Особенности спектрофотометрического и иных физико-химических методов определения стероидов в различных лекарственных препаратах

Размещено на http://www.allbest.ru//

3

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

«Армавирский медицинский колледж»

министерства здравоохранения Краснодарского края

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

«Особенности спектрофотометрического и иных физико-химических методов определения стероидов в различных лекарственных препаратах»

Выполнила: Карпова Алина Геннадьевна, студентка группы 4ФА

программы подготовки специалистов среднего звена по специальности:

Руководитель: Поддубный Олег Юрьевич, преподаватель профессионального модуля, 33.02.01 Фармация, кандидат химических наук

Армавир

2015

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

УФ ультрафиолетовый

ИК инфракрасный

ТСХ тонкослойная хроматография

ВЭЖХ высокоэффективная жидкостная хроматография

ГСО государственный стандартный образец

ФС фармакопейная статья

Трансдерм. трансдермальный

Супп. суппозитории

Капс. капсулы

Таб. таблетки

Р-р. раствор



ВВЕДЕНИЕ

Трудно переоценить значение стероидных соединений для человеческого организма.

В природе существует несколько сотен стероидных веществ. Стероиды находят в растениях, насекомых, животных и грибках. Также современная фармакопея насчитывает несколько сотен синтетических стероидов, которые используются не только в медицине, но и в некоторых хозяйственных отраслях.

Важное положение стероидных гормонов в жизнедеятельности человеческого организма приводит к тому, что результатом нарушения их биосинтеза является ряд серьезных заболеваний и физиологических нарушений, и это, в свою очередь, стимулировало исследования по синтезу производных и аналогов стероидных гормонов с активностью, восполняющейсоответствующую недостаточность или даже несколько видоизмененной по спектру медицинского действия.

Актуальность. Молекулы стероидов достаточно сложны по своему строению и представляют собой полициклические структуры. В связи с этим классические химические методы анализа к стероидам трудно применимы. Для полного исследования их структуры требуется достаточно большой арсенал спектральных, хроматографических и иных данных. Стероиды содержаться в растениях, животных и микроорганизмах, являются важными направляющими метаболизма в организме человека.

Все это подтверждает актуальность темы дипломной работы.

Цель: выявить особенности спектрофотометрического метода определения стероидов в различных лекарственных препаратах.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

Описать физико-химические свойства стероидов и их значение в медицине.

Проанализировать ИК и УФ спектры стероидов, выявить в них различия, общие черты и характерные детали.

Охарактеризовать лекарственные формы стероидов и аргументировать их выбор, исходя из химической структуры.

Объект исследования: лекарственные средства- стероиды.

Предметом исследования является спектрофотометрический анализ стероидов.

Методы исследования: анализ литературных и статистических данных, метод сравнения и сопоставления, анализ спектров и физико-химических параметров с использованием справочной литературы.



ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1.1 Общее понятие о стероидах

Стероиды составляют четыре очень важные группы биорегуляторов: желчные кислоты, кортикостероиды, половые гормоны, серию отдельных соединений с разными физиологическими функциями.

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

Все без исключения стероидные вещества по строению имеют общее образование - четыре углеродных кольца, которые часто называют ядром стероидов, или гонаном, и обозначают латинскими буквами по порядку слева направо - А, В, С и D. 

Ядро стероида, или гонан

Выделяют стероиды из спинного мозга животных и желчи рогатого скота, из щелочного гидролизата дрожжей, из растительных масел, т.е. они входят в состав липидных систем любых организмов, но не являются липидами по своей химической природе- их отношение к липидам можно определить, как липофильность. [10]

Классификация стероидов

Классификация стероидов, основанная на их химическом строении и характере физиологического действия или функции, позволяет выделить следующие группы стероидов:

1) Стерины входят в состав животных и растительных липидов; важнейший из них-- холестерин -- участвует вбиосинтезе стероидных

гормонов.[17]

В растениях и микроорганизмах содержится множество родственных соединений, например, эргостерин, в-ситостерин, стигмастерин.

Холестерин присутствует во всех животных тканях, особенно в нервных тканях. Он является важнейшей составной частью клеточных мембран, где регулирует их текучесть. Запасной и транспортной формами холестерина служат его эфиры с жирными кислотами. Наряду с другими липидами холестерин и его эфиры присутствуют в составе липопротеидных комплексов плазмы крови. Холестерин входит в состав желчи и многих желчных камней. [8]

Холестерин

2) Витамины группы D участвуют в регуляции кальциевого обмена и формировании скелета у позвоночных.

Холекальциферол (Витамин D3)

Витамин D (кальциферол) существует в виде нескольких соединений, различающихся как по химическому строению, так и по биологической активности. Для человека и животных активными препаратами считаются витамины D2 и D3, хотя в литературе известен и витамин D4(дигидроэргокальциферол). В природных продуктах содержатся преимущественно провитамины D2 и D3- эргокальциферол и холекальциферолсоответсттвенно.

3) Жёлчные спирты и жёлчные кислоты способствуют перевариванию пищи в кишечнике позвоночных.

Из холестерина в печени образуются желчные кислоты. По химическому строению эти соединения близки к холестерину. Желчные кислоты обеспечивают растворимость холестерина в желчи и способствуют перевариванию липидов.

Урсодезоксихолиевая кислота

Урсодезоксихолевая и хенодезоксихолевая кислоты способствуют растворению других желчных кислот и используются для лечения желчекаменной болезни. [13]

4) Агликоны (генины) стероидных сапонинов и стероидных гликоалкалоидов обладают поверхностно-активными и гемолитическими свойствами.

Диосгенин

Различают две основных группы стероидных сапонинов- спиростанолы и фуростанолы. [13]

5) Стероидные алкалоиды других типов: С27, стимулирующие сокращение поперечнополосатых мышц;растительные С21-алкалоиды, обладающие бактерицидным и амёбоцидным действием, и модифицированные С21-алкалоиды из желёз земноводных (самандарон, батрахотоксин и др.), являющиеся сильными ядами центральной нервной системы и кардиотоксинами.

