Автор: Беликов В.Г.
Теги: фармакология общая терапия токсикология фармация химия фармацевтика
ISBN: 5-06-003251-5
Год: 1993
Текст
ИГ. Беликов
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ
I Общая
фармацевтическая
химия
В Г. Беликов
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ
В ДВУХ ЧАСТЯХ
I Общая
фармацевтическая
химия
Издание второе, переработанное
и дополненное
Рекомендовано Государственным комитетом
Российской Федерации по высшему образованию
в качестве учебника для студентов
фармацевтических институтов
и фармацевтических факультетов
медицинских институтов
Москва «Высшая школа» 1993
ББК 52.8
Б43
УДК 615.014
Федеральная целевая программа книгоиздания России
Рецензент - проф. В.И.Лобанов (Курский
государственный медицинский институт)
Беликов В.Г.
Б43 Фармацевтическая химия. В 2 ч. 4.1. Общая фармацевтичес-
кая химия: Учеб, для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. — М.:
Высш, шк., 1993. — 432 с.
ISBN 5-06-003251-5
В первой части учебника изложены сведения об истории, проблемах
и перспективах развития фармацевтической химии в России, теорети-
ческих основах фармацевтического и биофармацевтического анализа,
общей характеристике и классификации синтетических и природных
лекарственных средств.
R 4107030000—164
Б 001(01)—93 Б объявл-
ББК 52.8
615.9
Учебное издание
Беликов Владимир Георгиевич
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
В двух частях
Ч а с т ь 1. ОБЩАЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Редактор В.Н.Бораненкова. Художественный редактор Т.А.Коленкова. Худсж-
ник В.А.Маслов. Технический редактор И.А.Балелина. Корректор ГМ. К о стари-
кова. Операторы Е.Н. Андронова, В.Н.Думбар, Т.Н. Дор одних.
ИБ Х« 10241
ЛР № 010146 от 25.12.91. Изд. X» Х/Е-144. Сдано в набор 24.02.93. Подп. в
печать 06.08.93 Формат бОхб^/ш- Бум. офс. № 2. Гарнитура русская. Печать
офсетная. Объем 26,46 усл.печ.л. + 0,25 усл.печ.л. форзац. 26,96 усл.кр.—отт.
27,07 уч.изд.л. + 0,29 уч. изд.л. форзац. Тираж 10 000 экз. Заказ № 29.
Издательство ’’Высшая школа”, 101430, Москва, ГСП-4, Неглинная ул.,д.29/14.
Набрано на персональных компьютерах издательства
Отпечатано в Московской типографии X’ 8 Министерства печати и информа-
ции Российской Федерации. 101898, Москва, Хохловский пер., 7.
ISBN 5-06-003251-5 (ч. 1)
ISBN 5-06-003252-3
© В.Г.Беликов, 1993
ПРЕДИСЛОВИЕ
Первое издание учебника ’’Фармацевтическая химия” было выпу-
щено издательством ’’Высшая школа” в 1985 г. За истекший период в
содержании данного предмета произошли значительные изменения.
Они связаны с пополнением номенклатуры лекарственных веществ
новыми отечественными и зарубежными препаратами и исключением
из нее устаревших и малоэффективных лекарственных средств. В
практику фармацевтического анализа внедрены современные химичес-
кие, физические и физико-химические методы. Разработаны многочис-
ленные новые способы контроля качества лекарственных средств. Они
нашли отражение в первом и втором выпусках Государственной
фармакопеи XI издания, новых ФС и ВФС, Международной фармако-
пее III издания, фармакопеях других стран.
Второе издание учебника состоит из двух частей: ’’Общая
фармацевтическая химия” (ч.1), ’’Специальная фармацевтическая
химия” (ч.2).
Общая фармацевтическая химия включает исторические сведения о
развитии этой отрасли науки, проблемы, стоящие перед ней, обобщен-
ные данные о перспективах создания лекарственных веществ и законо-
дательных актах, приказах, инструкциях, методических материалах и
других документах, регламентирующих контроль качества лекарств в
Российской Федерации. Подробно рассмотрены теоретические основы
фармацевтического и биофармацевтического анализа, физические,
химические и физико-химические методы, используемые для анализа
индивидуальных лекарственных веществ и лекарственных форм, а
также для установления их стабильности. Приведена общая характе-
ристика и классификация синтетических и природных соединений,
используемых в качестве лекарственных веществ.
В учебнике приводятся сведения из законодательных актов СССР,
касающиеся здравоохранения в целом и аптечной системы в частности.
Поскольку Российская Федерация (РФ) является правопреемницей
Советского Союза, на ее территории действуют многие законы, поста-
новления Правительства СССР, а также приказы и другие норматив-
ные акты бывшего Министерства'здравоохранения СССР. До тех пор
пока не будут приняты новые законодательные положения в Российс-
кой Федерации, все учреждения и предприятия, расположенные на ее
территории, будут пользоваться ГФ СССР, другой НТД (ФС, ВФС),
3
принятой ранее, а также приказами, инструкциями, методическими
материалами, нормирующими деятельность контрольно-аналитической
службы. По этому поводу приняты соглашения между некоторыми
государствами СНГ. Поэтому в учебнике сохрацены основные сведения
обо всех указанных документах.
Учебник написан в соответствии с утвержденной программой по
фармацевтической химии и квалификационной характеристикой
провизора общего профиля. Он содержит также сведения, нужные для
подготовки магистров фармации различных уровней. В учебнике
найдут для себя необходимую информацию практические работники,
занимающиеся контролем качества лекарств, а также слушатели
факультетов повышения квалификации провизорского состава.
Автор считает своим приятным долгом поблагодарить коллектив
кафедры фармацевтической химии Курского медицинского института
и заведующего этой кафедрой проф. В.И.Лобанова за рецензию на
учебник, а также искренне признателен своим коллегам, работающим
на кафедре фармацевтической химии Пятигорского фармацевтическо-
го института, за оказание помощи в техническом оформлении рукопи-
си.
Автор
ГЛАВА 1
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ И ПРОБЛЕМЫ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
1.1. ПРЕДМЕТ И СОДЕРЖАНИЕ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ,
СВЯЗЬ С ДРУГИМИ НАУКАМИ
Фармацевтическая химия — наука, которая, бази-
руясь на общих законах химических наук, исследует способы получе-
ния, строение, физические и химические свойства лекарственных
веществ, взаимосвязь между их химической структурой и действием на
организм; методы контроля качества лекарств и изменения, происхо-
дящие при их хранении.
Основными методами исследования лекарственных веществ в
фармацевтической химии являются анализ и синтез-
диалектически тесно связанные между собой процессы, взаимно
дополняющие друг друга. Анализ и синтез — мощные средства позна-
ния сущности явлений, происходящих в природе.
Задачи, стоящие перед фармацевтической химией, решаются с
помощью классических физических, химических и физико-химических
методов, которые используются как для синтеза, так и для анализа
лекарственных веществ.
Чтобы познать фармацевтическую химию, будущий провизор
должен иметь глубокие знания в области общетеоретических химичес-
ких и медико-биологических дисциплин, физики, математики. Необхо-
димы также прочные знания в области философии, ибо фармацевти-
ческая химия, как и другие химические науки, занимается изучением
химической формы движения материи.
Фармацевтическая химия занимает центральное место среди других
специальных фармацевтических дисциплин — фармакогнозии, техно-
логии лекарств, фармакологии, организации и экономики фармации,
токсикологической химии и является своеобразным связующим звеном
между ними.
Так, фармакогнозия — наука, изучающая лекарственное раститель-
ное сырье и возможности создания из него новых лекарственных
препаратов. Тесно взаимосвязана фармацевтическая химия с техноло-
гией лекарств, изучающей методы приготовления лекарств. Эти
лекарства являются объектами для разработки способов фармацевти-
ческого анализа. Токсикологическая химия базируется на применении
5
целого ряда тех же методов исследования, что и фармацевтическая
химия. В изучении проблем хранения медикаментов, а также органи-
зации контрольно-аналитической службы тесно связаны с фармацев-
тической химией организация и экономика фармации. В области
исследования взаимосвязи между структурой молекул лекарственных
препаратов и их действием на организм фармацевтическая химия
близко примыкает к фармакологии.
Вместе с тем фармацевтическая химия занимает промежуточное
положение между комплексом медико-биологических и химических
наук. Объектом применения лекарств является организм больного
человека. Исследованием процессов, происходящих в организме
больного человека, и его лечением занимаются специалисты, работаю-
щие в области клинических медицинских наук (терапия, хирургия,
акушерство и гинекология и т.д.), а также теоретических медицинских
дисциплин: анатомии, физиологии и др. Многообразие применяемых в
медицине лекарств требует совместной работы врача и провизора при
лечении больного.
Являясь прикладной наукой, фармацевтическая химия базируется
на теории и законах таких химических наук, как неорганическая,
органическая, аналитическая, физическая, коллоидная химия. В
тесной связи с неорганической и органической химией фармацевтичес-
кая химия занимается исследованием способов синтеза лекарственных
веществ. Поскольку их действие на организм зависит как от химичес-
кой структуры, так и от физико-химических свойств, фармацевтичес-
кая химия использует законы физической химии.
При разработке способов контроля качества лекарственных препа-
ратов и лекарственных форм в фармацевтической химии применяют
методы аналитической химии. Однако фармацевтический анализ имеет
свои специфические особенности и включает три обязательных этапа:
установление подлинности препарата, контроль его чистоты (установ-
ление допустимых пределов примесей) и количественное определение
лекарственного вещества.
Развитие фармацевтической химии невозможно и без широкого
использования законов таких точных наук, как физика и математика,
так как без них нельзя познать физические методы исследования
лекарственных веществ и различные способы расчета, применяемые в
фармацевтическом анализе.
1.2. КРАТКИЙ ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК РАЗВИТИЯ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Создание и развитие фармацевтической химии тесно связаны с
историей фармации. Фармация зародилась в глубокой древности и
б
оказала огромное влияние на формирование медицины, химии и
других наук.
История фармации представляет собой самостоятельную дисципли-
ну, которая изучается отдельно. Чтобы понять, как и почему зароди-
лась фармацевтическая химия в недрах фармации, как происходил
процесс становления ее в самостоятельную науку, кратко рассмотрим
отдельные этапы развития фармации начиная с периода иатрохимии.
Период иатрохимии (XVI—XVH вв.). В эпоху возрождения на смену
алхимии пришла иатрохимия (лечебная химия). Ее основатель Пара-
цельс (1493—1541) считал, что ”не добыванию золота, а защите здо-
ровья должна служить химия”. Сущность учения Парацельса основы-
валась на том, что организм человека представляет совокупность
химических веществ и недостаток какого-либо из них может вызвать
заболевание. Поэтому для исцеления Парацельс применял химические
соединения различных металлов (ртути, свинца, меди, железа, сурьмы,
мышьяка и др.), а также растительные лекарственные средства.
