Te stos teron
H 3CH3C
H
OH
H H
H
Te sto steronRe d./Ox . Re d.
O
H3CH 3C
H
H HO
H3CH 3C
H
OH
H H
H
O
O
5
4 -A nd ro sten -3 ,1 7-dion 5α -D ih ydrotes to steron (W irk form )H
H3CH 3C
H
H HO
O
H3,17 -A nd ro stan dio n
Re d. Re d.
R ed .
H3 CH 3C
H
H H
O
HHO
A ndros teron
H 3CH3C
H
O H
H H
H
5
HH O
3α ,1 7β-A ndros tand iol
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 257
Seite 257
zu Testosteron-Propionat: Nasschemische Analytik: - Steroid-DC - IR-Spektroskopie (EuAB) - Weißes bis schwach gelbliches, geruchloses, kristallines Pulver - Keine Reaktion bei den Vorproben - Umberger-Reaktion mit Isoniazid - Baeyer´sche Probe mit KMnO4 auf olefinische Doppelbindungen - Hydroxamsäure-Reaktion ohne Thionylchlorid: Ester-Nachweis Gehalt: Lösen in wasserfreiem Ethanol und Absorptionsmessung bei 240nm
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 258
Seite 258
139. Arzneistoff: Theobromin Indikation:
• pectanginöse Beschwerden • als Adjuvans bei Herzglycosidtherapie • schwach diuretisch und muskelrelaxierend, nicht zentral erregend
(Blockade von Adenosin-Rezeptoren) Chemische Struktur: Purin/Xanthin-Derivat, Imidazol-Derivat (⇒ geringe Basizität) Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• weniger lipophil als Coffein, weniger ZNS-Wirkung • zunächst Blockade von Adenosin-Rezeptoren, in höherer Dosierung Hemmung der PDE
Eigenschaften: • Schlecht wasserlöslich: 1T in 3000T Wasser (⇒ schlechter als Coffein & Theophyllin) • hoher Schmelzpunkt (>350°C), da Bildung gößerer Aggregate durch intermolekulare H-Brücken-Bildung, „Selbstkomplexierung“
(⇒ höher als Coffein & Theophyllin) • schwach basisch (pKA1<1) und schwach saure Eigenschaften (pKA2=10,0)
Biotransformation: - Demethylierung und Oxidation (durch Xanthin-oxidase), renale Ausscheidung, z.T. als Harnsäure-Derivate:
HN
N N
N
O
O
Theobromin
Harnsäure
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 259
Seite 259
Nasschemische Analytik: • Murexid-Reaktion: oxidativ-hydrolytischer Abbau zu Pyrimidin-Derivat & Kondensation zur Purpursäure ⇒ als Ammonniumsalz: intensiv rot
(unspezifisch! Färbung auch durch andere Xanthin-Derivate!) s. Folien Nachweisreaktionen. • Im Gegensatz zu Theophyllin reagiert Theobromin in ammoniakalishcer Lösung bei RT nicht mit Silbernitrat. Erst beim Erhitzen fällt das Silbersalz in
körnig kristalliner Form aus • In saurer Lösung Bildung eines schwer löslichen Periodids (wie Coffein!) • Bei Einwirkung von Halogenen (Br, Cl) in saurer Lösung und anschließender Zugabe von Fe(II)-Sulfat und Ammoniak ⇒ Blaufärbung (wie Coffein &
Theophyllin!) Gehalt: Acidität reicht nicht zu einer direkten Titration in wässriger Lösung aus. Auf Zugabe von Silbernitrat fällt jedoch das Silbersalz des Theobromins aus, freiwerdende Protonen können gegen Phenolphthalein neutralisiert werden: C7H8N4O2 + Ag+ <–> Ag[C7H7N4O2] + H+
Synthese (gehört nicht zum Lernstoff im Sommersemester 2010): Theobromin wird heute im Wesentlichen ausdurch Extraktion von Kakaoschalen gewonnen. Thechnische Synthese: 3-Methylxanthin (1) oder Xanthin (3) lässt sich in alkalishcer Lösung mit einer äquimolaren Menge Dimethylsulfat selektiv zu Theobromin (2) methylieren:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 260
Seite 260
140. Arzneistoff: Theophyllin Indikation: Broncholytikum, Antiasthmatikum
Obstruktive Atemwegserkankungen, inclusive Status asthmaticus Chemische Struktur: 1,2,3,6-Tetrahydro-1,3-demethyl-7H-purin-2,6-dion; 1,3-Dimethylxanthin Eigenschaften:
• weißes, geruchloses, kristallines Pulver; in kristalliner Form stabil • löslich in 150 Teilen Wasser, 120T Ethanol, 200T Chloroform, 3000T Diethylether • Bei hoher Luftfeuchtigkeit als Monohydrat vorliegend, schlecht wasserlölich, in saurer Lösung stabiler als in alkalischer; in wässriger alkalischer
Lösung => hydrolytische Spaltung zu Theophyllidin • Hat sowohl schwach basische als auch schwach saure Eigenschaften pKS= 0,3; pKS= 8,6 (Deprotonierung von N7) • sublimiert bei 250-370°C • Dimerisierung in fester und in gelöster Form anzunehmen. => schlechtere Wasserlöslichkeit u. höherer Schmelzpkt. gegenüber Coffein • Schlecht wasserlöslich => deswegen Salz aus 2 Mol Theophyllin und 1 Mol Diaminoethan =>Handelspräparat Euphyllin • Schmale therapeutische Breite