Гитоксигенин

6) Сердечные гликозидыобладают способностью усиливать сокращение сердечной мышцы. Состоят из агликона (генина) и углеводной части. Агликоны бывают двух основных типов: карденолиды, содержащие пятичленнныйлактонный цикл (содержатся в растениях), и буфадиенолиды, содержащие шестичленный лактонный цикл (содержатся в яде из кожных желез жаб).

Гермитрин

7) Стероидные гормоны и продукты их превращений.

Биосинтез стероидных гормонов -- процесс не столь заметный в количественном отношении -- имеет вместе с тем большое физиологическое значение. Стероиды образуют группу липофильных сигнальных веществ, регулирующих обмен веществ, рост и репродуктивные функции организма.

Прогестерон

В организме человека присутствуют следующие стероидных гормонов: прогестерон, кортизол, альдостерон, тестостерон, эстрадиол и кальцитриол. [18]

Значение в медицине

Стероиды принадлежат к интереснейшему классу природных соединений. Их распространенность в животном и в растительном мире, исключительно важная роль в обмене веществ вызвали к ним интерес еще во второй половине прошлого столетия. [6]

1.2 Глюкокортикоиды и минералокортикоиды

Начало применения глюкокортикоидов в качестве лекарственных средств относится к 40-м гг. XX века.

Практическое применение в качестве препаратов из естественных глюкокортикоидов нашли кортизон и гидрокортизон. Кортизон, однако, чаще, чем другие глюкокортикоиды, вызывает побочные явления и, в связи с появлением более эффективных и безопасных препаратов в настоящее время имеет ограниченное применение. В медицинской практике используют естественный гидрокортизон или его эфиры.

Синтетические аналоги гормонов глюкокортикоидов и минералокортикоидов нашли клиническое применение. В частности, многочисленные аналоги глюкокортикоидов используются как мощные противовоспалительные средства. Повышенный или пониженный уровень в крови любого из этих гормонов приводит к очень тяжелым, иногда угрожающим жизни последствиям. [9]

Основными минералокортикоидами, секретируемыми корой надпочечников, являются альдостерон и дезоксикортикостерон.

Ранее в клинической практике широко использовали препараты дезоксикортикостерона ацетат и дезоксикортикостеронатриметилацетат. Их применяли при нарушениях функции надпочечников, при болезни Аддисона, а также при миастении, адинамии, гипохлоремии и других заболеваниях, связанных с нарушениями минерального обмена. Естественный альдостерон не может использоваться для заместительной терапии, т.к. полностью метаболизируется при первом прохождении через печень и малодоступен. В настоящее время в качестве лекарственного средства с высокой минералокортикоидной активностью, сравнимой с активностью альдостерона, широко применяют флудрокортизон.

Стероидные противовоспалительные лекарственные препараты находят широкое применение в терапии воспалительных процессов различной этиологии. Однако они обладают серьезными побочными эффектами. Это обуславливает необходимость поиска новых структур, обладающих высоким уровнем противовоспалительной активности. [14]

1.3 Эстрогены и гестагены

Женские половые гормоны продуцируют яичники.

Некоторые синтетические соединения обладают эстрогенной активностью и при этом имеют фармакологические преимущества. Большинство модификаций направлено на ослабление метаболизма печени, чтобы препараты можно было принимать перорально. Одним из первых синтетических эстрогенов был диэтилстильбестрол, используемый в качестве перорального контрацептива.

Эстрогенные препараты применяют при патологических состояниях, связанных с недостаточной функцией яичников: при первичной и вторичной аменорее, вторичной половой недостаточности, гипоплазии полового аппарата и вторичных половых признаков, при климактерических или посткастрационных расстройствах, для профилактики и лечения остеопороза в период менопаузы, при бесплодии, слабости родовой деятельности, переношенной беременности и др. Иногда их назначают также при гипертонической болезни у женщин в климактерическом периоде и при спазмах периферических сосудов.

Показаниями к применению гестагенов являются нарушения функции яичников, связанные с недостаточностью желтого тела, дисфункциональные маточные кровотечения, нарушения менструального цикла (аменорея, олигоменорея, альгоменорея) и др.

На основе гестагенов и эстрогенов (а также андрогенных и антиандрогенных препаратов, с добавлением в некоторых случаях веществ из других фармакологических групп) создано большое количество комбинированных лекарственных средств, в т.ч. «антиклимактерических» и препаратов для лечения онкологических заболеваний. Необходимо учитывать, что наряду с основным действием они могут оказывать побочные эффекты, свойственные входящим в их состав компонентам.

Гормональные препараты, содержащие гестагены, эстрогены или их сочетания применяют также в качестве пероральных контрацептивов.

Андрогены.

В медицинской практике андрогены (гестринон, местеролон, тестостерон) применяют в форме различных эфиров, поскольку в противном случае они быстро превращаются в организме в неактивные соединения. Препараты андрогенов, в первую очередь, используют у мужчин при пониженной секреции половых гормонов (гипогонадизме).

У тестостерона имеется традиционная область его применения, его эфиры, как и некоторые другие стероиды в медицине, назначаются мальчикам в случае задержки полового развития. В некоторых случаях эфиры тестостерона назначаются женщинам.

Но на этом использование стероидов в медицине не заканчивается. Уже давно ведутся попытки изобретения фармакологического контрацептива для мужчин, не имеющего особых побочных эффектов, как например женские контрацептивы. В восьмидесятые такие исследования проводились над тестостероном (тестостерон энантат). Безопасность таких инъекций, как и другие стероиды в медицине, было полностью подтверждена, за 12 месяцев у мужчин, принимающих тестостерон для данной цели, не было зафиксировано не единого случая проявления побочных эффектов. Немного хуже дело обстоит с надежностью, она составляет где-то 80 процентов. Исследования на данную тему, на тему стероиды в медицине, продолжаются, и по сей день, так, например, в Северной Америке сразу несколько лабораторий занято решением данной проблемы.