Парацельс провел исследование действия на организм многих
веществ минерального и растительного происхождения. Он усовершен-
ствовал ряд приборов и аппаратов для выполнения анализа. Вот
почему Парацельса по праву считают одним из основоположников
фармацевтического анализа, а иатрохимию — периодом зарождения
фармацевтической химии.
Аптеки в XVI—XVII вв. были своеобразными центрами по изучению
химических веществ. В них получали и исследовали вещества мине-
рального, растительного и животного происхождения. Здесь был
открыт целый ряд новых соединений, изучены свойства и превраще-
ния различных металлов. Это позволило накопить ценные химические
знания, совершенствовать химический эксперимент. За 100 лет разви-
тия иатрохимии наука обогатилась бблыпим количеством фактов, чем
алхимия за 1000 лет.
Период зарождения первых химических теорий (XVII—XIX вв.).
Для развития промышленного производства в этот период необходимо
было расширить рамки химических исследований за пределы иатрохи-
мии. Это привело к созданию первых химических производств и к
формированию химической науки.
Вторая половина XVII в. — период зарождения первой химической
теории — теории флогистона. С ее помощью пытались
доказать, что процессы горения и окисления сопровождаются выделе-
нием особого вещества — ’’флогистона”. Теорию флогистона создали
И.Бехер (1635—1682) и Г.Шталь (1660—1734). Несмотря на некоторые
ошибочные положения, она несомненно была прогрессивной и способ-
ствовала развитию химической науки.
7
В борьбе со сторонниками флогистонной теории возникла кис-
лородная теория, которая явилась могучим толчком в
развитии химической мысли. Наш великий соотечественник М.В.Ломо-
носов (1711—1765) одним из первых ученых в мире доказал несостоя-
тельность теории флогистона. Несмотря на то что еще не был известен
кислород, М.В.Ломоносов экспериментально показал в 1756 г., что в
процессе горения и окисления происходит не разложение, а присоеди-
нение веществом ’’частиц” воздуха. Аналогичные результаты спустя 18
лет в 1774 г. получил французский ученый АЛавуазье.
Кислород впервые выделил шведский ученый — фармацевт К.Ше-
еле (1742—1786), заслугой которого также было открытие хлора,
глицерина, ряда органических кислот и других веществ.
Вторая половина XVIII в. была периодом бурного развития химии.
Большой вклад в прогресс химической науки внесли фармацевты,
которыми сделан ряд замечательных открытий, имеющих важное
значение как для фармации, так и для химии. Так, французский
фармацевт Л.Воклен (1763—1829) открыл новые элементы — хром,
бериллий. Фармацевт Б.Куртуа (1777—1836) обнаружил иод в морских
водорослях. В 1807 г. французский фармацевт Сеген выделил морфин
из опия, а его соотечественники Пельтье и Кавенту впервые получили
из растительного сырья стрихнин, бруцин и другие алкалоиды.
Многое сделал для развития фармацевтического анализа аптекарь
Мор (1806—1879). Он впервые применил бюретки, пипетки, аптечные
весы, которые носят его имя.
Таким образом, фармацевтическая химия, зародившаяся в период
иатрохимии в XVI в., получила свое дальнейшее развитие в
XVII-XVIII вв.
1.3. РАЗВИТИЕ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ В РОССИИ
Истоки русской фармации. Возникновение фармации в России
связано с широким развитием народной медицины и знахарства. До
наших дней сохранились рукописные ’’лечебники” и ’’травники”. В
них содержатся сведения о многочисленных лекарственных средствах
растительного и животного мира. Первыми ячейками аптечного дела
на Руси были зелейные лавки (XIII—XV вв.). К этому же
периоду следует отнести возникновение фармацевтического анализа,
так как появилась необходимость в проверке качества лекарств.
Русские аптеки в XVI—XVII вв. являлись своеобразными лаборатория-
ми по изготовлению не только лекарств, но и кислот (серной и азот-
ной), квасцов, купоросов, очистке серы и т.д. Следовательно, аптеки
были местом зарождения фармацевтической химии.
8
Идеи алхимиков были чужды России, здесь сразу начало разви-
ваться подлинное ремесло по изготовлению лекарств. Приготовлением
и контролем качества лекарств в аптеках занимались алхимисты
(термин ’’алхимист” не имеет ничего общего с алхимией).
Подготовка кадров фармацевтов осуществлялась открытой в 1706 г.
в Москве первой медицинской школой. Одной из специальных дис-
циплин в ней была фармацевтическая химия. Многие русские химики
получили образование в этой школе.
Подлинное развитие химической и фармацевтической науки в
России связано с именем М.В.Ломоносова. По инициативе М.В.Ломо-
носова в 1748 г. была создана первая научная химическая лаборато-
рия, а в 1755 г. открыт первый русский университет. Вместе с Акаде-
мией наук это были центры русской науки, в том числе химической и
фармацевтической. М. В. Ломоносову принадлежат замечательные слова
о взаимоотношении химии и медицины: ’’...Медик без довольного
познания химии совершенен быть не может, и всех недостатков, всех
излишеств и от них происходящих во врачебной науке поползновений;
дополнения, отвращения и Исправления от одной почти химии уповать
должно”.
Одним из многочисленных преемников М. В. Ломоносова был
аптекарский ученик, а затем крупный русский ученый Т.Е.Ловиц
(1757—1804). Он впервые открыл адсорбционную способность угля и
применил его для очистки воды, спирта, винной кислоты; разработал
способы получения абсолютного спирта, уксусной кислоты, виноград-
ного сахара. Среди многочисленных работ Т.Е.Ловица непосредствен-
ное отношение к фармацевтической химии имеет разработка микро-
кристалл ос конического метода анализа (1798).
Достойным преемником М.В.Ломоносова был крупнейший русский
ученый-химик В.М.Севергин (1765—1826). Среди многочисленных его
работ наибольшее значение для фармации имеют две книги, изданные
в 1800 г.: ’’Способ испытывать чистоту и неподложность химических
произведений лекарственных” и ’’Способ испытывать минеральные
воды”. Обе книги являются первыми отечественными руководствами в
области исследования и анализа лекарственных веществ. Продолжая
мысль М.В.Ломоносова, В.М.Севергин подчеркивает значение химии
при оценке качества лекарств: ’’Без знания в химии испытание ле-
карств предпринимать не можно”. Автор глубоко научно отбирает для
исследования лекарств только наиболее точные и доступные методы
анализа. Предложенный В.М.Севергиным порядок и план исследова-
ния лекарственных веществ мало изменился и используется сейчас при
составлении Государственных фармакопей. В.М.Севергин создал
9
научную основу не только фармацевтического, но и химического
анализа в нашей стране.
’’Энциклопедией фармацевтических знаний” по праву называют
труды русского ученого А.П.Нелюбина (1785—1858). Он впервые
сформулировал научные основы фармации, выполнил ряд прикладных
исследований в области фармацевтической химии; усовершенствовал
способы получения солей хинина, создал приборы для получения
эфира и для испытания мышьяка. А.П.Нелюбин провел широкие
химические исследования кавказских минеральных вод.
До 40-х годов XIX в. в России было немало ученых-химиков,
внесших своими трудами большой вклад в развитие фармацевтической
химии. Однако работали они разрозненно, почти не существовало
химических лабораторий, не было оборудования и научных химичес-
ких школ.
Первые химические школы и создание новых химических теорий в
России. Первые русские химические школы, основателями которых
были А. А. Воскресенский (1809—1880) и Н.Н.Зинин (1812—1880),
сыграли важную роль в подготовке кадров, в создании лабораторий,
оказали большое влияние на развитие химических наук, в том числе и
фармацевтической химии. А.А.Воскресенский выполнил со своими
учениками ряд исследований, имеющих непосредственное отношение к
фармации. Ими выделен алкалоид теобромин, проведены исследова-
ния химической структуры хинина. Выдающимся открытием Н.Н.Зи-
нина была классическая реакция превращения ароматических нитро-
соединений в аминосоединения.
Д.И.Менделеев писал, что А.А.Воскресенский и Н.Н.Зинин явля-
ются ’’основателями самостоятельного развития химических знаний в
России”. Мировую известность принесли России их достойные преем-
ники Д.И.Менделеев и А.М.Бутлеров.
Д.И.Менделеев (1834—1907) является создателем Периодического
закона и Периодической системы элементов. Огромное значение
Периодического закона для всех химических наук общеизвестно, но он
содержит и глубокий философский смысл, так как показывает, что все
элементы образуют единую связанную общей закономерностью систе-
му. В своей многогранной научной деятельности Д.И.Менделеев
уделял внимание и фармации. Еще в 1892 г. он писал о необходимости
’’устройства в России заводов и лабораторий для производства
фармацевтических и гигиенических препаратов” с целью
освобождения от импорта.
Работы А.М.Бутлерова также способствовали развитию фармацев-
тической химии. А.М.Бутлеров (1828—1886) получил в 1859 г. уротро-
пин; изучая строение хинина, открыл хинолин. Он синтезировал
10
сахаристые вещества из формальдегида. Однако мировую славу ему
принесло создание (1861) теории строения органических соединений.
Периодическая система элементов Д.И.Менделеева и теория строе-
ния органических соединений А.М. Бутлерова оказали решающее
влияние на развитие химической науки и ее связь с производством.
Исследования в области химиотерапии и химии природных ве-
ществ. В конце XIX в._ в России были проведены новые исследдвания
природных веществ. Еще в 1880 г. задолго до работ польского ученого
Функа русский врач Н.ИЛунин высказал предположение о наличии в
пище кроме белка, жира, сахара ’’веществ, незаменимых для питания”.
Он экспериментально доказал существование этих веществ, которые
позже были названы витаминами.
В 1890 г. в Казани была издана книга Е.Шацкого ’’Учение о
растительных алкалоидах, глюкозидах и птомаинах”. В ней рассмат-
риваются алкалоиды, известные к тому времени в соответствии с их
классификацией по производящим растениям. Описаны способы
экстракции алкалоидов из растительного сырья, в том числе аппарат,
предложенный Е.Шацким.
В 1897 г. в Петербурге была опубликована монография К.Рябинина
’’Алкалоиды (Химико-физиологические очерки)”. Во введении автор
указывает о насущной необходимости ’’иметь на русском языке такое
сочинение об алкалоидах, которое при небольшом объеме давало бы
точное, существенное и всестороннее понятие об их свойствах”. Моно-
графия имеет небольшое введение с описанием общих сведений о
химических свойствах алкалоидов, а также разделы, в которых приве-
дены суммарные формулы, физические и химические свойства, реакти-
вы, используемые для идентификации, а также сведения о применении
28 алкалоидов.