Struktur-Wirkungs-Beziehungen: freie, aber weniger aktive NH-Gruppe => nur schwache intermolekulare Wasserstoff-Brücken. Einführungen polarer Substanzen an Position 7 => besser wasserlöslich, schlechter herzwirksam Biotransformation: BV = 100%; Nahrungsaufnahme vermindert die Resorptionsrate In großem Umfang in der Leber biotransformiert, ein Teil der Metaboliten trägt zur Wirkung bei (3-Methylxanthin, 1,3-Dimethylharnsäure, 1-Methylharnsäure), 7-13% unverändert renal ausgeschieden
N
N N
HN
O
O
Theophyllin
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 261
Seite 261
zu Theophyllin: Nasschemische Analytik:
• Murexid-Reaktion: wenig spezifisch, auch bei niedrig substituierten verwandten Heterocyclen wie Barbitursäuren und Uracilen positiv; ⇒ oxidativ-hydrolytischer Abbau der Xanthin-Derivate zu Pyrimidin-Derivaten, von denen zwei über eine Amino-Gruppe miteinander zur Purpursäure
kondensieren. Die Purpursäure ist am besten als Ammonium-Salz nachzuweisen aufgrund ihrer intensiv roten Farbe (Harnsäure mit Salpetersäure eindampfen, entstandenen Rückstand mit Ammoniak befeuchten => intensive Rotfärbung)
• Theophyllidin-Reaktion: Theophyllin mit wässriger Alkalilauge erhitzen, diazotierte Sulfanilsäure zugeben => rotciolette Azo-Verbindung (Coffein, Theobomin reagieren nicht)
• JAP: Fällung aus wässriger Lösung mit Tannin => NS löst sich im Überschuss des Reagenzes wieder auf. Mit Kupfer (II)-sulfat/Pyridin entsteht eine Grünfärbung, die sich mit Chloroform extrahieren lässt.
Gehalt:
• Lösen der Substanz in heißem Wasser, Zusatz überschüssiger Silbernitrat-Lösung (0,1mol/l) (=> schwerlösliches Silbersalz des Theophyllins) und Titration der freigesetzten Protonen mit Natronlauge (0,1mol/l). Indikator: Bromthymolblau
• wasserfreie Titration in Demethylformamid mit 0,1N-Natronlauge gegen Thymolphthalein • 300 mg Substanz 3-5 ml Ameisensäure lösen und 50 ml Acetanhydrid zufügen. Nach Zusatz von 2-3 Tropfen Sudan (IV)-Lösung mit
Trifluormethansulfonsäure bis zum Umschlag nach Grau-violett titrieren
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 262
Seite 262
141. Arzneistoff: Thiaminchlorid-hydrochlorid (Vitamin B1) Indikation: Therapie klinischer Vitamin B1-Mangelzustände (z.B. Beri-Beri), wenn diese nicht durch Ernährung behoben werden können (Schwangerschaft, Alkoholiker, einseitige Kohlenhydraternährung) Chemische Struktur: 3-[(4-Amino-2-methyl-5-pyrimidinyl)methyl]-5-(2-hydroxyethyl)-4-mehtylthioazoliumchlorid-hydrochlorid 2 Heterocyclen: ein Pyrimidinring und ein Thiazol-Ring, verknüpft über eine Methylengruppe quartäre Ammoniumverbindung Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Vitamin B1 ist ein essentieller Wirkstoff. Es wird durch einen aktiven Transport bei niedrigen Dosen (< 1mg) nahezu vollständig resorbiert. Thiamin wird im Organismus phosphoryliert und geht in die wirsame Form, das Thiamindiphosphat (TDP) über. TDP ist das Coenzyme der 2-Oxosäuren-Dehydrogenase-Komplexe. Diese wandeln 2-Ketosäuren in Acyl-Coenzym-A-Verbindungen um -> Bedeutung für Kohlenhydratstoffwechsel. Außerdem ist es an der Transketolase-Reaktion beteiligt, bei der es Glykolaldehyd auf einen C5-Zucker (z.B. Ribose oder Erythrose) überträgt. Thiamin ist damit maßgeblich an der Erregunsleitung und Stoffwechsel verschiedener Neurotransmittern beteiligt
Biotransformation: Die Hauptausscheidungsprodukte sind Thiamincarbonsäure, Pyramin, Thiamin und eine Reihe bisher nicht identifizierter Metaboliten
Thiaminchlorid-hydrochlorid
N+
S
N
H+N
HO
NH2Cl-
Cl-
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 263
Seite 263
zu Thiaminchlorid-hydrochlorid Nasschemische Analytik: - Löslichkeit: löst sich in einem Teil Wasser, wenig löslich in Ethanol, praktisch unlöslich in Aceton - Im neutralen Bereich färbt sich die wässrige Lösung gelb - Es landet in Fraktion B IV des Stas-Otto-Trennungsgangs (stark polar, nicht ausschüttelbar) - Thiochrom-Reaktion (s.u.): bei pH 11 entsteht ein gelbes Produkt, das in Gegenwart von Oxidationsmitteln (Kaliumhexacynaoferrat(III)) leicht in Thiochrom übergeht. Thiochrom zeigt eine hellblaue Fluoreszenz und lässt sich in 1-Butanol ausschütteln. Auf Zugabe von Mineralsäuren verschwindet die Fluoreszenz. - UV: neutrale, wässrige Lösung: Absorptionsmaxima bei 232 nm und 266 nm