Благодаря недавним исследованиям удалось установить, что повышенный уровень содержания естественного тестостерона в крови мужчины приводит к снижению риска развития болезни Альцгеймера. Так, например, у пациентов в возрасте наблюдался серьезный прогресс в улучшении памяти. Так же тестостерон способен понизить шансы проявления остеопороза и увеличить плотность костей и костных тканей, что опять-таки весьма неплохо, особенно данное известие должно обрадовать пожилых мужчин.

Препарат оксиметолон, производное дигидротестостерона, изначально использовался только для лечения анемии, а уже сегодня, вместе с оксандролоном он используется в интенсивной терапии людей больных СПИДом и в некоторых случаях у людей, страдающих онкологическими заболеваниями. Оксиметолон, входит в число опаснейших стероидов, считается, что вред стероидов оксиметолона оказывает сильнейшее токсичное воздействие на печень.

Сводная таблица по применению стероидов в медицине представлена в приложение №1.

Используемые лекарственные препараты на основе стероидов

Противовоспалительные препараты стероидов.

Стероидные противовоспалительные средства назначают при заболеваниях,связанных с различнымивоспалительнымипроцессами в

организме, в их числе:

Ї ревматизм, остеохондроз, межпозвоночные грыжи, люмбаго и т.п.;

Ї отдельные кожные болезни;

Ї заболевания кроветворных органов;

Ї некоторые виды гепатитов;

Ї болезни аллергической этиологии (бронхиальная астма, атопический дерматит, крапивница и т.д.)

Ї системные болезни соединительной ткани (красная волчанка, дерматомиозит, склеродермия).

В связи с тем, что стероидные препараты являются производными гормона - кортизола, длительное их применение может сопровождаться целым рядом побочных проявлений. Среди побочных эффектов можно выделить:

увеличение веса;

остеопороз;

отечные явления;

снижение иммунитета;

образование или обострение язвенной болезни пищевода;

повышение свертываемости крови;

гипертония;

у женщин может наблюдаться маскулинизация (обретение свойств мужского организма).

Чтобы не допустить названных проявлений и привыкания к стероидам, срок их применения обычно ограничивают двумя неделями. К тому же рекомендуется для снижения побочных эффектов стероидные препараты принимать после приема пищи. [19]

Стероидные средства быстро и эффективно устраняют болевой синдром. Список стероидных обезболивающих препаратов, предлагаемых фармацевтическим производством, с каждым годом расширяется. В число популярных стероидов входят:

Дексаметазон

Дексаметазон;

Дипроспан;

Кортизол;

Лоринден;

Преднизолон;

Флуцинар.

Комбинированные оральные контрацептивы.

Комбинированные оральные контрацептивы содержат два компонента: синтетические эстроген и гестаген. Их классифицируют по количественному содержанию эстрогена и по химической структуре гестагена. В качестве эстрогенного компонента в большинстве препаратов используется этинилэстрадиол. Вторым компонентом комбинированных препаратов могут быть вещества с гестагенным эффектом -- левоноргестрел (минизистон, ригевидон, триквилар, три-регол), гестоден (логест), дезогестрел (новинет, регулон), ципротерона ацетат (диане-35), диеногест (жанин).

В зависимости от дозы эстрогена выделяют следующие комбинированные оральные контрацептивы:

А) высокодозированные, содержащие 50 мкг и более этинилэстрадиола (нон-овлон, овидон);

Этинилэстрадиол

Б) низкодозированные, содержащие 35--30 мкг этинилэстрадиола (регулон, жанин);

В) микродозированные, содержащие 20 мкг и менее этинилэстрадиола (новинет, логест).

Антиэстрогенные препараты.

Антиэстрогенное действие направлено на подавление эффектов, вызываемых эстрогенами. Большинство таких антагонистов действуют, конкурируя с эстрадиолом за его внутриклеточные рецепторы.

Кломифен-цитрат отличается особенно высоким сродством к рецепторам эстрогенов в гипоталамусе. Его вначале предполагали использовать как противозачаточное средство, но оказалось, что он обладает противоположным действием. Под действием кломифена часто наблюдается одновременное созревание многих фолликулов, что может приводить к многоплодной беременности.[9]

Нафоксидин и тамоксифен в качестве антагонистов эстрогена используют для лечения эстроген-зависимого рака молочной железы.

Препараты тестостерона.

Лекарственные формы тестостерона в настоящий момент разнообразны имеют доказанную эффективность и безопасность. К ним относятся препараты для внутримышечного введения, субдермального и трансдермального применения, таблетированные формы.

Тестостерона ундеканоат (Андриол) хорошо усваивается при оральном применении, однако из-за быстрого распада в печени не позволяет адекватно поддерживать достаточный уровень тестостерона в крови. Метилтестостерон устойчив к печеночным ферментам, однако его применение в настоящее время ограничено из-за доказанной гепатотоксичности.

Инъекционные формы тестостерона длительного действия. Была получена гидрофобная молекула тестостерона, позволяющая продлить действие препарата. При внутримышечном введении масляного депо гидрофобного тестостерона происходит его медленное высвобождение, обусловливающее пролонгированное действие.

Тестостерона энантат и тестостерона ципионат обладают сходными фармакокинетическими свойствами. При передозировке данных препаратов уровни эстрадиола и дигидротестостерона в крови могут превышать нормальные значения. Преимуществом данных препаратов является низкая стоимость лечения и возможность получения высоких концентраций тестостерона в крови. К недостаткам относятся боль в месте инъекции и необходимость частых визитов к врачу для повторного введения препарата.

В настоящее время разработана новая парентеральная форма тестостерона ундеканоата (Небидо), позволяющая получить длительное, устойчивое повышение уровня тестостерона в крови.

Трансдермальные формы тестостерона представлены в виде пластырей и гелей. Для достижения наилучшего эффекта показано их ежедневное применение. Суточная доза тестостерона при таком способе введения составляет 5-10 мг. Преимуществом трансдермальных препаратов является возможность получения стабильных уровней тестостерона в течение всего времени действия. Наиболее частым побочным эффектом при использовании пластырей является раздражение кожи в месте аппликации, что не характерно для гелевой формы. Индивидуальные особенности кожной абсорбции могут потребовать удвоения суточной дозы.