Химиотерапия возникла на рубеже XX в. в связи с бурным разви-
тием медицины, биологии и химии. Свой вклад в ее развитие внесли
как отечественные, так и зарубежные ученые. Один из создателей
химиотерапии — русский врач Д.Л.Романовский. Он сформулировал в
1891 г. и подтвердил экспериментально основы этой науки, указав, что
нужно искать ’’вещество”, которое при введении в заболевший орга-
низм окажет наименьший вред последнему и вызовет наибольшее
деструктивное действие в патогенном агенте. Это определение сохрани-
ло свое значение до наших дней.
Широкие исследования в области применения красителей и эле-
менторганических соединений в качестве лекарственных веществ были
проведены немецким ученым П.Эрлихом (1854—1915) в конце XIX в.
Им впервые предложен термин ’’химиотерапия”. На основе разработан-
ной П.Эрлихом теории, названной принципом химичес-
11
кой вариации, многие, в том числе русские (О.Ю.Магидсон,
М.Я.Крафт, М.В.Рубцов, А.М.Григоровский), ученые создали большое
число химиотерапевтических средств, обладающих противомалярий-
ным действием.
Создание сульфаниламидных препаратов, положившее начало
новой эры в развитии химиотерапии, связано с изучением азокрасите-
ля пронтозила, открытого в Поисках препаратов для лечения
бактериальных инфекций (Г.Домагк). Открытие пронтозила явилось
подтверждением преемственности научных исследований — от красите-
лей к сульфаниламидам.
Современная химиотерапия располагает огромным арсеналом
лекарственных средств, среди которых важнейшее место занимают
антибиотики. Впервые открытый в 1928 г. англичанином А.Флемингом
антибиотик пенициллин явился родоначальником новых химио-
терапевтических средств, эффективных в отношении возбудителей
многих заболеваний. Работам А.Флеминга предшествовали исследова-
ния русских ученых. В 1872 г. В.А.Манассеин установил отсутствие
бактерий в культуральной жидкости при выращивании зеленой
плесени (Penicillium glaucum). А.Г.Полотебнов экспериментально
доказал, что очистка от гноя и заживление раны происходят быстрее,
если к ней приложить плесень. Антибиотическое действие плесени
было подтверждено в 1904 г. ветеринарным врачом М.Г.Тартаковеким
в опытах с возбудителем куриной чумы.
Исследование и производство антибиотиков привело к созданию
целой отрасли науки и промышленности, совершило революцию в
области лекарственной терапии многих заболеваний.
Таким образом, проведенные учеными России в конце XIX в.
исследования в области химиотерапии и химии природных веществ
заложили основы получения новых эффективных лекарственных
средств в последующие годы.
1.4. РАЗВИТИЕ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ В СССР
Становление и развитие фармацевтической химии в СССР происхо-
дило в первые годы советской власти в тесной связи с химической
наукой и производством. Сохранились созданные в России отечествен-
ные школы химиков, которые оказали огромное влияние на развитие
фармацевтической химии. Достаточно назвать крупные школы хими-
ков-органиков А.Е.Фаворского и Н.Д. Зелинского, исследователя
химии терпенов С.С.Наметкина, создателя синтетического каучука
С.В.Лебедева, В.И.Вернадского и А.Е.Ферсмана — в области геохимии,
Н.С.Курнакова — в области физико-химических методов исследования.
Центром науки в стране является Академия наук СССР (теперь в
России — РАН).
12
Подобно другим прикладным наукам, фармацевтическая химия
может развиваться только на основе фундаментальных теоретических
исследований, которые велись в научно-исследовательских институтах
химического и медико-биологического профиля АН СССР (РАН) и
АМН СССР (теперь АМН РФ). Ученые академических институтов
принимают непосредственное участие и в создании новых лекарствен-
ных препаратов.
Еще в 30-е годы в* лабораториях А.Е.Чичибабина были проведены
первые исследования в области химии природных биологически
активных веществ. Последующее развитие эти исследования нашли в
трудах И.Л.Кнунянца. Он вместе с О.Ю.Магидсоном был создателем
технологии производства отечественного противомалярийного препара-
та акрихина, позволившего освободить нашу страну от импорта
противомалярийных средств.
Важный вклад в развитие химии лекарственных средств, имеющих
гетероциклическую структуру, внес Н.А.Преображенский. Им совмест-
но с сотрудниками разработаны и внедрены в производство новые
методы получения витаминов А, Е, РР, осуществлен синтез пилокар-
пина, проведены исследования коферментов, липидов и других при-
родных веществ.
Большое влияние на развитие исследований в области химии
гетероциклических соединений и аминокислот оказал В.М.Родионов.
Он был одним из основателей отечественной промышленности тонкого
органического синтеза и химико-фармацевтической промышленности.
Очень большое влияние на развитие фармацевтической химии
оказали исследования школы А.П.Орехова в области химии алкало-
идов. Под его руководством разработаны методы выделения, очистки
и определения химической структуры многих алкалоидов, которые
затем нашли применение в качестве лекарственных препаратов.
По инициативе М.М.Шемякина создан Институт химии природных
соединений. Здесь ведутся фундаментальные исследования в области
химии антибиотиков, пептидов, белков, нуклеотидов, липидов, фер-
ментов, углеводов, стероидных гормонов. На этой основе созданы
новые лекарственные препараты. В институте заложены теоретические
основы новой науки — биоорганической химии.
В решение проблем очистки биологически активных соединений от
сопутствующих веществ большой вклад внесли исследования, прове-
денные Г.В.Самсоновым в Институте высокомолекулярных соединений.
Тесные узы связывают Институт органической химии с исследова-
ниями в области фармацевтической химии. В годы Великой Отечес-
твенной войны здесь были созданы такие препараты, как бальзам
Шостаковского, фенамин, а позже промедол, поливинилпирролидон и
13
др. Исследования, проведенные в институте в области химии ацетиле-
на, позволили разработать новые способы синтеза витаминов А и Е, а
реакции синтеза производных пиридина легли в основу новых путей
получения витамина Bg и его аналогов. Проведены работы в области
синтеза противотуберкулезных антибиотиков и изучения механизма их
действия.
Широкое развитие получили исследования в области элемент-
органических соединений, проводимые в лабораториях А.Н.Несмеяно-
ва, А.Е.Арбузова и Б.А.Арбузова, М.И.Кабачника, И.Л.Кнунянца. Эти
исследования явились теоретической основой создания новых лекарст-
венных препаратов, представляющих собой элементорганические
соединения фтора, фосфора, железа и других элементов.
В Институте химической физики Н.М.Эмануэлем было впервые
высказано представление о роли свободных радикалов в подавлении
функции опухолевой клетки. Это позволило создать новые противо-
опухолевые препараты.
Развитию фармацевтической химии в немалой степени способство-
вали также достижения отечественной медицинской и биологической
наук. Огромное влияние оказали работы школы великого русского
физиолога И.П.Павлова, работы А.Н.Баха и А.В.Палладина в области
биологической химии и т.д.
В Институте биохимии им. А.Н.Баха под руководством В.Н.Букина
осуществлена разработка методов промышленного микробиологичес-
кого синтеза витаминов В12, В15 и др.
Проводимые в институтах РАН фундаментальные исследования в
области химии и биологии создают теоретическую основу для разра-
ботки направленного синтеза лекарственных веществ. Особенно важны
исследования в области молекулярной биологии, которая дает хими-
ческое истолкование механизма биологических процессов, происходя-
щих в организме, в том числе и под воздействием лекарственных
веществ.
Большой вклад в создание новых лекарственных препаратов вносят
научно-исследовательские институты АМН РФ. Широкие синтети-
ческие и фармакологические исследования ведут институты РАН
совместно с Институтом фармакологии АМН РФ. Такое содружество
позволило осуществить разработку теоретических основ направленного
синтеза ряда лекарственных препаратов. Ученые химики-синтетики
(Н.В.Хромов-Борисов, Н.К.Кочетков), микробиологи (3.В.Ермольева,
Г.Ф.Гаузе и др), фармакологи (С.В.Аничков, В.В.Закусов,
М.Д.Машковский, Г.Н.Першин и др.) создали оригинальные лекарст-
венные вещества.
14
На основе фундаментальных исследований в области химических и
медико-биологических наук развивалась в нашей стране и стала
самостоятельной отраслью фармацевтическая химия. Уже в первые
годы советской власти были созданы научно-исследовательские инсти-
туты фармацевтического профиля.
В 1920 г. в Москве был открыт Научно-исследовательский химико-
фармацевтический институт, который в 1937 г. переименован во
ВНИХФИ им. С.Орджоникидзе. Несколько позже такие институты
(НИХФИ) созданы в Харькове (1920), Тбилиси (1932), Ленинграде
(1930) (в 1951 г. ЛенНИХФИ был объединен с химико-фармацевтичес-
ким учебным институтом). В послевоенные годы образован НИХФИ в
Новокузнецке.
ВНИХФИ — один из крупнейших научных центров в области
создания новых лекарственных средств. Силами ученых этого институ-
та была решена иодная проблема в нашей стране (О.Ю.Магидсон,
А.Г.Байчиков и др.), разработаны способы получения противомаля-
рийных препаратов, сульфаниламидов (О.Ю.Магидсон, М.В.Рубцов и
др.), противотуберкулезных средств (С.И.Сергиевская), мышьякорга-
нических препаратов (Г.А.Кирхгоф, М.Я.Крафт и др.), стероидных
гормональных препаратов (В.И.Максимов, Н.Н.Суворов и др.), прове-
дены крупные исследования в области химии алкалоидов (А.П.Оре-
хов). Сейчас этот институт носит название ’’Центр химии лекарствен-
ных средств” — ВНИХФИ им. С.Орджоникидзе. Здесь сосредоточены
научные кадры, осуществляющие координацию деятельности по
созданию и внедрению в практику работы химико-фармацевтических
предприятий новых лекарственных веществ в Российской Федерации
(РФ).
В Харьковском научно-исследовательском химико-фармацевтичес-
ком институте (ХНИХФИ) ведутся исследования в области создания
новых лекарственных препаратов из растений, содержащих алкалоиды
и гликозиды, совершенствуются и разрабатываются технологические
процессы производства различных готовых лекарственных форм
(ампулированных растворов, таблеток, аэрозолей и др.). Затем инсти-
тут переименован во Всесоюзный научно-исследовательский институт
химии и технологии лекарственных средств (ВНИИХТЛС). В настоя-
щее время ВНИИХТЛС преобразован в Государственный научный
центр лекарственных средств (ГНЦЛС) Государственного комитета
Украины по химической, нефтехимической промышленности и
медицинским препаратам (ГосхИмпром Украины).