saure und basische Lösungen: jeweils nur ein Maximum - Diazo-Kupplungsreaktion für primäre aromatische Amine mit NaNO2/HCl und β-Naphthol oder Bratton-Marshall-Reagenz. - Iod-Azid-Reaktion: positiv (Schwefel mit Ox.-Zahl -2) - Schwefelnachweis Ox.-Stufe -2: Erwärmen mit NaOH, anschl. Zugabe von etwas Blei(II)-acetatlösung: Braun- bis Schwarzfärbung. - primärere Alkohol mit K2Cr2O7
Gehalt: wasserfreie Titration der Anionen im Ameisensäure-Essigsäure-Gemisch mit Perchlorsäure (0,1 mol/l)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 264
Seite 264
142. Arzneistoff: Tilidin (hier die 1S, 2R-Form) Indikation: Opioid-Analgetikum (deutliche Strukturverwandschaft mit Pethidin); gemischter Agonist-Antagonist. Es unterscheidet sich pharmakologisch von Morphin durch Fehlen einer antitussiven Wirkung. Atemdepression, Toleranz und Abhängigkeit bestehen weiterhin. Die eigentliche Wirksubstanz Nortilidin entsteht durch oxidative Entmethyleriung am Stickstoff. Im Handel erhältlich sind fixe Kombinationen mit Naloxon (Verhinderung des Missbrauchs) zur oralen Einnahme. Chemische Struktur: (+/-)-Ethyl-trans-2-dimethylamino-1-phenyl-3-cyclohexen-1-carboxlylat, ist strukturell verwandt mit Pethidin. Die 1S, 2R-Form ist wesentlich mehr wirksam als das Enantiomer mit 1R, 2S-Konfiguration. Die cis-Formen 1S, 2S und 1R, 2R sind ebenfalls nur wenig wirksam. Wird die Doppelbindung hydriert, ist die analgetische Wirkung ganz verschwunden. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Tilidin hat die Struktur des (+/-) -Ethyl-trans-2-dimethylamino-1-phenyl-3-cyclohexen-1-carboxylats. „trans“ bezieht sich auf die nachbarständigen Substituenten am 1-Phenyl-cyclohexen, also auf die Dimethylamino- und die Ethylcarboxylatgruppe. Dir trans-Verbindung ist in ihrer analgetischen Wirkung doppelt so aktiv wie die cis-Verbindung. (+)-trans-Tilidin besitzt die absolute Konfiguration 1S,2R. In (-)-trans-Tilidin liegt die 1R,2S-konfiguration vor. Durch Hydrierung der Doppelbindung wird die analgetische Potenz aufgehoben. Die psycho-stimulierende Wirkungskomponente kann durch die Amphetamin-Partialstruktur erklärt werden. Tilidin ist ein Prodrug, das durch N-Demethylierung zu Nor-Tilidin in die aktive Form übergeht. Biotransformation: Tilidin zeigt einen deutlichen First-pass-effect und wird in der Leber zu Nortilidin, der eigentlichen Wirksubstanz und Bis-Nortilidin metabolisiert und glucuronidiert. Bioverfügbarkeit: >90 % t1/2: 6 h
Tilidin
H
O
ON
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 265
Seite 265
zu Tilidin: Nasschemische Analytik: Aussehen: Das Hydrochlorid ist ein weißes, kristallines Pulver Stas-Otto: Fraktion III Löslichkeit: Tilidinhydrochlorid ist löslich in Ethanol: 1 + 5, Ether: 1 + >1000; Dichlormethan: 1 + 4 Nachweise:
• Hydroxamsäure-Reaktion: Rotviolett (Ester) • Vitali-Morin-Reaktion: Rot • Dragendorff-Reaktion • Baeyer´sche Probe mit KMnO4 auf olefinische Doppelbindungen
Gehalt: (Tilidinhydrochlorid-Hemihydrat) 0,250 g Substanz, in einer Mischung von 10 ml wasserfreier Essigsäure und 80 ml Acetanhydrid gelöst, werden mit Perchlorsäure (0,1 mol/l) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. 1 ml Perchlorsäure (0,1 mol/l) entspricht 30,99 mg C17H24ClNO2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 266
Seite 266
143. Arzneistoff: Tocopherolacetat (Vitamin E) Indikation:
Teilweise auch als Prophylaktikum bei Erkrankungen, bei denen Oxidativer Stress ursächlich ist (Arteriosklresoe, Herz- und Rheumaerkrankungen); (als Antioxidanz; übt im Organismus einen unspezifischen Oxidationsschutz auf Hormone, Vitamine und Antioxidantien aus).
Chemische Struktur:
5,7,8 – Trimethyltocolacetat natürliches Vorkommen von α-Tocopherol als RRR-α-Tocopherol (2R, 4’R, 8’R) totalsynthetisches α-Tocopherol als all-rac-α-Tocopherol Hydrochinonderivat, mit Phytol kondensiert (Diterpen)
Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
α-Tocopherolacetat ist wesentlich oxidationsstabiler als das freie α-Tocopherol. Das RRR-α-Tocopherol ist das am stärksten wirksame α-Tocopherol. Für die Wirksamkeit ist v.a. die R-Konfiguration an C2 (Stereozentrum im Sechsring) wichtig. Fehlt eine der Methylgruppen nimmt die biologische Aktivität in der Reihenfolge β-Tocopherol (5,8-Dimethyltocol), γ-Tocopherol (7,8-Dimethyltocol), δ-Tocopherol (8-Methyltocol) bzgl α-Tocopherol ab.