В приложение № 2 приводится диаграмма с указанием средней стоимости лекарственных препаратов вышеперечисленных групп стероидов. Ассортимент стероидных препаратов весьма широк, поэтому в диаграмме указаны те, которые наиболее распространены в аптечных сетях нашего города.

Лекарственное растительное сырье богатое стероидами

В лекарственном растительном сырье встречаются стероиды следующих типов:

Стероидные алкалоиды представляют собой стероидные соединения, в которых сочетаются свойства как алкалоидов, так и стероидных сапонинов.

Стероидные алкалоиды широко распространены в растениях семейства пасленовых, у различных видов паслена, особенно у паслена дольчатого, содержащего стероидные гликоалкалоиды.



Соланидин

Близкие стероидные гликоалкалоиды найдены, в ботве картофеля, помидоров, баклажан, красного перца, в паслене черном и паслене сладко-горьком. Эти травы при переработке могуть дать агликон, соласодин и другие стероиды, пригодные для синтеза кортизона. Гликоалкалоиды характерны также для рода чемерица. [5]

В морском луке, применявшемся в качестве лекарства еще древними египтянами и римлянами, содержатся вещество структуры стероидных буфогенинов (входят в состав яда жаб). [15]

В различных видах чемерицы содержатся вератровые алкалоиды Вератровые алкалоиды, подобно сердечным гликозидам, стимулируют работу сердца при недостаточности кровообращения. Действие алкалоидов на возбудимые ткани заключается в усилении утечки ионов калия с одновременным ослаблением вытеснения ионов натрия. Кроме того, вератровые алкалоиды обладают гипотензивным действием. Недостатком, сдерживающим внедрение вератровых алкалоидов в клиническую практику, является их небольшая терапевтическая широта, т. е. разница между терапевтической дозой и минимальной токсической дозой. Одним из алкалоидов, у которого эта разница достаточно велика, является гермитрин.

В растениях семейств кутровых и самшитовых содержатся алкалоиды, в основе которых лежит прегнан. Наиболее важный алкалоид из этой группы -- конессин -- используется как амебоцидное средство и в качестве исходного соединения для частичного синтеза альдостерона. [13]

Растительные стерины- это группа соединений, входящих в состав клеточных мембран многих растений. Они могут быть найдены в цельных зернах, овощах, бобовых, орехах и некоторых фруктах. Их химическая структура схожа со структурой холестерина у людей и по сути является типом фито-холестерина.

Исследованиями доказано, что растительные стерины и станолы способствуют снижению уровня холестерина в крови. Производители пищевых продуктов решили извлечь из этого выгоду, сделав обычную еду еще более "полезной". Они стали выделять эти фитоэстеролы из природных источников, концентрировать и добавлять в обычные пищевые продукты, которые в обычном состоянии их не содержат - маргарины, майонезы, йогурты, апельсиновый сок, сухие завтраки, и многое другое.

За последние годы во всем мире были проведены многочисленные клинические исследования по оценке эффективности различных видов пищевых продуктов, обогащенных растительными стеринами и станолами. Полученные в многочисленных международных исследованиях данные дают веские основания полагать, что такие функциональные продукты могут с успехом использоваться в комплексе немедикаментозных мероприятий как в первичной, так и во вторичной профилактике атеросклероза.

Стероидные сапонины содержатся преимущественно в различных видах наперстянки и диоскореи. Они действуют подобно сапонинам терпенового ряда, вызывая гемолиз. [5]

Стероидные сапонины, полученные из корневищ травянистой многолетней лианы диоскореи, применяют для лечения атеросклероза и гипертонии.Стероидные сапонины близки к гормонам и их используют в настоящее время для синтеза стероидных гормонов, в том числе прогестерона,который сам по себе является лечебным препаратом и, кроме того, служит исходным сырьем для получения кортизона.

Дигитогенин

Сердечные гликозиды -- соединения стероидного ряда, у которых стероидная часть молекулы играет роль агликона (в этом случае его называют генином) некоторых моно- или олигосахаридов. В небольших количествах они возбуждают сердечную деятельность и используются в кардиологии. В больших же дозах являются сердечными ядами. Выделяют эти соединения из различных видов наперстянки, ландыша, горицвета и других растений. [12]

Строфантин

К генинам сердечных гликозидов растительного происхождения относятся дигитоксигенин и строфантидин.

Брассиностероиды.

Ученым уже на протяжении некоторого времени известен механизм регуляции роста и развития растений при помощи особого растительного стероида - брассиностероида, однако до сих пор неизвестными оставались некоторые моменты, касающиеся производства и регуляции этого растительного стероида.

Брассиностероиды относительно новый класс фитогормонов.

Брассинолид- первый представитель этого класса-был выделениз полевой репы. [13]

Брассинолид

Ученые говорят, что они сейчас фактически исследуют растительный вариант гормона роста человека - соматотропина.

Последние исследования показали, что брассиностероиды оказывают прямое воздействие на внешние раздражители, способствуют росту клеток и увеличивают стойкость растений к патогенам.

Сводная таблица по содержанию стероидов в лекарственном растительном сырье представлена в приложение №3.

Методы анализа

Функциональные группы стероидного цикла влияют на физико-химические свойства гормонов и их аналогов. На использовании этих свойств основаны способы испытаний на подлинность, количественное определение, установлены условия хранения и стабильность лекарственных веществ.[3]

Физико-химические методы широко используются на всех этапах фармакопейного анализа стероидов. В настоящее время используются следующие методы анализа стероидных гормонов: УФ-спектроскопии, ИК-спектроскопии, метод ТСХ и метод ВЭЖХ.

1.4 УФ-спектроскопия

Для качественного и количественного анализа кортикостероидов и их аналогов используют спектроскопию в УФ-области. Расчет содержания лекарственного вещества выполняют по удельному показателю поглощения или по оптической плотности ГСО.

Ультрафиолетовая спектроскопия--физический метод исследования химического строения вещества, основанный на поглощении электромагнитных излучений.