Значительные исследования природных веществ различной
химической структуры проводятся также в Тбилисском НИХФИ,
15
который сейчас носит название Института фармакохимии им. И.Г.Ку-
тателадзе.
В 1931 г. был создан Всесоюзный институт лекарственных и арома-
тических растений (ВИЛАР), который позже переименован в ВИЛР. В
этом институте решаются проблемы изучения флоры с точки зрения
поисков нового лекарственного сырья, поэтому институт имеет зональ-
ные станции по всей территорий страны. В ВИЛРе на основе химичес-
ких Исследований лекарственных растений создаются новые лекарст-
венные препараты. На базе этого института осуществляется опытно-
промышленное йроизводство лекарственных средств из растительного
сырья, исследованного в лабораториях института. В результате
объединения института и опытного завода создано НПО ”ВИЛР”.
Открытая в 1928 г. в Москве Центральная аптечная научно-иссле-
довательская лаборатория (ЦАНИЛ) в 1944 г. реорганизована в
Центральный аптечный научно-исследовательский институт (ЦАНЙИ).
Этот институт координирует всю научно-исследовательскую работу в
стране в области фармации. Здесь проводят исследования в области
организации и экономики фармации, фармацевтического анализа,
технологии лекарств, биофармации и т.д. В 1976 г. ЦАНИИ переиме-
нован во ВНИИФ — Всесоюзный научно-исследовательский институт
фармации. В настоящее время он реорганизован в научно-исследова-
тельский институт фармации Министерства здравоохранения Россий-
ской Федерации.
Уже в первые годы после создания в нашей стране фармацевтичес-
ких научных учреждений и учебных заведений систематические
исследования в области фармацевтического анализа начали проводить
во ВНИХФИ (А.К.Руженцева и др.), в ЦАНИИ (Н.И.Горяйнова,
Б.А.Клячкина и др.). Большой вклад в разработку методов анализа
лекарственных веществ внесли П.Л.Сенов и его многочисленные
ученики, разработавшие новые способы химического контроля лекар-
ственных форм. Н.А.Валяшко является в нашей стране пионером в
области спектрофотометрических исследований лекарственных ве-
ществ, которые продолжил В.И.Близнюков. Я.А.Фиалков посвятил
свои работы изучению методов анализа лекарственных веществ. Все
эти исследования получили свое дальнейшее развитие на кафедрах
фармацевтической химии Пятигорского, Пермского, Ташкентского,
Харьковского фармацевтических институтов, а также Московского,
Курского, Кишиневского, Азербайджанского и других фармацевтичес-
ких факультетов медицинских институтов.
Для улучшения контроля качества лекарств был создан в 1976 г.
Государственный научно-исследовательский институт по стандартиза-
ции и контролю лекарственных средств (ГНИИСКЛС).
16
Институт осуществляет фундаментальные и прикладные исследова-
ния по проблеме "Стандартизация лекарственных средств”, в том
числе разработку стандартных образцов (СО) и нормативно-техничес-
кой документации (НТД) на лекарственные средства, разработку
методов контроля качества лекарств, изучение физико-химических и
биологических свойств лекарственных веществ.
ГНИИСКЛС проводит фармацевтическую экспертизу всех проектов
фармакопейных статей“(ФС) на государственные стандартные образцы
(ГСО), проектов НТД на отечественные синтетические лекарственные
вещества и выборочно на готовые лекарственные формы, а также НТД
на отечественные лекарственные средства (при проведении предвари-
тельного контроля) и НТД зарубежных фирм при проведении регист-
рации (перерегистрации) в Российской Федерации выпускаемых ими
лекарств.
На базе ГНИИСКЛС организован Сотрудничающий центр Всемир-
ной организации здравоохранения (ВОЗ) по контролю качества
лекарственных средств. Центр проводит апробацию, рецензирование
статей и методик анализа для Международной фармакопеи, разраба-
тывает Международные химические стандартные образцы, участвует В
разработке Международных справочных ИК-спектров лекарственных
веществ, в работе по отбору лекарств для внесения в "Список основ-
ных лекарственных средств" и подготовке рекомендаций ВОЗ в
области контроля качества лекарственных средств и т.д.
Большая работа в области создания и исследования лекарственных
веществ на основе синтеза новых органических соединений проводится
в научно-исследовательских институтах, изучающих антибиотики, во
Всесоюзном научно-исследовательском витаминном институте
(ВНИВИ) и других отраслевых научно-исследовательских учрежде-
ниях Министерства здравоохранения Российской Федерации (М3
РФ).
Актуальность проблемы создания и исследования новых лекарст-
венных средств привлекла к ее решению Московский, С.-Петербургс-
кий, Ростовский и другие университеты нашей страны, Химико-техно-
логические, научно-исследовательские институты и учебные заведения.
Особенно эффективными оказались проводимые в этом направле-
нии исследования в Российском химико-<гехнологическом университете
им. Д.И.Менделеева и в Институте тонкой химической технологии им.
М.В. Ломоносова.
В настоящее время в Российской Федерации исследования в
области создания лекарственных веществ наряду с научными учрежде-
ниями фармацевтического профиля ведут целый ряд других научно-
исследовательских институтов. Среди них Институт физиологически
17
активных веществ, Институт органической химии им. Н.Д.Зелинского,
Институт элементорганических соединений им. А.Н.Несмеянова и др.
Решением проблемы создания лекарственных средств занимаются
научно-исследовательские учреждения АМН РФ: Институт биологи-
ческой и медицинской химии, НИИ по изысканию новых антибиоти-
ков, НИИ экспериментальной медицины, Институт питания, Институт
вирусологии и др. Исследования лекарственных средств проводятся в
таких крупных медицинских научных центрах, как ВНИЦ биологичес-
ки активных веществ и ВНЦ по безопасности биологически активных
веществ, ВНИЦ профилактической медицины, во Всероссийском
онкологическом и кардиологическом центрах АМН РФ.
Лекарственные средства создаются и исследуются в таких научно-
исследовательских учреждениях, как НИИ органической химии и
технологии, НИИ биотехнологии, Научно-исследовательский техноло-
гический институт антибиотиков и ферментов медицинского назначе-
ния (ВНИТИАФ), НИИ технологии кровезаменителей и гормональных
веществ, НИИ синтетических и натуральных душистых веществ.
Столь большое число НИИ, занимающихся решением данной
проблемы, свидетельствует прежде всего о ее актуальности и важности
для здравоохранения. Различие профиля указанных научных учреж-
дений подтверждает сложность проблемы создания и исследования
лекарств, необходимость проведения широких фундаментальных и
прикладных работ в различных областях химии, физики, медицины,
фармации.
1.5. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ О РАЗВИТИИ
ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ В СССР
В дореволюционной России химико-фармацевтической промышлен-
ности как отрасли не существовало. Современные химико-фармацев-
тические заводы (им. Л.Я.Карпова и им. Н.А.Семашко в Москве, завод
"Фармакон” и химико-фармацевтический в С.-Петербурге и др.)
возникли на базе кустарных производств галеновых препаратов.
Отсутствие собственной химико-фармацевтической промышленности
в царской России привело к широкому импорту (до 90%) лекарствен-
ных препаратов (главным образом немецких). Поэтому сразу же после
начала первой мировой войны страна и армия остались без медикамен-
тов. Потребовались срочные меры по ликвидации создавшегося поло-
жения.
Усилиями русских ученых (А.Е.Чичибабина, В.Е.Тищенко) уже в
1915 г. было налажено производство иода из морских водорослей. В
этот же период времени В.М.Родионов создает первую в России
18
кафедру химии и технологии лекарственных препаратов, на которой
разрабатывались регламенты производства алкалоидов (морфина,
атропина, теобромина), анальгетиков (антипирина, амидопирина). В
1916 г. в Москве начал функционировать первый завод салициловых
препаратов, а в 1917 г. — алкалоидный завод. Были открыты также
фенолосалициловый завод (Казань), атропиновый завод (Новочер-
касск), Кавказский ланолиновый завод и др. Однако в период граж-
данской войны и эти небольшие предприятия пришли в полный
упадок.
Уже в первой пятилетке (1928-—1932) были реконструированы
существующие заводы, а во второй пятилетке построены под Москвой
завод-гигант ’’Акрихин”, завод им. Ломоносова в Киеве, ’’Красная
звезда” в Харькове и др. Освоено производство около 40 новых
препаратов. Более 30 новых препаратов были внедрены в производство
в третьей пятилетке. Это позволило увеличить объем производства
медикаментов в 6 раз по сравнению с дореволюционным периодом и в
основном отказаться от импорта. В 1933—1941 гг. в стране была
проведена большая работа по строительству новых и реконструкции
действующих химико-фармацевтических предприятий на Украине, в
Беларуси, Грузии и в других республиках.
Вероломное нападение немецко-фашистских захватчиков и варварс-
кое разрушение ими промышленных предприятий привело к некоторо-
му уменьшению производства медикаментов в начале Великой Отечес-
твенной войны. Но уже в 1944 г. уровень производства достиг 96%
довоенного, а к концу войны превзошел его. Это оказалось возможным
в результате создания медицинской промышленности в Западной и
Восточной Сибири.
Имевшиеся до 1941 г. небольшие фармацевтические предприятия в
Хабаровске, Челябинске, Свердловске (Екатеринбурге) выпускали
главным образом галеновые препараты. Объем их производства состав-
лял всего 2,8% к общему выпуску медикаментов в стране. В период
Великой Отечественной войны в восточных районах созданы новые
химико-фармацевтические заводы в Анжеро-Судженске, Ирбите,
Кемерове, Новосибирске, Тюмени, Томске и в других городах. Значи-
тельно расширилось производство галеновой продукции.
После окончания войны продолжается наращивание мощностей
медицинской промышленности. Одновременно осуществляется центра-
лизация однородных производств и специализация заводов. К 1956 г.
производство медицинской продукции возросло в 6 раз по сравнению
с 1945 г., налаживается выпуск новых лекарственных средств, в том
числе антибиотиков. Происходит дальнейшее развитие предприятий
медицинской промышленности на востоке нашей страны. В 1959—1961
19
гг. здесь вступил в строй ряд новых заводов. Началось строительство
Новокузнецкого химико-фармацевтического завода в комплексе с
научно-исследовательским институтом.