Wirkung durch mögliche Oxidation zu von Tocopherol zu Tocopheryl-p-chinon (lipidlösliches Antioxidationsmittel):
HO
O
R
O
O
O
O
R
OH
R
Tocopherol Tocopheryl-p-chinon
Ox
Red
+ OH
Tocopherolacetat
O
O
O
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 267
Seite 267
zu Tocopherolacetat: Biotransformation: Hydrolytische Spaltung vor oder bei der Absorption aus den oberen Darmabschnitten, nur freies Tocopherol wird resorbiert. α-Tocopherol wird durch Beteiligung von α-Tocopherol-Transferproteine (α-TTP) in die Zellen und in die Zellmembran transportiert. Metabolismus hepatisch, Mechanismus noch nicht vollständig geklärt. Nasschemische Analytik: - Emmerie-Engel-Reaktion: Tocopherol reduziet dreiwertiges Eisen zu Fe2+, welches mit Phenanthrolin einen orangenen Komplex bildet.
NN
Phenanthrolin
- Phenolische OH-Gruppe mitn FeCl3. Gehalt:
GC; (alternativ mit Ce4+ gegen Diphenylamin titrieren – zuvor muss aber sauer verseift werden)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 268
Seite 268
Synthese von Tocopherolacetat:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 269
Seite 269
144. Arzneistoff: Tolbutamid Indikation: orales Antidiabetikum Chemische Struktur: Sulfonylharnstoff-Derivat Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
- Durch die Substitution der p-Aminofunktion durch eine Methylgruppe ging die antibakterielle Aktivität verloren. Es entstand die insulinotrope Wirkung - Die Bindung der niederaffinen Sulfonylharnstoff-Derivate an die SUR1-Einheit lässt sich durch die Einführung geeigneter lipophiler Reste signifikant
steigern. Affinitäten: Glibornurid > Gliclazid > Tolbutamid Biotransformation: Tolbutamid wird zu 80% metabolisiert. Hauptmetabolit ist das p-Carboxy-Derivat. Die Ausscheidung erfolgt überwiegend renal. Nasschemische Analytik:
- Vitali-Morin-Reaktion: Nach einigen Minuten rosa - Zwikker-Reaktion auf N-H-acide Verbindungen: violett - Mandelin- Reaktion: Gelbgrün - 50mg Substanz werden mit 1ml 6N-NaOH fast bis zur Trockene eingedampft; die entweichenden Dämpfe färben angefeuchtetes Lackmuspapier blau
und es entsteht der charakteristische Geruch nach Butylamin Gehalt: Wegen der Schwerlöslichkeit und geringen NH-Acidität des Tolbutamids führt man die Gehaltsbestimmung in einem Ethanol/Wasser-Gemisch oder in Dimethylformamid durch und titriert mit 0,1N-Natronlauge bzw. wasserfrei mit Natriummethylat-Lösung. Indikator: Phenolphthalein
Tolbutamid
SNH
NH
O OO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 270
Seite 270
Synthese von Tolbutamid:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 271
Seite 271
145. Arzneistoff: Tramadol-HCl Indikation:
• Als zentral wirksames Analgetikum, schwach wirksames Opioid • Auch antitussiv • In angemessener Dosierung keine Atemdepression und keine
Obstipation wie bei Morphin Chemische Struktur: Cyclohexan-Derivat, der tertiäre N ist nicht, wie z.B. beim Pethidin, in den Piperidin-Ring inkorporiert, sondern in der Seitenkette. Struktur-Wirkungs-Beziehungen:
• Der Abstand vom quartären C zur tertiären Aminogruppe ist durch 2 C-Atome festgelegt, wie bei Morphin • Verwandtschaft zur Pethidin-Reihe • Es besitzt 2 Chiralitätszentren, im Handel ist das (Z)-Racemat (cis-Racemat)
Biotransformation:
• Oxidative Desalkylierung • Konjugation mit Glucuronsäure oder Schwefelsäure
Nasschemische Analytik: weißes,kristallines Pulver Leicht löslich in Methanol, Schwefelsäure und Wasser, nach Zugabe von NaOH Trübung durch ausfallende Base Schwer löslich in Aceton H2SO4: Meerblau HNO3: leicht gelb Froehde: keine Färbung Mandelin: blau-grün tert. Amin: Dragendorff Phenolether: Nach sauerer Hydrolyse Nachweis mit FeCl3 oder Gibbs Reagenz.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 272
Seite 272
Gehalt: 0,180 g Substanz, in 25 ml wasserfreier Essigsäure R gelöst und mit 10 ml Acetanhydrid R versetzt, werden mit Perchlorsäure (0,1 mol / l) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt 1 ml Perchlorsäure (0,1 mol / l) entspricht 29,98 mg C16H26ClNO2 Synthese:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 273
Seite 273
146. Arzneistoff: Triamcinolonacetonid Indikation:
- lokal: Zur Behandlung entzündlicher, allergischer und pruriginöser Dermatosen; Gelenksentzündungen bei rheumatischen und degenerativen Erkrankungen u.a.