Ультрафиолетовая спектрофотометрия используется на всех этапах фармацевтического анализа (испытания на подлинность, чистоту, количественное определение) и является одним из основных общих методов анализа лекарственных веществ и их лекарственных форм [2]

Природные гормоны, а также их синтетические аналоги из группы кортикостероидов, гестагенных и андрогенных гормонов обладают свойством селективного поглощения УФ-излучения при 238-242 нм, обусловленного наличием в структуре их молекул 4-3-оксогруппы. Максимум поглощения эстрогенных гормонов за счет ароматического кольца наблюдается при 280 нм. Так как стероиды практически не растворимы в воде, в качестве растворителя для них выступает 95% этиловый спирт.

Подлинность лекарственных средств группы устанавливают по наличию характерного максимума поглощения в УФ-спектре при указанной в ФС длине волны.

УФ спектры некоторых стероидов представлена в приложение №4

ИК-спектроскопия

Вследствие простоты получения спектров и технического совершенства приборов наибольшее распространение получил метод ИК спектроскопии.Существуют различные способы введения образца в ИК спектрометр: раствор веществ, тонкие пленки, пасты, твердые вещества. [1]

При прохождении ИК- излучения через вещество выборочно поглощается энергия на тех частотах, которые совпадают с частотами колебаний атомов в молекулах вещества, с частотами вращения молекулы или с частотами колебаний кристаллической решетки. Каждое вещество имеет свой колебательный спектр. Число полос поглощения в спектре, ширина, форма, интенсивность определяются структурой и химическим составом вещества. [16]

Наличие определенных характеристических полос в инфракрасном спектре является указанием на наличие в молекуле соединениях функциональных групп, которым это поглощение соответствует. Совокупность всех полос поглощения, образующая инфракрасный спектр поглощения данного вещества, однозначно определяет его индивидуальность при условии сохранения стандартных условий определения. Особое значение это имеет для стероидов, поскольку установление подлинности препарата другими методами значительно осложнено [2]

Это дает возможность по ИК-спектрам проводить качественный и количественный анализы вещества во всех агрегатных состояниях.[7]

Колебательные движения атомов в молекуле бывают:

Рисунок1.Валентные колебания

Валентные колебания представляют собой растяжение или сжатие связей атомов в молекуле; углы между связями остаются примерно неизменными.(Рисунок 1)

Деформационные колебания сопровождаются изменением углов между связями молекул. (Рисунок 2) Такие колебания связываются с более низкими величинами силовых постоянных; соответствующие полосы поглощения появляются при более низких частотах по сравнению с валентными.

Рисунок 2. Деформационные колебания

Метод ИК-спектроскопии дает объективную оценку подлинности сложных по химической структуре лекарственных веществ. Полученный ИК-спектр препарата, снятый в вазелиновом масле или после прессования в таблетках с бромидом калия сравнивают с ИК-спектром ГСО, полученным в тех же условиях, или с рисунком ИК-спектра, прилагаемым к ФС.

ИК спектры некоторых стероидов представлены в приложение №5.

Хроматография

С помощью хроматографии в тонком слое определяют подлинность и доброкачественность лекарственных средств в случае присутствия в них близких по структуре посторонних примесей, являющихся полупродуктами или побочными продуктами синтеза.

Тонкослойная хроматография (ТСХ) -- эффективный метод быстрого разделения низкомолекулярных веществ. (Рисунок 3)

Исследуемый образец наносят на тонкий слой силикагеля, закреплённый на пластинке из стекла, фольги или пластика. Пластинку помещают в хроматографическую камеру с небольшим количеством растворителя. Под действием капиллярных сил фронт растворителя продвигается по пластинке, увлекая вещества, присутствующие в образце. Хроматографический процесс заканчивают в тот момент, когда растворитель достигает верхнего края пластинки. Слой силикагеля высушивают, анализируемые вещества проявляют на пластинке с помощью подходящих красителей или в УФ-свете. Подвижность вещества в данной системе выражают в виде величины Rf. Сравнивая полученные значения Rf с подвижностью контрольных веществ (свидетелей), идентифицируют соединения, присутствующие в образце. [21]

Методом ТСХ устанавливают во всех лекарственных веществах наличие примесей посторонних стероидов. На пластинку помимо испытуемого раствора наносят стандартные образцы различных количеств стероидов, примеси которых обнаруживают. Обнаружение пятен проводят в УФ-свете с длинной волны 254 и 365 нм. Проявителем также может служить фосфорномолибденовая кислота. Суммарное содержание примесей не должно превышать 2-4%.

Рисунок3. Схема тонкослойной хроматографии

Одним из наиболее активно развивающихся методов анализа биологически активных веществ является высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ). Основное преимущество метода ВЭЖХ- возможность анализа широкого класса соединений без их предварительной модификации. [4]

Новые разработки в технологии колонок для ВЭЖХ (например, с полностью пористым сорбентом с размером частиц до 2 мкм и с поверхностно-пористым сорбентом с размером частиц до 3 мкм) внесли вклад в повышение скорости и улучшение других показателей разделения благодаря сокращению времени анализа и увеличению эффективности разделения. Именно эти усовершенствования технологии производства сорбентов позволяют использовать скрининг методом скоростной ВЭЖХ для обнаружения стероидов. [20]



ГЛАВА 2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Анализ УФ-спектров

Анализируя УФ-спектры стероидов нужно отметить следующие важные моменты:

Спектры сняты в 95% этиловом спирте, что легко можно объяснить хорошей растворимостью стероидов в спирте и других органических растворителях, и плохой растворимостью в воде вследствие их гидрофобобности.

Основной пик поглощения лежит в УФ-области (л=238-242 нм) и отображен на рисунке 4. Очевидно, что он обусловлен р-р* переходом электронов кольцаAгонановой структуры.

Рисунок4. УФ спектр кортизона

р-р* переход возможен здесь благодаря наличию системы сопряженных р-связей, состоящий из кетогруппы в положении 3 кольца А и одной или двух двойных связей в этом же кольце.