Развитие производства медикаментов и медицинской техники
привело к необходимости создания в 1967 г. Министерства медицинс-
кой промышленности СССР. Оно объединило все предприятия и
учреждения, занимающиеся разработкой, исследованием и производст-
вом средств диагностики, профилактики и лечения. За десятилетие
(1967—1977) объем их выпуска возрос почти в 3 раза. В этот период
продолжалось развитие материальной базы химико-фармацевтических
предприятий. Сдана в эксплуатацию первая очередь Усолье-Сибирско-
го химико-фармацевтического комбината по производству синтетичес-
ких лекарственных препаратов, витаминов, стероидных гормонов. В
1966—1970 гг. построена первая очередь Курского химико-фармацев-
тического завода, начато строительство химико-фармацевтического
комбината в г.Олайне.
В девятой пятилетке объем производства за пять лет вырос в 1,7
раза, расширился ассортимент готовых лекарственных форм, возрос
выпуск антибиотиков и витаминов. За годы десятой пятилетки освоен
выпуск около 200 новых препаратов и готовых лекарственных форм.
Одновременно прекращено производство более 150 устаревших или
малоэффективных лекарств. Возрос выпуск полусинтетических анти-
биотиков, сульфаниламидов, сердечно-сосудистых средств. Но рост
производства медикаментов не обеспечивал растущих потребностей и
не сопровождался наращиванием и обновлением производственных
мощностей.
В 1985 г. предприятия и учреждения медицинской и микробиоло-
гической промышленности были объединены в единое общесоюзное
Министерство медицинской и микробиологической промышленности
СССР. Медицинская и микробиологическая промышленность в этот
период составляла часть химической индустрии страны. Она включала
142 производственных и научно-производственных объединения,
предприятия, комбината, 43 научно-исследовательских и проектных
института и конструкторских бюро.
Однако, несмотря на рост производства, положение дел с обеспече-
нием населения и лечебных учреждений лекарственными средствами с
каждым годом ухудшалось. Одной из основных причин этого является
совершенно недостаточное (менее 40%) обеспечение медикаментами,
производимыми отечественной медицинской промышленностью. Более
того, оно год от года ухудшается — в 1985 г. составляло 52,1%, а в
1990 г. — 39,6%. Доля импорта лекарств составляет около 50%, а по
отдельным группам — 60% и более. В СССР не было создано произ-
20
водство цефалоспориновых антибиотиков, высокоочищенных инсули-
нов, водорастворимых рентгеноконтрастных средств, пероральных
контрацептивов. Чрезвычайно мал ассортимент эффективных лекарст-
венных средств для лечения сердечно-сосудистых и желудочно-кишеч-
ных заболеваний, болезней эндокринной системы, туберкулеза, брон-
хиальной астмы, ферментных, гормональных, железосодержащих
лекарственных препаратов, а также детских лекарственных форм.
Это вызвано главным образом тем, что в отечественной медицинс-
кой промышленности длительное время не развивалась материальная
база. По экологическим соображениям около 10 предприятий меди-
цинской промышленности приостановили работу. Это еще в большей
степени усугубило положение. Не выделены участки под строительство
21 из 38 предприятий, предусмотренных к сдаче в эксплуатацию до
1995 г. Большие трудности возникают у предприятий с поставкой от
химической и других отраслей промышленности исходного сырья,
вспомогательных и иных материалов. Кроме того, это сырье и материа-
лы имеют очень низкое качество.
В целях улучшения качества лекарств и удовлетворения потребнос-
ти в них населения предпринимался ряд мер организационного
порядка. Постановлением Совета Министров СССР в октябре 1988 г.
утверждена новая структура центрального аппарата М3 СССР.
При М3 СССР создано Всесоюзное объединение ’’Союзфармация”
в Москве, которое было призвано в новых условиях хозяйствования
кардинально перестроить работу аптечной службы, обеспечить удов-
летворение потребностей в лекарствах, разработку и ускоренное
внедрение новых высокоэффективных средств и форм лекарственной
помощи населению, достижений фармацевтической науки. В связи с
этим Главное аптечное управление М3 СССР упразднено.
В союзных республиках с той же целью созданы республиканские
объединения ’’Фармация”, в частности в РСФСР — ’’Росфармация”,
которые функционируют и в настоящее Время в странах ближнего
зарубежья. Путем реорганизации структуры аптечных управлений и
аптечных складов на краевом, областном и городском уровнях образо-
ваны производственные объединения ’’Фармация”, а на базе крупных
районных аптек — районные производственные предприятия (РПП)
’’Фармация”.
1.6. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫМИ СРЕДСТВАМИ
НАСЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Осуществляемая в России перестройка системы народного хозяйс-
тва, переход к рыночным отношениям привели к необходимости
дальнейшего изменения структуры как органов управления здраво-
охранения и аптечной службы, так и медицинской промышленности.
21
После преобразования, а затем ликвидации Министерства медицин-
ской промышленности СССР в 1991 г. создана Государственная
корпорация по производству лекарственных средств и изделий меди-
цинского назначения "Фарминдустрия". В этой корпорации объедине-
ны все химико-фармацевтические предприятия, научно-исследователь-
ские институты, конструкторские бюро, занимающиеся разработкой и
промышленным производством лекарственных средств и изделий
медицинской техники.
В начале 1992 г. в Российской Федерации вместо "Союзфармации"
было создано объединение "Фармимэкс". Основной его функцией
является обеспечение аптек республики импортными лекарственными
средствами, контакты с инофирмами, которые их производят и реали-
зуют.
Несмотря на то что в России производится медикаментов на сумму
более 5 млрд, руб, что составляет около 70% их производства в быв-
шем СССР, к 1991 г. в республике сложилось критическое положение.
В свободной продаже отсутствуют даже простейшие медикаменты.
Учреждения здравоохранения испытывают трудности в оказании
лекарственной помощи населению.
Основная причина такого положения состоит в том, что многие
годы фармацевтическая промышленность в РСФСР не получала
необходимого развития. За последние 15 лет вследствие политики,
ориентированной на импорт, в развитие фарминдустрии стран—членов
СЭВ было вложено средств в 5 раз больше, чем в отечественную
фармацевтическую промышленность. За это время в РСФСР не было
построено ни одного нового завода, а износ основных производствен-
ных фондов действующих предприятий составил 70—90%.
Производимые в России лекарственные средства не конкурентно-
способны на мировом рынке; при их производстве, испытаниях и
контроле качества не обеспечиваются международные требования.
Вместе с тем на разработку и освоение новых лекарств выделяется в
5—7 раз меньше средств, чем в развитых странах.
Особенно тяжелое положение сложилось с производством препара-
тов инсулина, анальгетиков, некоторых антибиотиков, ферментных и
других препаратов. Существующее в стране положение с производст-
вом лекарственных средств потребовало дальнейшего расширения
импортных поставок из других стран. Важнейшими поставщиками
кроме стран Восточной Европы являются также Индия, Австрия,
Турция, Швейцария, Франция, Великобритания.
В связи с ликвидацией Министерства медицинской промышленнос-
ти в функции М3 РФ входит теперь организация и развитие произ-
водства лекарственных средств и медицинской техники.
22
С этой целью в структуре М3 создан Комитет медицинской промыш-
ленности.
Учитывая, что обеспечение населения и учреждений здравоохране-
ния России лекарственными средствами относится к числу проблем,
имеющих важнейшее социальное значение, был предпринят ряд мер,
направленных на улучшение сложившегося положения.
Во исполнение постановления президиума Верховного Совета РФ
от 3 июня 1991 г. ”0 мерах по улучшению обеспечения населения и
учреждений здравоохранения РФ лекарственными средствами и
изделиями медицинского назначения” и Указа Президента РФ от 5
декабря 1991 г. № 260 ”0 неотложных мерах по преодолению кризис-
ной ситуации в обеспечении лекарствами и медицинской техникой”
была разработана Государственная программа РФ улучшения лекарст-
венного обеспечения и развития фармацевтической промышленности в
1992—1995 гг. Цель этой программы — обеспечение потребностей
населения и здравоохранения республики в жизненно необходимых и
важнейших лекарственных средствах. Решение поставленной задачи
будет осуществляться различными путями, в том числе расширением и
повышением эффективности научных исследований по разработке и
освоению новых лекарственных средств; приоритетным развитием
производства и увеличением объемов выпуска лекарств, в первую
очередь жизненно необходимых; совершенствованием внешнеэкономи-
ческой деятельности в области производства и закупок лекарств;
осуществлением комплекса мер по внедрению в медицинскую промыш-
ленность международных требований к разработке, производству,
испытаниям и контролю качества лекарственных средств; созданием
рынка лекарств и системы информационного обеспечения.
Государственные капитальные вложения будут направлены главным
образом на строительство современных заводов по производству
лекарственных средств и технологического оборудования с привлече-
нием иностранных фирм. Такие заводы будут построены в Кетово
Нижегородской области, Новокузнецке Кемеровской области, Томске,
в Московской, Амурской, Омской областях, в Йошкар-Оле, Мурманс-
ке, Сыктывкаре.
Увеличение производства важнейших лекарственных средств будет
осуществляться за счет строительства новых и реконструкции действу-
ющих предприятий, перепрофилирования ряда производств и выпуска
новых оригинальных препаратов за счет прекращения производства
устаревших и малоэффективных, развития производства исходного
сырья и материалов для получения препаратов, в том числе за счет
конверсии оборонных отраслей промышленности.
23
1.7. СТАНОВЛЕНИЕ КОНТРОЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ СЛУЖБЫ
В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Контроль за качеством лекарственных средств в СССР осуществ-
лялся государственными учреждениями. Они создавались уже в
первые годы советской власти после подписания в 1918 г. Декрета о
национализации аптек и проведения в начале 1919 г. Первого Всерос-
сийского съезда фармацевтических подотделов, определившего задачи
аптечной службы в стране.
Начиная с 1919 г. принимаются меры по организации системы
контроля качества лекарств. В аптеках наиболее опытные работники
контролировали качество лекарств, приготовленных ассистентами.
Организация контрольно-аналитической службы аптечных управле-
ний началась с создания в 1923 г. контрольно-аналитических лабора-
торий в Москве, С.-Петербурге, Свердловске (Екатеринбурге) и других
городах. В этот же период Наркомздрав принял положение, в
соответствии с которым продажа ввозимых из-за рубежа и
выпущенных отечественной фармацевтической промышленностью
лекарств разрешалась только после предварительного химического
анализа в контрольно-аналитических лабораториях. Выход в свет в
1926 г. первой советской фармакопеи создал необходимую научную
основу организации контроля качества лекарств.
В последующие годы (1936—1940) аптечные управления усиливают
внимание к контролю качества лекарств. Во всех областных центрах
были созданы контрольно-аналитические лаборатории. К концу 1937 г.