- systemisch: Heufieber, Allergien, Asthmabronchiale, verschiedene Hauterkrankungen, z.B. Kontaktdermatitis Chemische Struktur: Partialsynthetisches Abwandlungsprodukt von Hydrocortison bzw. Prednisolon Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Fluorsubstitution in 9α-Position und Hydroxygruppe in 16α-Position stärker antiinflammatorisch, mineralokortikoide Wirkung praktisch weg Das 16α- 17α- Ketal mit Aceton ist deutlich lipophiler als das Triamcinolon, hat daher etwa die selbe systemische Wirkung aber eine etwa 10 mal stärkere auf der Haut. In geschädigter Haut werden auf Grund der gestörten Barrierefunktion höhere Konzentrationen erreicht. Biotransformation: Metabolisierung hauptsächlich in der Leber: Hydroxylierung an 6β und oxidation zur Säure an C21. Die Hydrolyse zu Triamcinolon spielt nur eine geringe Rolle. Die Ausscheidung der Metabolite erfolgt mit dem Fäces. Nasschemische Analytik: Weiße, fast geruchslose Kristalle, Schmelzbereich hängt von Bestimmungsmethode ab, etwa 290°C Max im UV-Spektrum bei 243nm Praktisch unlöslich in Wasser, wenig löslich in Ethanol, 2-Propanol, Aceton und Chloroform, löslich in Dimethylformamid Als α-Ketal reduziert es Fehlingsche Lösung! Ring A-Analytik: Umberger-Reaktion mit Isoniazid (s. Prednicarbat) Ring C-Analytik: Verfärbung mit H2SO4 durch Elimination von Wasser. TTC-Reaktion positiv (s. Prednicarbat) Beim Verbrennen nach Schöninger entsteht Fluorid, das nachgewiesen werden kann. Gehalt: UV-Messung ausreichend (Reinheit durch HPLC kontrollieren)
Triamcinolonacetonid
HOO
OH
OF
OO
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 274
Seite 274
zu Triamcinolonacetonid Synthese: Ausgangsstoff: Cortisol-21-Acetat, Ketalschutzgruppen mit Ethylenglykol, Delta-1-DB entweder durch Selendioxid oder mikrobiologisch
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 275
Seite 275
147. Arzneistoff: Triamteren Indikation: = K+-sparendes Diuretikum
kardiale, renale, hepatische Ödeme bei erwünscht verminderter K+-Ausscheidung Kombi mit Diuretika, die die K+-Exkretion fördern (v.a. mit Thiaziddiuretika)
BP ↓, Herz entlasten, H2O-Ausscheidung ↑ Chemische Struktur:
Pteridintriamin, in Pos. 6 mit Phenylring substituiert enthält 3 Amidin-Partialstrukturen 2,4,7-Triamino-6-phenylpteridin
strukturell mit Folsäure verwandt Eigenschaften Aussehen: gelbes, kristallines Pulver, geruchlos Löslichkeit: in H2O, CHCl3 und EtOH sehr schwer löslich, praktisch unlöslich in Ether,
löslich in Dichlormethan (und in Säuren) Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Blockade der Na+-Kanäle im distalem Tubulus und Sammelrohr (von luminal)
Hemmung der Na+-Rückresorption K+-Sekretion ↓ (um Ladungsbilanz aufrechtzuerhalten)
Biotransformation:
schnelle Resorption im GIT (40-70%) BV ca. 52% wg First-Pass p-Hydroxytriamteren rasche Bildung des aktiven Hydroxyschwefelsäure-Esters
4-10fache Plasmakonzentration des Triamterens HWZ beider Substanzen: ca. 3 h renale Ausscheidung überwiegend als Hydroxyschwefelsäure-Ester, kleiner Teil in Form der Muttersubstanz bzw. des Glucuronids geringe biliäre Ausscheidung
Triamteren
N
N
N
NH2N NH2
NH2
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 276
Seite 276
zu Triamteren Nasschemische Analytik: vermutlich in Fraktion II des Stas-Otto-Trennungsgangs: schwache Base
intensive blaue Fluoreszenz bei 365 nm (in wasserfreier Ameisensäure) primäres aromatisches Amin: Diazotierung und Umsetzung mit 2-Naphthol evtl. Zincke-König-Spaltung Gruppen-DC & Detektionsmöglichkeiten
o bei 254 nm & bei 366 nm o Dragendorff-Reagenz: keine Angabe o Mandelins-Reagenz: negativer Nachweis o Vanillin/H2SO4: negativer Nachweis o Ninhydrin: negativer Nachweis o Gibbs (mit + ohne NH3) negativer Nachweis o Marquis negativer Nachweis (nasschem. Angaben aus Praktikumsskript SS07 Frankfurt)
Gehalt: 0,150 g Substanz in 5 ml wasserfreier Ameisensäure lösen; 100 ml wasserfreie Essigsäure zugeben
wasserfreie Titration mit 0,1 normaler HClO4 (Perchlorsäure) Endpunktbestimmung mittels Potentiometrie Erfassung des Triamterens als einwertige freie Base
(vorzugsweise Protonierung eines der N-Atome im Pyrimidin-Ring) (1 ml 0,1 N-Perchlorsäure entspricht 25,33 mg C12H11N7)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 277
Seite 277
148. Arzneistoff: Trimethoprim Indikation:
Harnwegsinfekte Typhus abdominalis ( Mittel der 2. Wahl nach Fluorchinolonen) Prophylaxe ( u. hochdosiert Therapie) v. Pneumocystis carinii-Infektionen bei AIDS-Patienten Häufig in Kombination mit Sulfamethoxazol eingesetzt („Cotrimoxazol“)
(Quelle: Aktories, Förstermann, Hofmann, Starke: Pharmakologie und Toxikologie, 5. Auflage) Chemische Struktur: - 2,4-Diaminopyrimidin mit cyclischer Guanidin-Struktur, hat Affinität zur bakteriellen Dihydrofolat-Reduktase (Quelle: Steinhilber…: Medizinische Chemie, Dt. Apotheker-Verl.) - Hydrophobe aromatische Teilstruktur Struktur-Wirkungs-Beziehungen: 2,4-Diaminopyrimidin essenziell für Wirkung (ähnelt Dihydropteridin-Struktur der Dihydrofolsäure) (Quelle: Steinhilber…: Medizinische Chemie, Dt. Apotheker-Verl.) Bei physiologischem pH ist Trimethoprim zu ca 50 % zum amphiphilen Kation protoniert. Biotransformation:
O-Demetylierung und Konjugation C-Hydoxylierung der Benzylpyrimidin-Struktur N-Oxidation am N-1 der Diaminopyrimidin-Struktur
(Quelle: Roth, Fenner: Arzneistoffe, Dt. Apotheker-Verl. Nasschemische Analytik:
Schmelztemperatur: 199-203°C Etwa 25 mg Substanz in 5ml 0,005g molarer Schwefelsäure lösen, dann mit 2 ml einer Lösung von Kaliumpermanganat R (16g/l) in Natriumhydroxid
(0,1 mol/l) versetzen, nach dem Erhitzen der heißen Lösung 1 ml 0,5 molare Schwefelsäure zusetzen, mischen, dann nochmals 1 ml 0,5 molare Schwefelsäure zusetzen und wieder erhitzen, nach dem Abkühlen Mischung filtrieren, das Filtrat mit 2 ml Dichlormethan versetzen und schütteln, → die org. Phase zeigt im UV-Licht bei 365 nm eine grüne Fluoreszenz (oxidative Spaltung zum Gallussäuretrimethylether=3,4,5-Trimethoxybenzoesäre, die grün fluoresziert) (Quelle: EuAB 2005) Sprühreagenz: Cromocresolblau
OO
ON
N
NH2
NH2
Trimethoprim
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 278
Seite 278
Gehalt: Wasserfreie Titration des Hydrochlorids: 0,25g Substanz in 50 ml wasserfreier Essigsäure R lösen und dann mit 0,1 molarer Perchlorsäure titrieren,
Endpunktbestimmung erfolgt potentiometrisch. Protoniert wird der Pyrimidin-Stickstoff 1, nicht der zwischen den NH2-Gruppen. (Quelle: EuAB 2005)
Synthese:
Edukt: 3,4,5-Trimethoxybenzaldehyd, dann Knoevenagel-Kondensation mit 3-Methoxypropionitril und Natriummethanolat als Base. Das Kondensationsprodukt 2 steht im GG mit dem Enolether 3, der Methanol zum Acetal 4 addiert. (der zweite Weg ist eine Alternative) Das Acetal cyclisiert mit Guanidin unter Methanolat-Katalyse zum Trimethoprim (7). Die Spaltung mit KMnO4 dient als spezifische Nachweisreaktion. (s. nasschemische Analytik).
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 279
Seite 279
149 Arzneistoff: Venlafaxin-Hydrochlorid Indikation: - Depressive Erkrankungen. - Angsterkrankungen. - Tagesdosis (oral): 75 – 375 mg. Chemische Struktur: - IUPAC: 1-[2-dimethylamino-1- (4-methoxyphenyl)- ethyl]cyclohexan-1-ol. - Strukturverwandtschaft zu Tramadol, Venlafaxin gehört jedoch nciht zu den Opioiden, sondern zu den SSNRI-Antidepressiva Eigenschaften: - Mr: 277, 4 g/mol. - Löslichkeit: 1:1,8 in Wasser. - Smp.: 215 – 217°C. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: - Zählt zu den SSNRI (Selektive Serotonin- und Noradrenalin Reuptake Inhibitoren); es wirkt nicht anticholinerg und nicht sedierend. - Ist als Racemat im Handel. Biotransformation: - Aufgrund ausgeprägten first-pass-Effektes entsteht der Hauptmetabolit (aktiver Metabolit) O-Desmethyl-Venlafaxin (ODV). Die Muttersubstanz und ODV werden zu
90 % renal als Glucuronid ausgeschieden. Außerdem wird die Muttersubstanz auch zu N-Desmethyl-Venlafaxin metabolisiert. - HWZ (Venlafaxin): 5 h. - HWZ (ODV): 11 h. - Metabolismus über: CYP2D6. Nasschemische Analytik: - Dragendorff-Reaktion (Nachweis tertiärer Amine): Gelborange- bis braunorangefarbener NS. - Denigès-Reaktion (Nachweis tertiärer Alkohole): Erwärmen mit Hg(II)-sulfat-Lsg. ergibt Trübungen bis farbige NS. Primäre und sekundäre Alkohole
ergeben weiße Trübungen oder weiße NS. - Nach sauerer Hydrolyse: Phenolnachweis mit FeCl3 oder Gibbs Reagenz - Folin-Ciocalteu-Reagenz (Natriumwolframat, Natriummolybdat, Lithiumsulfat, Brom, Phosphorsäure und Salzsäure: Blaufärbung (Molybdänblau) Gehalt: Potentiometrische Titration mit NaOH
Venlafaxin
O
N
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 280