Пики поглощения у эстрона и эстрадиола лежат в области 280 нм(Рисунок 5). Здесь очевидно влияние ароматической системы в кольце А обоих стероидов, сопряжение ароматической системы с неподелённой парой электронов гидроксигруппы вызывает длинноволновое смещение. Это объясняет появление пиков в области 280 нм и отличия спектра двух указанных стероидов от спектров остальных.

Рисунок 5. УФ спектр эстрадиола

На высоту пиков, то есть интенсивность поглощения, влияет кроме того наличие двойных связей (кетогруппа) несопряженных с основной р-системой кольца А. Так, например, наблюдается высокая интенсивность пика у преднизолона (Рисунок 6), у которого в кольце А р-система довольна обширна (две двойные связи и одна кетогруппа) и кроме того имеется кетогруппа в положение 11 кольца С.

У кортизона и дексаметазона интенсивность пиков снижается вследствие или меньшей величины сопряженной р-системы кольца А или отсутствием кетогруппы в положении 11 кольца С.

Эти рассуждения будут верны и в отношении других стероидов.

Рисунок 6. УФ спектр преднизолона

2.2 Анализ ИК-спектров

Мы проанализировали ИК- спектры стероидов и выявили некоторые их особенности, связанные со структурой молекул и функциональных групп. Для сопоставления мы брали спектры следующих стероидов: кортизона, преднизолона, дексаметазона, гидрокортизона, эстрадиола, эстрона, прогестерона, норэтистерона, прегнина, тестостерона.

Из анализа спектральных данных мы можем заключить следующее:

В спектрах кортизона, преднизолона и всех других указанных стероидов, кроме прогестерона проявляется интенсивный пик при 3400-3200 см-1. Этот пик обусловлен валентными колебаниями гидроксигруппы. [11]

В спектрах кортизона, преднизолона, дексаметазона и эстрадиола пик уширенный, то есть имеет большее основание, что видно на рисунке7, в отличие от спектра эстрона и прегнина.

Мы предполагаем, что объяснение этому- наличие не одной, а нескольких гидроксигрупп, их резонансное колебание, а вследствие этого уширение пика, что не наблюдается в спектре эстрона и прегнина.

Рисунок 7. ИК спектр дексаметазона

Это можно использовать как дополнительный фактор, позволяющий отделить эстрон и другие стероиды с одной гидроксигруппой от всех вышеуказанных с двумя или тремя гидроксигруппами в структуре (Рисунок 8).



Рисунок8. ИК спектр эстрона

В спектре прогестерона не наблюдается указанный пик вследствие отсутствия гидроксигруппы, что может позволить отличить его от всех других стероидов данной группы.(Рисунок 9)

Рисунок 9. ИК спектр прогестерона

В спектрах кортизона, преднизолона и всех других стероидов кроме эстрадиола при 1650-1750 см-1 наблюдается интенсивный пик (Рисунок 10), легко отличимый от всех иных, обусловленный валентными колебаниями кетогруппы, при этом в спектрах кортизона, преднизолона, дексаметазона происходит его расщепление. Вероятно, оно также обусловлено резонансом нескольких кетогрупп.

Рисунок10. ИК спектр норэтистерона

Если быть точнее, в молекуле кортизона, преднизолона и других подобных разные кетогруппы имеют разное окружение. Кетогруппа в кольце А сопряжена с р-связями. Кетогруппа в кольце С, вероятно, образует водородную связь с гидроксигруппой, вследствие чего наблюдается дополнительный пик кроме 1700 см-1 при 1650 см-1.(Рисунок11)



Рисунок11. ИК спектр преднизолона

Из указанных соединений пик кетогруппы не проявляется у эстрадиола, так как в его молекуле нет кетогруппы. (Рисунок 12) Это может служить дополнительным фактором отличия и отделения эстрадиола от иных стероидов.

Рисунок12. ИК спектр эстрадиола

У двух из рассматриваемых стероидов близко к пику гидроксигруппы наблюдается пик, обусловленный валентными колебаниями CС связи (?3300см-1). Это прегнин и норэтистерон.(Рисунок 13)

Рисунок 13. ИК спектр норэтистерона

2.3 Лекарственные формы стероидов

Мы проанализировали состав основы лекарственных форм стероидных препаратов и составили сводную таблицу1, из которой следует, что основой для создания лекарственных форм может служить какое-либо липофильное вещество (масло какао, ланолин, холестерол, подсолнечное масло). Особенно в случае суппозиториев, мазей и гелей. Это можно объяснить гидрофобностью стероидов и их сродство к жироподобным веществам.

Таблица 1.

Лекарственные формы стероидных препаратов

Название препарата	Лекарственная форма	Содержащийся стероид	Вспомогательные вещества
Релиф ультра	Суппозитории	Гидрокортизон	Масло какао бобов
Проктоседил	Суппозитории	Гидрокортизон	Ланолин, парафин
Проктоседил	Мазь	Гидрокортизон	Холестерол, парафин, пропиленгликоль
Эстрожель	Гель трансдерм.	Эстрадиол	Этанол, карбомер.
Утрожестан	Капсулы	Прогестерон	Подсолнечное масло, лецитин соевый.
Преднизолон	Таблетки	Преднизолон	Лактоза, целлюлоза, кремния диоксид.
Аквадетрим	Капли для приема внутрь	Колекальциферол	Вода очищенная, спирт бензиловый, сахароза.
Дексаметазон	Раствор для инъекций	Дексаметазона натрия фосфат	Вода для инъекций, глицерол, натрия гидрофосфатадигидрат.
Преднизолон	Раствор для инъекций	Преднизолон натрия фосфат	Вода для инъекций, натрия гидроксид, никотинамид, натрия метабисульфид.
Урсофальк	Капсулы	Урсодезоксихолевая кислота	Крахмал, желатин, вода очищенная, кремния диоксид.

В то же время есть лекарственные формы на водной основе, например, капли для приема внутрь, инъекции. Например, дексаметазона натрия фосфат, преднизолона натрия фосфат, колекальциферол.