в стране имелось 188 аналитических лабораторий. Это дало возмож-
ность расширить сферу их деятельности и проводить выборочную
контрольную проверку лекарств, приготовленных в аптеках. Важную
роль в улучшении качества аптечной продукции сыграло специальное
Всесоюзное совещание (1938), посвященное этому вопросу. В 1938 г. по
решению Наркомата здравоохранения СССР в аптеках начинают
создаваться контрольно-аналитические кабинеты и столы. Расширение
их сети осуществлялось быстрыми темпами. Уже в 1939 г. число
контрольно-аналитических столов достигло 556. К началу 1941 г. в
стране имелось 295 контрольно-аналитических лабораторий и 1133
контрольно-аналитических кабинетов и столов. В них осуществлялся
контроль качества лекарств, изготавливаемых в аптеках. Аналитичес-
кие лаборатории к этому времени стали организационно-методичес-
кими центрами контрольно-аналитической службы. Были определены
виды внутриаптечного контроля качества лекарств, которые совершен-
ствуются и не теряют своего значения в настоящее время.
Война нанесла огромный урон здравоохранению и аптечной системе
24
страны. Было уничтожено большое число аптек, аналитических лабо-
раторий и других аптечных учреждений, вдвое сократилось число
фармацевтов. Огромные задачи стали перед аптечными работниками
по восстановлению системы бесперебойного обслуживания населения
лекарствами.
В 1945 г. Аптечная инспекция была реорганизована в Главное
аптечное управление * (ГАПУ) Наркомздрава СССР. Несмотря на
трудности послевоенного периода, уже к 1946 г. число аптек превыси-
ло довоенный уровень, было восстановлено большинство разрушенных
контрольно-аналитических лабораторий.
Вопросы контроля качества лекарств с каждым годом приобретают
все большее значение. Они всегда находились и находятся в центре
внимания деятельности аптечных учреждений. По состоянию на 1
января 1990 г. в системе "Союзфармация” функционировало 277
контрольно-аналитических лабораторий. Они осуществляли общее
руководство контролем качества лекарственных средств, которые
поступали на 270 аптечных складов (баз) от отечественных предприя-
тий и по импорту, а также изготавливались 78 фармацевтическими
фабриками и более чем 30 000 аптеками страны. В этих лабораториях
работало 2100 специалистов, в том числе 94,3% провизоров. Кроме
того, в аптеках страны имелось около 9500 аналитических кабинетов и
более 23 000 контрольно-аналитических столов. В них контролировали
качество лекарственных средств 14 300 провизоров. А всего в аналити-
ческой службе заняты более 19% провизоров от общего их числа. Сеть
контрольно-аналитических лабораторий размещена по администрати-
вно-территориальному признаку. В стране существовали республиканс-
кие, областные и городские лаборатории, а также лаборатории на
аптечных складах и фармацевтических фабриках. Большинство из них
сохранилось как в России, так и в странах ближнего зарубежья.
Функции лабораторий различны. Лаборатории аптечных складов (баз)
осуществляют в основном входной контроль качества готовых лекарст-
венных средств и лекарственного растительного сырья. Остальные
лаборатории помимо входного контроля выполняют функции инспек-
тирования производственной деятельности аптечных учреждений и
контролируют качество выпускаемой ими продукции.
В 1989—1990 гг. в результате хозяйственной реформы, затронувшей
всю аптечную систему, были сформированы новые организационные
структуры в службе контроля качества лекарственных средств. В
частности, контрольно-аналитические лаборатории, являвшиеся ранее
самостоятельными аптечными учреждениями, реорганизованы в
отделы контроля качества аппарата управления. Ликвидировано
областное (краевое) звено, контролирующее качество аптечной продук-
25
ции, или значительно сокращена его численность, а функции контро-
ля переведены на районный уровень. Контрольно-аналитическая
служба переведена на полный хозяйственный расчет. Серьезным
недостатком такой системы является превращение контрольно-анали-
тической лаборатории из контролирующего органа с организационно-
методическими функциями в хозяйственный орган, находящийся в
финансовой зависимости от тех, кем призвана руководить. Поэтому
разработана рациональная модель службы контроля качества аптечной
продукции на территориальном уровне. Она включает отделы контро-
ля качества производственных объединений, отделы контроля качест-
ва районного уровня и контрольно-аналитические кабинеты аптек.
1.8. СТРУКТУРА УПРАВЛЕНИЯ
И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ НАУКИ
До 50-х годов в СССР не было единого центра, координирующего
деятельность НИИ и учебных институтов фармацевтического профиля.
В 1957 г. Пленум Всесоюзного научного общества фармацевтов принял
решение о создании союзной проблемной комиссии по фармации
’’Основы развития фармации и изыскание новых способов изготовле-
ния лекарств и методов их анализа”. Председателем ее был назначен
заслуженный деятель науки РСФСР проф. П.Л.Сенов. На разных
этапах существования проблемная комиссия находилась в подчинении
АМН СССР, Совета по координации НИР, Научно-технического
совета и Ученого медицинского совета М3 СССР. С декабря 1970 г.
она была переименована в союзную проблемную комиссию № 35
’’Фармация” при отделении медико-биологических наук АМН СССР.
Ее председателем в 1976 г. была утверждена член-кор. АМН проф.
А.И.Тенцова. В этот период комиссия объединяла научные коллекти-
вы 29 НИИ и учебных институтов (факультетов).
В связи с возрастанием роли фармацевтической науки в решении
актуальных задач здравоохранения в мае 1990 г. президиум АМН
СССР принял решение о создании самостоятельного Научного совета
по фармации № 48 при АМН СССР.
Он осуществляет свою деятельность на базе головного Всесоюзного
научно-исследовательского института фармации (ВНИИФ), функцией
которого является организационное, материальное, кадровое и финан-
совое обеспечение деятельности Научного совета. В состав совета
входят видные ученые, возглавляющие основные направления фарма-
цевтической науки, а председателем является директор ВНИИФ
проф. М.Т.Алюшин. Этот совет продолжает функционировать и в
настоящее время. Он объединяет четыре проблемные комиссии:
’’Изучение лекарственной флоры”, ’’Фармацевтическая технология и
26
биофармация”, ’’Фармацевтическая химия”, ’’Научные основы фарма-
ции: организация, экономика, управление”. Научный совет по фарма-
ции проводит в жизнь научную политику в области фармации и несет
ответственность перед Президиумом АМН за своевременную и высоко-
эффективную разработку научных проблем в области фармации.
Кроме того, Научный совет осуществляет рецензирование планов и
отчетов по научной деятельности, докторских диссертаций, дает
экспертную оценку актуальности и перспективности выполняемых
научных работ, их новизны, научно-методического уровня, теоретичес-
кой значимости и практической ценности полученных результатов.
Важное значение имеет внедрение в практику работы фармацевтичес-
ких учреждений результатов, полученных при выполнении научных
исследований. Научный совет по фармации и Проблемные комиссии
осуществляют контроль за ходом их внедрения.
Министерством здравоохранения РСФСР в 1987 г. на базе голов-
ных вузов и НИИ созданы Проблемные научные центры (ПНЦ). Они
координируют научную деятельность всех медицинских и фармацевти-
ческих вузов и НИИ Российской Федерации. ПНЦ по фармации и
фармакологии создан при Пятигорском фармацевтическом институте.
В научно-исследовательских институтах и вузах есть свои проблем-
ные комиссии по различным направлениям, в области которых осущес-
твляется научная деятельность коллектива. В задачи внутривузовской
проблемной комиссии по фармации входят планирование научной
работы, рассмотрение отчетов по науке, утверждение тем докторских и
кандидатских диссертаций, контроль за ходом научных исследований
и внедрением их результатов в практическую деятельность аптечных и
других учреждений здравоохранения, а также медицинской промыш-
ленности.
В ближайшие 15—20 лет научные исследования в области фармации
в нашей стране будут проводиться по четырем направлениям: 1)
изучение лекарственной флоры; 2) фармацевтическая технология и
биофармация; 3) фармацевтическая химия; 4) научные основы органи-
зации и экономики фармации.
Не рассматривая содержание всех четырех направлений фармацев-
тической науки, отметим только, что исследования в области фарма-
цевтической химии включают синтез новых биологически активных
веществ и фармацевтический анализ. Исследования в области синтеза
сосредоточены на целенаправленном поиске новых лекарственных
веществ, обладающих более высокой эффективностью, лучшей перено-
симостью, простотой применения, сравнительно невысокой стоимостью.
Все большее теоретическое и практическое значение приобретают
Исследования в области дальнейшего совершенствования фармацев-
27
тического анализа. Это имеет прямое отношение к улучшению качест-
ва лекарственных средств. Причем результаты этих исследований
чрезвычайно важны не только для теории и практики фармацевтичес-
кой химии. Они совершенно необходимы для дальнейшего развития
целого ряда других фармацевтических наук, так как невозможно вести
исследования на современном уровне в области технологии лекарств,
биофармации, фармакогнозии, фармакокинетики, токсикологической
химии без предварительной разработки высокочувствительных, точ-
ных, быстровыполнимых, специфичных, экономичных способов анали-
за лекарственных веществ и различных лекарственных форм.
В 1986—1990 гг. научные исследования в области фармации прово-
дились в 7 фармацевтических институтах, на 26 факультетах, 12
факультетах усовершенствования провизоров, в 4 научно-исследова-
тельских институтах. В выполнении исследований по 520 темам прини-
мали участие свыше 2400 научных сотрудников, в том числе 127
докторов и 1300 кандидатов наук.
Результаты выполненных исследований нашли отражение в 73
приказах союзного и 17 приказах республиканского значения. На
союзном уровне утверждено 150 ФС и 385 методических рекоменда-
ций, на республиканском — 310. Опубликовано более 4250 научных
статей, в том числе 157 в зарубежных изданиях, 51 монография.
Получено 22 медали ВДНХ, защищены 101 докторская и 436 канди-
датских диссертаций. Приоритетность исследований подтверждена 620
авторскими свидетельствами.
Дальнейшее развитие фармацевтической науки в Российской
Федерации будет осуществляться в соответствии с разработанной
Государственной научно-технической программой РФ "Создание и
освоение новых лекарственных средств и изделий медицинского
назначения на 1992—1997 гг." Основными целями этой программы
является расширение научных исследований по созданию оригиналь-
ных отечественных и воспроизведению современных эффективных
зарубежных лекарственных веществ. Важным направлением является
также создание новых конкурентноспособных лекарственных средств,
причем приоритетное направление получает развитие научных иссле-
дований по созданию и освоению производства препаратов, включен-
ных в "Перечень жизненно необходимых и важнейших лекарственных
средств". В ближайшие годы на основе выполненных научных разра-
боток предусматривается выпуск промышленных партий новых жиз-
ненно необходимых и важнейших лекарственных средств, указанных в
этом перечне.