Seite 280
150. Arzneistoff: Verapamilhydrochlorid Indikation:
supraventrikuläre Tachyarrhythmien, Vorhofflattern –u. flimmern vasopspastische Angina (Prinzmetall-Angina)
(Quelle: Aktories, Förstermann, Hofmann, Starke: Pharmakologie und Toxikologie, 5. Auflage) Chemische Struktur: Phenylalkylamin, ein asymmetrisches C-Atom. Es wird das Racemat eingesetzt, obwohl das S-Enantiomer wirksamer als das R-Enantiomer ist. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Essenziell: Methoxygruppen (Gallopamil hat am linken Aromaten 3 Methoxygruppen) CN-Gruppe ( → Wechselwirkung am Rezeptor) Austauschbar: Isopropylgruppe gegen andere lipophile Reste austauschbar (Quelle: Auterhoff, Höltje: Lehrbuch der Pharmazeutischen Chemie, 14. Auflage)
Verapamilhydrochlorid
N+
CN
CH3O
CH3
OCH3
OH3C
OH3C
HCl-
*
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 281
Seite 281
Biotransformation von Verapamil:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 282
Seite 282
zu Verapamil HCl: Nasschemische Analytik:
Marquis-Reagenz: wässrige Lösung von Verapamil-Hydrochlorid nach kurzer Zeit violett Froede-Reagenz: wässrige Lösung von Verapamil-Hydrochlorid grün, dann langsam rot, Mandelins-Reagenz: wässrige Lösung von Verapamil-Hydrochlorid gelber Niederschlag in blauer Lösung Chloridnachweis mit Silbernitrat nach saurer Hydrolyse: Nachweis der phenolischen OH-Gruppen mit FeCl3 oder Gibbs Reagenz. Nitrilgruppe: evtl. positive Baeyer´sche Probe mit KMnO4.
(Quelle: EuAB 2005) Gehalt: Alkalimetrische Bestimmung des Hydrochlorids in konzentrierter Ethanol Lösung unter Zusatz von 5 ml 0,01 M-Salzsäure mit 0,1 M Natriumhydroxid-Lösung (potentiometrische Endpunktbestimmung) (Quelle: EuAB 2005)
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 283
Seite 283
Synthese von Verapamil HCl:
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 284
Seite 284
151. Arzneistoff: Xipamid Indikation: arterielle Hypertonie, Ödeme; Thiaziddiuretikum (vgl. Hydrochlorothiazid) Chemische Struktur: Salicylamid-Derivat, mit Cl und Sulfonamid-Substituenten. Struktur-Wirkungs-Beziehungen: essentielle Strukturmerkmale: freie Sulfonamid-Gruppe an C7 elektronegativer Substituent an C6, ortho zur Sulfonamid-Gruppe Biotransformation: Hydrochlorothiazide unterliegen keinem metabolischem Abbau und werden aktiv im proximalen Tubulusbereich sezerniert. HWZ 6 – 8 h Nasschemische Analytik: Lasasaigne: Nachweis von N, S und Cl Zwikker-Reaktion positiv (Sulfonamid: acide N-H-Bindungen) Phenolische OH-Gruppe mit FeCl3 oder Gibbs Reagenz Gehalt: HPLC
Xipamid
NH
O
Cl
SH2N
OO
OH
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 285
Seite 285
152. Arzneistoff: Xylometazolinhydrochlorid Indikation: α-Sympathomimetikum, lokale Anwendung als Vasokonstriktor in der Nase und am Auge zur Abschwellung der Schleimhäute Chemische Struktur: 2-(4-tert-Butyl-2,6-dimethylbenzyl)-2-imidazolin vgl. Clonidin-Struktur Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Die fehlenden OH-Gruppen im Aromat und die zusätzlichen Alkylsubstituenten erhöhen die Lipophilie. Man erkennt die Phenylethylamin-Struktur, wobei die in anderen Phenylethylamin-Derivaten vorhandene OH-Gruppe durch eine Iminogruppe ersetzt ist, die außerdem einen Ring mit der Aminogruppe zum Imidazolin bildet. Chem. Eigenschaften:
- Schmp. 131 – 133 °C (Base) - Zersetzung des Hydrochlorids bei 317 – 324 °C - pKs 10,6 - UV-Maximum in 0,01 M HCl bei 265 nm - 1 T löst sich in 35 T H2O, schlecht löslich in Chloroform
Biotransformation:
- bei intranasaler Anwendung: Wirkung innerhalb von 5 – 10 min, hält bis zu 12 h an - bei normaler Dosierung sind resorbierte Mengen vernachlässigbar klein - jedoch sind gelegentlich bei intranasaler Applikation und bei Applikation größerer Mengen am Auge (Resorption in Nase nach Passage des
Tränenkanals) systemische Effekte möglich - Tieruntersuchungen: Substanz nach oraler Gabe nahezu vollständig resorbiert und schnell metabolisiert - HWZ i.v. beim Hund: 1,85 h für unverändertes Xylometazolin - Ausscheidung bei Ratte: ca. 80% renal, ca. 5% biliär
Xylometazolinhydrochlorid
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Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 286