Вследствие гидрофобности исходных стероидов для перевода на водную основу их превращают в соли. Для этого преднизолон как спирт конденсирует с фосфорной кислотой, получая таким образом сложный эфир преднизолона и фосфорной кислоты. Фосфорная кислота как многоосновная за счет одной гидроксигруппы образует эфир, а за счет других- натриевую соль, что показано на следующем уравнении реакции.

Так некоторые стероиды переводят в водорастворимую форму.

Итак, мы представили ассортимент указанных лекарственных средств, основными компонентами которых являются стероиды. В ходе прохождения преддипломной практики при составлении основной части дипломной работы мы ознакомились как с ассортиментом указанных препаратов, так и с ценовой политикой данных препаратов, кроме того мы ознакомились с условиями хранения, продажи, оборотом данных препаратов и другими факторами, влияющими как на изготовление и хранение, так и на отпуск указанных препаратов (имеющихся в ассортименте аптеки).

Всеми указанными действиями мы подтверждаем освоение ПК и ОК:

ОК.1, ОК.2, ОК.4, ОК.5.

ПК 1.1. Организовывать прием, хранение лекарственных средств, лекарственного растительного сырья и товаров аптечного ассортимента в соответствии с требованиями нормативно-правовой базы.

ПК 1.2.Отпускать лекарственные средства населению, в том числе по льготным рецептам и требованиям учреждений здравоохранения.

ПК 1.3. Продавать изделия медицинского назначения и другие товары аптечного ассортимента.

ПК 1.4. Участвовать в оформлении торгового зала.

ПК 1.5. Информировать население, медицинских работников учреждений здравоохранения о товарах аптечного ассортимента.

ПК 1.6.Соблюдать правила санитарно-гигиенического режима, охраны труда, техники безопасности и противопожарной безопасности.

ПК 2.1. Изготавливать лекарственные формы по рецептам и требованиям учреждений здравоохранения.

ПК 2.2. Изготавливать внутриаптечную заготовку и фасовать лекарственные средства для последующей реализации.

ПК 2.3. Владеть обязательными видами внутриаптечного контроля лекарственных средств.

ПК 3.1. Анализировать спрос на товары аптечного ассортимента.

ПК 3.6. Оформлять первичную учетно-отчетную документацию.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В итог работы мы выносим следующие положения:

Описаны физико-химические свойства стероидов и их значение в медицине. стероид лекарственный глюкокортикоид

Проанализированы ИК и УФ спектры стероидов, выявлены в них различия, общие черты и характерные детали.

Охарактеризованы лекарственные формы стероидов и аргументирован их выбор, исходя из химической структуры.

Спектрофотометрия в УФ и ИК областях является одним из основных общих методов анализа лекарственных веществ и их препаратов, включенных в любую современную фармакопею.

Применение спектрофотометрии в УФ области связано с возбуждением электронов s-, p-и n-орбиталей основного состояния и переходами молекул в возбужденные состояния.

В ИК области проявляются переходы между колебательными и вращательными уровнями. Среди частот колебаний молекул выделяют так называемые характеристические, которые практически постоянны по величине и всегда проявляются в спектрах химических соединений, содержащих определенные функциональные группы.

Все эти данные мы использовали для исследования и анализа стероидных препаратов.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Анисимова Н.А. Идентификация органических соединений: учебное пособие (для студентов, обучающихся по специальности «химия»). - Горно- Алтайск: РИО ГАГУ, 2009. 95с

Арзамасцев А.П. Ултрафиолетовые и инфракрасные спектры лекарственных веществ: Атлас: Вып. I Стероиды.- М.: Медицина, 1975.- 151 с.

Беликов В.Г. Фармацевтическая химия: Учебник для вузов в 2 ч.: Ч. 2. Специальная фармацевтическая химия.- Пятигорск, 2003.- 720 с.

Высоцкий В.И. Использование ВЭЖХ-МАСС-спектрометрии в анализе биологически активных веществ из морских источников // Журнал Известия ТИНРО (Тихоокеанского научно-исследовательского рыбохозяйственного центра).- 2011.- том 129

Гауптман З. Органическая химия: Учебник/ Пер. с нем. М.: Изд-во "Химия", 1979. - 831 с.

Кочетков Н.К. Химия природных соединений.- М: Изд-во АН СССР, 1961.-548 с.

Лигостаев А.В. Спектрофотометрическое определение преднизолона и циклофосфана// Сибирский медицинский журнал.- 2013.- том 25.

Луценко Н.Г. Начала биохимии: Курс лекций/ РХТУ им. Д.И.Менделеева.- М.: МАИК «Наука/Интерпереодика», 2012- 125 с.

Марри Р. Биохимия человека: Учебник: в 2-х томах. Т. 2. Пер. с англ./ Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В.- М.: Мир, 1993,- 415с.

Племенков В.В. Введение в химию природных соединений: Учебник.- Казань, 2001.- 376 с.

Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений: Справочные материалы .-М.: МГУ, 2012. -- 54 с

Тюкавкина Н.А. Биоорганическая химия: Учебник.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Медицина, 1991.- 528 с.

Тюкавкина Н.А. Органическая химия: учеб. для вузов: В 2 кн. Кн. 2: Специальный курс/ Н.А. Тюкавкина, С.Э. Зурабян, В.Л. Белобородов и др.- М.: Дрофа, 2008.- 592с.

Хайрулина В.Р. Компьютерный поиск эффективных противовоспалительных лекарственных средств среди соединений стероидного типа// Химико-фармацевтический журнал.- 2009.- том 43 №9.- с. 23-29

Чичибабин А.Е. Основные начала органической химии: Учебник: в 2-х томах Т.2/ Под ред. проф. П.Г. Сергеева - 6-е изд. - М.: Государственное научно-техническое издательство химической литературы, 1957- 797 с.

Шишелова Т.И. Практикум по спектроскопии. Вода в минералах: Учебное пособие.-М.:Изд-во "Академия Естествознания", 2011 год- 88 с.



ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Таблица 1.

Значение стероидов в медицине.