1.9. СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ХИМИИ
Основными проблемами фармацевтической химии являются: 1)
создание и исследование новых лекарственных средств; 2) разработка
способов фармацевтического и биофармацевтического анализа.
Создание и исследование новых лекарственных средств. Несмотря
на огромный арсенал имеющихся лекарств, проблема изыскания новых
высокоэффективных лекарственных веществ остается актуальной. Это
обусловлено отсутствием или недостаточной эффективностью лекарств
для лечения некоторых заболеваний; наличием побочного действия у
некоторых лекарственных препаратов; ограниченными сроками годнос-
ти лекарственных препаратов или их лекарственных форм и т.д.
Создание каждого нового оригинального лекарственного вещества
является результатом развития фундаментальных знаний и достиже-
ний медицинских, биологических, химических и других наук, проведе-
ния напряженных экспериментальных исследований, вложения круп-
ных материальных затрат. Успехи современной фармакотерапии
явились следствием глубоких теоретических исследований первичных
механизмов гомеостаза, молекулярных основ патологических процес-
сов, открытия и изучения физиологически активных соединений
(гормоны, медиаторы, простагландины и др.). Получению новых
химиотерапевтических средств способствовали достижения в изучении
первичных механизмов инфекционных процессов и биохимии микро-
организмов. Создание новых лекарственных веществ оказалось возмож-
ным на основе достижений в области органической и фармацевтичес-
кой химии, использования физико-химических методов, проведения
технологических, биотехнологических, биофармацевтических и других
исследований синтетических и природных соединений.
Будущее лекарств связано с запросами медицины и дальнейшим
процессом исследований во всех указанных направлениях. Это создаст
предпосылки для открытия новых направлений фармакотерапии,
получения более физиологичных, безвредных лекарств как с помощью
химического или микробиологического синтеза, так и путем выделе-
ния биологически активных веществ из растительного или животного
сырья. Приоритетны разработки в области получения инсулина,
гормонов роста, препаратов для лечения СПИДа, алкоголизма, полу-
чения моноклониальных тел. Активные исследования ведутся в облас-
ти создания новых сердечно-сосудистых, противовоспалительных,
диуретических, нейролептических, антиаллергических средств, им-
муномодуляторов, а также полусинтетических антибиотиков, цефало-
споринов и гибридных антибиотиков. Наиболее перспективно создание
29
лекарственных веществ на основе исследования природных пептидов,
полимеров, полисахаридов, гормонов, ферментов и других биологичес-
ки активных соединений. Чрезвычайно важно выявление новых
фармакофоров и целенаправленный синтез поколений лекарственных
веществ на основе еще не исследованных ароматических и гетероцик-
лических соединений, родственных биологическим системам организ-
ма.
Получение новых синтетических лекарственных веществ практичес-
ки безгранично, так как число синтезируемых соединений возрастает с
увеличением их молекулярной массы. Например, количество даже
наиболее простейших соединений углерода с водородом с относитель-
ной молекулярной массой 412 превышает 4 млрд, веществ.
В последние годы изменился подход к процессу создания и иссле-
дования синтетических лекарственных веществ. От чисто эмпирическо-
го метода ’’проб и ошибок” исследователи все больше переходят к
использованию математических методов проведения и обработки
результатов экспериментов, применения современных физико-химичес-
ких методов. Такой подход открывает широкие возможности прогно-
зирования вероятных видов биологической активности синтезирован-
ных веществ, сокращения сроков создания новых лекарств. В перспек-
тиве все большее значение будут приобретать создание и накопление
банков данных для ЭВМ, а также использование ЭВМ для установле-
ния зависимости между химическим строением и фармакологическим
действием синтезируемых веществ. В конечном счете эти работы
должны привести к созданию общей теории направленного конструи-
рования лекарственных веществ, родственных системам организма
человека.
Создание новых лекарственных средств растительного и животного
происхождения складывается из таких основных факторов, как поиск
новых видов высших растений, исследование органов и тканей живот-
ных или других организмов, установление биологической активности
содержащихся в них химических веществ.
Немаловажное значение имеют также изучение новых источников
получения лекарственных веществ, широкое использование длй их
производства отходов химической, пищевой, деревообрабатывающей и
других отраслей промышленности. Это направление имеет непосред-
ственную связь с экономикой химико-фармацевтической промышлен-
ности и будет способствовать снижению стоимости лекарств. Особенно
перспективно использование для создания лекарственных веществ
современных методов биотехнологии и генной инженерии, которые
находят все более широкое применение в химико-фармацевтической
промышленности.
30
Все большее значение при создании новых и совершенствовании
действующих химических производств приобретает охрана окружаю-
щей среды. Это имеет непосредственное отношение и к химико-фарма-
цевтическим предприятиям, особенно связанным с синтезом. Первосте-
пенными задачами являются разработка и внедрение в практику
экологически оптимальных процессов, которые должны обеспечить
обезвреживание токсичных веществ в выбросах в окружающую
атмосферу и в сточные'воды.
Разработка способов фармацевтического и биофармацевтического
анализа. Решение этой важной проблемы возможно только на основе
проведения фундаментальных теоретических исследований физичес-
ких и химических свойств лекарственных препаратов с широким
применением современных химических и физико-химических методов.
Использование этих методов должно охватывать весь процесс от
создания новых лекарственных веществ до контроля качества конечно-
го продукта производства. Необходима также разработка новой и
усовершенствованной нормативно-технической документации на
лекарственные вещества и лекарственные формы, отражающей требо-
вания к их качеству.
На основе научного анализа методом экспертных оценок выявлены
наиболее перспективные направления исследований в области фарма-
цевтического анализа. Важное место в этих исследованиях будут
занимать работы по повышению точности анализа, его специфичности
и чувствительности, стремление анализировать очень малые количест-
ва лекарственных веществ, в том числе в одной дозе, а также выпол-
нять анализ автоматически и в короткие сроки. Несомненное значение
приобретает снижение трудоемкости и повышение экономичности
методик анализа. Перспективна разработка унифицированных методик
анализа групп лекарственных препаратов, объединенных родством
химической структуры на основе использования физико-химических
методов. Унификация создает большие возможности повышения
производительности труда химика-аналитика.
В ближайшие годы сохранят свое значение химические титримет-
рические методы, имеющие ряд положительных сторон, в частности
высокую точность определений. Необходимо также внедрять в фарма-
цевтический анализ такие новые титриметрические методы, как
безбюреточное и безындикаторное титрование, диэлектрометрическое,
биамперометрическое и другие типы титрования в сочетании с потен-
циометрией, в том числе в двухфазных и трехфазных системах.
В химическом анализе в последние годы используют волоконно-
оптические сенсоры (без индикаторов, флуоресцентные, хемилюминес-
центные, биосенсоры). Они дают возможность дистанционного изуче-
31
ния процессов, позволяют определять концентрацию без нарушения
состояния пробы, стоимость их сравнительно невелика. Дальнейшее
развитие получат в фармацевтическом анализе кинетические методы,
отличающиеся высокой чувствительностью как при испытании чисто-
ты, так и количественном определении.
Трудоемкость и малая точность биологических методов испытаний
вызывают необходимость замены их более быстрыми и чувствительны-
ми физико-химическими методами. Изучение адекватности биологи-
ческих и физико-химических способов анализа лекарств, содержащих
ферменты, белки, аминокислоты, гормоны, гликозиды, антибиотики —
необходимый путь совершенствования фармацевтическогб анализа. В
предстоящие 20—30 лет главенствующую роль займут оптические,
электрохимические и хроматографические методы, как наиболее полно
отвечающие требованиям фармацевтического анализа. Получат разви-
тие различные модификации этих методов, например разностная
спектроскопия типа дифференциальной и производной спектрофотоме-
трии. В области хроматографии наряду с газожидкостной (ГЖХ) все
больший приоритет приобретает высокоэффективная жидкостная
хроматография (ВЭЖХ).
Доброкачественность получаемых лекарственных препаратов зави-
сит от степени чистоты исходных продуктов, соблюдения технологи-
ческого режима и т.д. Поэтому важным направлением исследований в
области фармацевтического анализа является разработка способов
контроля качества исходных и промежуточных продуктов получения
лекарственных веществ (постадийный контроль производства). В
заводских контрольно-аналитических лабораториях будут развиваться
автоматические методы анализа. Значительные возможности в этом
отношении открывает использование автоматизированных проточно-
инжекционных систем для постадийного контроля, а также ГЖХ и
ВЭЖХ для посерийного контроля готовых лекарственных форм.
Сделан новый шаг на пути полной автоматизации всех операций
выполнения анализа, в основе которого лежит использование лабора-
торных роботов. Робототехника нашла уже широкое использование в
зарубежных лабораториях, особенно для осуществления пробоотбора и
других вспомогательных операций.
Дальнейшего совершенствования потребуют способы анализа
готовых, в том числе многокомпонентных, лекарственных форм,
включая аэрозоли, глазные пленки, многослойные таблетки, спансулы.
С этой целью широкое применение получат гибридные методы,
основанные на сочетании хроматографии с оптическими, электрохими-
ческими и другими методами. Не потеряет своего значения экспресс-
анализ лекарственных форм индивидуального изготовления, однако
32
здесь на смену химическим методам все шире будут приходить
физико-химические. Внедрение простых и достаточно точных методик
рефрактометрического, интерферометрического, поляриметрического,
Люминесцентного, фотоколориметрического анализа и других методов
позволяет повысить объективность и ускорить оценку качества лекарс-
твенных форм, изготавливаемых в аптеках.
Чрезвычайно важным направлением является использование раз-
личных методов фармацевтического анализа для исследования хими-
ческих процессов, происходящих при хранении лекарств. Познание
этих процессов дает возможность решать такие актуальные проблемы,
как стабилизация лекарственных препаратов и лекарственных форм,
разработка научно обоснованных условий хранения лекарств. Практи-
ческая целесообразность таких исследований подтверждается их
экономической значимостью.
В задачу биофармацевтического анализа входит разработка спосо-
бов определения не только препаратов, но и их метаболитов в биоло-
гических жидкостях и тканях организма. Для решения проблем
биофармации и фармакокинетики необходимы точные и чувствитель-
ные физико-химические методы анализа лекарственных препаратов в
биологических тканях и жидкостях. Разработка таких методик входит
в круг задач специалистов, работающих в области фармацевтического
и токсикологического анализа.
Дальнейшее развитие фармацевтического и биофармацевтического
анализа тесно связано с применением математических методов для
оптимизации способов контроля качества лекарств. В различных
областях фармации уже используют теорию информации, а также
такие математические методы, как симплексная оптимизация, линей-
ное, нелинейное, численное программирование, многофакторный
эксперимент, теория распознавания образов, различные экспертные
системы.