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zu Xylometazolin-HCl Nasschemische Analytik: - Chloridnachweis mit AgNO3 - tert. Amin: Dragendorff - Spezieller Nachweis mit Nitroprussid-Natrium: Die Substanz wird in Methanol gelöst. Nach Zugabe von Nitroprussid-Na und NaOH. Nach längerem Stehenlassen und Zugabe von NaHCO3 bildet sich eine violette Färbung. Gehalt: In wasserfreiem Medium wird mit 0,1 M HClO4 in Gegenwart von Acetanhydrid das Chlorid-Anion bestimmt. Dabei entstehen vermutlich Acetylchlorid und Acetat; letzteres wird im Zuge der Titration protoniert.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 287
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153. Arzneistoff: Zolpidem Indikation: Tranquillans und Hypnotikum, Wirkung ähnlich den Benzodiazepinen, soll aber nicht abhängig machen. Chemische Struktur: Bicyclisches Imidazopyridin-System (Azaindol) auch auffassbar als Heteroarylessigsäureamid Struktur-Wirkungs-Beziehungen: Keine Benzodiazepinstruktur, binden aber auch an die α-Untereinheit vom GABA A-Rezeptor Biotransformation:
• Zolpidem wird fast vollständig metabolisier • Es gibt 3 Metabolite, die pharmakologisch inaktiv sind • Die Elimination erfolgt über den Harn (56%) und über den Stuhl (37%) • Der first-pass-Effekt beträgt 35 % • Es kommt zu Seitenkettenoxidationen und Kernhydroxylierungen
Zolpidem
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Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 288
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Nasschemische Analytik: (Schmelzpunkt: 196°C) - Zincke-König-Spaltung von Pyridin-Derivaten - evtl. positive Baeyer´sche Probe auf olefinische Doppelbindungen (je nachdem, wie stark die Doppelb. im Fünfring ins aromatische System eingebunden ist) Gehalt: Titration: 0,3 g Substanz, in einer Mischung von 20 ml wasserfreier Essigsäure R und 20 ml Acetanhydrid R gelöst, werden mit Perchlorsäure (0,1 mol/l) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. Eine Blindtitration wird durchgeführt.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 289
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Abschließende Bemerkungen: Dieses Skript soll in erster Linie der theoretischen Vorbereitung dienen (Klausur, Staatsexamen). Die praktische Durchführung der Analysen und Nachweisreaktionen sind im sogenannten Frankfurter Skript „Praktikumsskript zum Stas-Otto-Trennungsgang für das Praktikum Pharmazeutische Chemie III 8. Semester“ der Johann-Wolfgang-Goethe-Universität Frankfurt / Main sehr gut dargestellt. Auch die Bücher von Auterhoff, Kovar Identifizierung von Arzneistoffen sowie Eger, Troschütz, Roth Arzneistoffanalye beide Bücher DAV Stuttgart in der jeweils aktuellen Auflage sind für das Praktikum selbst unverzichtbar. Die Reaktionsmechanismen können anhand des Assistentenvortrags „Nachweisreaktionen“ nachgeschlagen werden, ebenso Einzelheiten zum Stas-Otto-Trennungsgang im Vortrag „Arzneistoffanalytik und Stas-Otto-Trennungsgang“. Ebenso unverzichtbar für die Nacharbeitung sind die Vorträge Eurer Kommilitonen im zugehörigen Seminar „Arzneimittelanalytik, Drug-Monitoring, toxikologische und umweltrelevante Untersuchungen“. Für die Theorie ebenfalls wichtig ist der Steinhilber, Schubert-Zsilavecz, Roth Medizinische Chemie, Targets und Arzneistoffe, DAV Stuttgart in der jeweils aktuellen Auflage.
Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie Seite 290
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Literatur: 1.) Auterhoff, Kovar Identifizierung von Arzneistoffen, 6. Auflage 1998 DAV Stuttgart 2.) Eger, Troschütz, Roth Arzneistoffanalye., 5. Auflage 2006 DAV Stuttgart 3.) Steinhilber, Schubert-Zsilavecz, Roth Medizinische Chemie, Targets und Arzneistoffe, 1. Auflage 2005 DAV Stuttgart 4.) Eurpäisches Arzneibuch 6, Kommentar (CD-Version, auf PC) 5.) Studentenvorträge der Pharmaziestudenten im 8. Fachsemester im Seminar „Arzneimittelanalytik, Drug-Monitoring, toxikologische und umweltrelevante Untersuchungen“ Sommersemester 2009 6.) Dieses Skript baut direkt auf dem bisherigen Skript zum Praktikum „Arzneimittelanalytik“ im 8. Fachsemester Pharmazie der Universität Heidelberg auf, dieses wurde durchgesehen und korrigiert. Weitere Quellen, z. T. aus dem Internet, sind direkt bei den Diagrammen und Zeichnungen angegeben. Dr. Peter Greulich, IPMB, Abteilung Chemie Im Neuenheimer Feld 364 Universität Heidelberg Juli 2010