Название стероида	Назначение в медицине	Препараты
Кортизон	Глюкокортикоидный гормон коры надпочечников у человека. Оказывает противовоспалительное, десенсибилизирующее, противоаллергическое и иммунодепрессивное действие.	Кортизон, Кортизона ацетат.
Преднизолон	Глюкокортикоидный гормон коры надпочечников у человека. Оказывает противовоспалительное, десенсибилизирующее, противоаллергическое и иммунодепрессивное действие.	Преднизол, Преднизолон.
Дексаметазон	Глюкокортикостероидный гормон (гормон коры надпочечников, влияющий на углеводный и белковый обмен), обладающий сильным антиаллергическим и противовоспалительным свойством (в 35 раз активнее кортизона).	Кортадекс, ДексаметазогнДексаметан, Дексазон.
Гидрокортизон	Гормон, секретируемый корой надпочечников, -- глюкокортикоид. Оказывает противовоспалительное, десенсибилизирующее (предупреждающее или тормозящее аллергические реакции) и антиаллергическое действие, обладает противошоковыми и антитоксическими свойствами;	Гидрокортизон, Латикорт, Локоид.
Эстрон	Женский половой гормон, второй по значению после эстрадиола. При введении в организм препарат оказывает специфическое действие, свойственное эстрогенным препаратам: стимулирует развитие матки и вторичных женских половых признаков при их недоразвитии, смягчает и устраняет общие расстройства, возникающие в организме женщин на почве недостаточной функции половых желез в климактерическом периоде или после гинекологических операций.	Фемидин, Менформон, Эстрогинон.
Эстрадиол	Оказывает сильное и продолжительное эстрогенное действие. Вызывает развитие женских половых органов, вторичных половых признаков, а также способствуют пролиферации (разрастанию) клеток эндометрия (внутреннего слоя матки).	Климара, Прогинова, Эстрожель.
Прогестерон	Гестагены - женские половые гормоны, вырабатываемые желтым телом яичника и корой надпочечников, вызывают изменения в эндометрии (внутреннем слое матки), подготавливая его к имплантации (внедрению) оплодотворенной яйцеклетки, обеспечивают нормальное протекание беременности, снижают сократимость матки, особенно беременной, стимулируют развитие молокообразуюших отделов молочных желез.	Гестон, Прогестерон, Прогестин.
Норэтистерон	Является синтетическим гестагенным гормональным препаратом, оказывает эффективное действие на эндометрий (внутреннюю оболочкуматки).	Норколут, Ановул, Норгестин.
Прегнин	Синтетический аналог прогестерона (гормона желтого тела яичника) - гестаген. Используют при нарушении функции яичников, связанные с недостаточностью желтого тела: дисфункциональные маточные кровотечения, аменорея, гипо- и олигоменорея), альгоменорея), бесплодие и др.	Этистерон, Пранон, Прегненинолон.
Тестостерон	Тестостеромн -- основной мужской половой гормон, андроген, обладает выраженными анаболическими свойствами: увеличивает мышечную массу, ускоряет синтез белка.	Сустанон, Омнадрен, Тестостерона пропионат.



ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Диаграмма 1. Средняя стоимость некоторых основных стероидных препаратов .



ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Таблица 2.

Растительные стероиды.

Стероиды	Название ЛРС
Стероидные алкалоиды	Различные виды паслена, особенно у паслена дольчатого, ботва картофеля, помидоров, баклажан, красного перца. (1-2%)
Растительные стерины	Цельных зерна (0,03-0,07), овощи, бобовые, орехи и некоторых фрукты, дрожжи (2%)
Стероидные сапонины	Различные виды наперстянки и диоскореи(1-1,15%), корневища и корни заманихи (комплекс из 6 стероидных сапонинов до 7%), корни и корневища солодки (8-24%)
Сердечные гликозиды	Различные виды наперстянки, ландыша, горицвета и других растений. (10-18%)
Брассиностероиды	Полевая репа



ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Таблица 3.

Особенности УФ- спектров.

Название стероида. Формула.	УФ, л max.	Условия снятия спектра, растворитель и концентрация вещества.	Спектр стероида.
1.Кортизон	238нм	0,00104% кортизон; спирт этиловый абсолютный.
2.Преднизолон	238нм	0,00188% преднизолон; спирт этиловый 95%.
3.Дексаметазон	242нм	0,00128% дексаметазон; спирт этиловый 95%.
4.Гидрокортизон	242нм	0,0013% гидрокортизон; спирт этиловый абсолютный.
5.Эстрон	281нм	0,005% эстрадиол; спирт этиловый 95%.
6.Эстрадиол	281нм	0,005% эстрадиол; спирт этиловый 95%.
7.Прогестерон	240нм	0,0011% прогестерон; спирт этиловый 95%.
8.Норэтистерон	240нм	0,0012% норэтистерон; спирт этиловый 95%.
9.Прегнин	240нм	0,0011% прегнин; спирт этиловый 95%.
10.Тестостерон	240нм	0,0009% тестостерон; спирт этиловый 95%.



ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Таблица 4.

Особенности ИК-спектров.

Название стероида. Формула.	Условия снятия спектра	Пики на спектре см-1	Спектр стероида.
Кортизон	0,00104% кортизон; калия бромид.	3300; 2950; 2850; 1800; 1700.
Преднизолон	0,00188% преднизолон; калия бромид.	3300; 2900; 1800; 1700; 1600.
Дексаметазон	0,00128% дексамета-зон; калия бромид.	3400; 2900; 1700; 1650; 1600.
Гидрокортизон	0,0013% гидрокортизон; калия бромид.	3450; 2900; 1700; 1650.
Эстрон	0,005% эстрадиол; калия бромид.	3500; 3000; 2900; 1725.
Эстрадиол	0,005% эстрадиол; калия бромид.	3300; 3100; 2900.
Прогестерон	0,0011% прогесте-рон; калия бромид.	2900; 2800; 1700; 1600.
Норэтистерон	0,0012% норэтисте-рон; калия бромид.	3300; 3200; 2900; 2800; 1650.
Прегнин	0,0011% прегнин; калия бромид.	3400; 3300; 2900; 1650.
Тестостерон	0,0009% тестосте-рон; калия бромид.	3500; 3300; 2900; 1650.

Размещено на Allbest.ru