Все чаще современные методы анализа сочетают с применением
электронно-вычислительной техники. Это привело к возникновению на
стыке аналитической химии и математики новой науки —
хемометрики. Она основана на широком использовании
методов математической статистики и теории информации,
применении ЭВМ и компьютеров на различных стадиях выбора
метода анализа, его оптимизации, обработки и интерпретации
результатов.
Проблемы ускорения процесса создания новых лекарственных
средств, оптимизация технологии их производства, выбора условий
фармацевтического анализа могут быть решены на основе применения
математических методов планирования эксперимента. Эти методы
2—29 33
позволяют формализовать процедуру исследования той рли иной
системы и получить в итоге ее математическую модель в виде уравне-
ния регрессии, которое включает все наиболее существенные факторы.
В результате достигается оптимизация всего процесса и устанавливает-
ся наиболее вероятный механизм его функционирования.
1.10. ПРИНЦИПЫ КЛАССИФИКАЦИИ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Рациональная классификация лекарственных препаратов имеет
очень большое значение для исследования и использования огромного
арсенала лекарственных средств. Существует два типа классификации
лекарственных веществ: по химическому строению и по действию на
организм.
В фармакологической классификации отражаются
принципы преимущественного действия препарата на ту или иную
физиологическую систему (сердечно-сосудистую, центральную нерв-
ную систему и т.д.). В каждой из таких групп препараты классифици-
руют по химическому строению.
Существует также фармакотерапевтическая
классификация, в соответствии с которой лекарственные
препараты группируются в зависимости от применения для лечения
определенного заболевания.
Недостаток фармакологической и фармакотерапевтической клас-
сификации заключается в том, что в одну группу объединяют различ-
ные по химическому строению вещества.
Химическая классификация позволяет очень четко распре-
делять все лекарственные препараты по группам в соответствии с их
химической структурой. Однако по этой классификации в одной и той
же группе могут оказаться лекарственные вещества с различным
фармакологическим действием.
В фармацевтической химии лекарственные препараты рассматрива-
ются в соответствии с химической классификацией. Это имеет важное'
значение для изучения и исследования способов получения препара-
тов, установления связи между химической структурой и фармаколо-
гическим действием, а также для разработки способов фармацевтичес-
кого анализа, основанного на химических и физических свойствах
лекарств.
Все лекарственные препараты в соответствии с химической клас-£
сификацией подразделены на две большие группы: неоргани -
ческие и органические. Неорганические препараты0
34
классифицируют в соответствии с положением элементов в Периоди-
ческой системе Д.И.Менделеева и по основным классам: оксиды,
кислоты, гидроксиды, соли, комплексные соединения. Органические
лекарственные вещества классифицируют аналогично тому, как это
принято в органической химии. При этом используют два классифика-
ционных признака: структуру углеродной цепи или цикла и природу
функциональной группы. По первому признаку органические лекарст-
венные вещества подразделяют на алифатические (ацикли-
ческие) и циклические, последние в свою очередь — на
карбоциклические и гетероциклические
соединения. Гетероциклические классифицируют по числу атомов,
образующих цикл, природе гетероатомов и их количеству, а также по
числу гетероциклов или характеру конденсированной системы, вклю-
чающей гетероциклы и ароматические циклы. Карбоциклические
соединения объединяют два ряда веществ — алициклические и арома-
тические. Органические лекарственные вещества, структура которых
включает только атомы углерода и водорода (углеводороды), клас-
сифицируют как производные углеводородов, в молекуле которых
один или несколько атомов водорода замещены на функциональные
группы. По второму классификационному признаку в зависимости от
наличия в молекуле той или иной функциональной группы алифати-
ческие и ароматические углеводороды подразделяют на галогено-
производные, спирты, фенолы, простые и сложные эфиры, альдегиды
и их производные (имины, оксимы, гидразоны, семикарбазоны, тиосе-
микарбазоны), кетоны, сульфокислоты, карбоновые кислоты и их
производные (соли, ангидриды, амиды, гидразиды и др.), нитро- и
нитрозосоединения, амины, гидразины, диазо- и азосоединения.
Классификация имеет важное значение для обеспечения машинной
обработки при планировании, организации производства и учета,
стандартизации, ценообразовании лекарственных средств. Она исполь-
зуется в автоматизированных системах управления в народном хозяйс-
тве, является составной частью Единой системы классификации и
кодирования технико-экономической информации. С этой целью
разработан 93-й класс Общесоюзного классификатора продукции
(ОКП) ’’Медикаменты, химико-фармацевтическая продукция и про-
дукция медицинского назначения”. Объектами классификации в 93-м
классе ОКП являются лекарственные средства, изделия медицинского
назначения, полупродукты, вспомогательные вещества.
Документом, в который вносятся сведения об утвержденных М3
РФ лекарственных средствах, является ’’Государственный реестр
лекарственных средств, разрешенных для применения в медицинской
практике и к промышленному производству”. Он включает всего 3284
35
наименования (по состоянию на 1 января 1990 г.), в том числе лекарс-
твенные вещества и лекарственные формы — 2548 наименований,
лекарственные растения и их лекарственные формы, лекарственное
растительное сырье — 565, радиофармацевтические препараты — 64,
вспомогательные вещества и реактивы — 75, стандартные образцы
лекарственных веществ — 132.
Создание новых отечественных лекарственных средств, расширение
номенклатуры лекарств, закупаемых по импорту, настоятельно требуют
определенной их дифференциации и установления степени важности в
лекарственной терапии. Эта работа была проведена Межведомствен-
ным научным экспертным советом по лекарственным средствам в
1989—1991 гг. Ведущими учеными и специалистами проведен эксперт-
ный анализ около 3000 наименований лекарственных средств. В
результате были выделены наиболее эффективные, имеющие стабиль-
ную перспективу дальнейшего использования 784 важнейших лекарст-
венных средства, 149 иммунобиологических препаратов, потребности в
которых населения и учреждений здравоохранения должны удовлетво-
ряться полностью. Указанные средства включены в ’’Перечень жизнен-
но необходимых и важнейших препаратов”, который утвержден 3
января 1992 г. М3 РФ в качестве нормативного документа.
Составлен Перечень по фармакологической классификации. Все
лекарственные средства распределены на 35 фармакотерапевтических
групп. В соответствии с рекомендациями ВОЗ в основу Перечня
положено международное непатентованное наименование (МНИ)
лекарственного средства. После названия индивидуального лекарствен-
ного вещества приведены важнейшие лекарственные формы.
1.11. ФАРМАЦЕВТИЧЕСКАЯ ТЕРМИНОЛОГИЯ
В фармацевтической химии используют две основные группы
терминов: общие и специфические. Последние идентич-
ны терминам, применяемым в аналитической, неорганической, органи-
ческой химии. Для специалистов в области фармацевтического анали-
за очень важна унификация общих аналитических и специальных
терминов, используемых для обозначения различных приемов и
операций. Не менее важное значение имеет унификация названий
химических и физико-химических методов, а также номенклатура
лекарственных веществ, реактивов и растворителей.
М3 СССР приказом от 2 июля 1980 г. № 692 ввело в действие
Терминологический словарь (ч.1, вып.1). В него вошли термины и
смысловое содержание основных понятий в области лекарственных
средств. Эти термины предназначены для использования в справоч-
36
ной, научной литературе, при составлении официальных документов в
области здравоохранения. Терминологический словарь утвержден как
единый документ для стран—членов СЭВ на VIII заседании Постоян-
ной комиссии СЭВ по сотрудничеству в области здравоохранения,
которое проходило 21—23 июня 1979 г. в Софии (Болгария).
В Терминологическом словаре даны определения, например, таким
общим для фармации терминам (табл. 1.1).
1.1. Общие фармацевтические термины и их определение
Термин
Определение
Лекарственное вещество Лекарственное средство, представляющее собой индивидуальное химическое соединение или биоло- гическое вещество
Лекарственная форма Придаваемое лекарственному средству или лекарст- венному растительному сырью удобное для примене- ния состояние, при котором достигается необхо- димый лечебный эффект
Лекарственный препарат Сильнодействующее лекарственное средство Ядовитое лекарствен- ное средство Наркотическое ле- карственное сред- ство Лекарственное средство в виде определенной ле- карственной формы Лекарственное средство, входящее в список Б, установленный ГФ Лекарственное средство, входящее в список А, установленный ГФ Лекарственное средство, утвержденное'уполномо- ченным на то органом как наркотическое сред- ство
Термин ’’лекарственный препарат” в фармацевтической химии
используется аналогично термину ’’лекарственное вещество”, т.е. в
этом отношении допускается отступление от Терминологического
^ловаря.
к В фармацевтическом анализе используют такие специфичные
^Олько для него термины, как ’’испытание на подлинность”, ’’испыта-
ние на чистоту”, ’’количественное определение”. Для выполнения
количественного определения применяют такие химические методы,
как ’’титриметрия” и ’’гравиметрия”. (Не следует использовать уста-
^ревшие термины ’’весовой анализ” и ’’объемный анализ”.) Широко
•употребляемый термин ’’концентрация” постепенно теряет свое значе-
ние. В настоящее время рассматривают три вида концентрации:
37
концентрация молекул — отношение числа молекул
компонента к объему всей системы (Л'1); массовая концен-
трация — отношение массы компонента к объему всей системы
(г/л); молярная концентрация — отношение количест-
ва вещества к объему всей системы (моль/л).
Введен также термин ’’доля”, когда речь идет об отношении масс,
объемов или количеств компонента и всей системы. Массовая
доля — отношение массы компонента к массе всей системы; объе-
мная доля — отношение объема компонента к объему всей
системы; молярная доля — отношение количества компонен-
та к количеству вещества во всей системе. Соответственно долю выра-
жают либо дробью, либо в процентах, принимая систему за единицу
или за 100%, причем все виды долей в отличие от видов концентрации
являются величинами относительными (выражаемыми в безразмерных
единицах).
Введены также понятия массовое отношение, объе-
мное отношение и молярное отношение. Эти
термины употребляют в тех случаях, когда речь идет об отношении
массы (объема, количества) компонента к остальной части системы.
Например, массовое отношение соли к воде равно 1:50. Эти три вида
отношений также являются величинами относительными (безразмер-
ными).
В ГФ X и ГФ XI и другой НТД (ФС, ВФС) пока сохранены поня-
тия массовая процентная концентрация, объ-
емная процентная концентрация; массо-
объемная процентная концентрация.
Разработкой и унификацией химических терминов занимается
Международный союз чистой и прикладной химии (ИЮПАК)-
Комиссией по аналитической номенклатуре Отделения аналитичес-
кой химии ИЮПАК рекомендована однозначная терминология для
титриметрических методов анализа. В соответствии с этими рекомен-
дациями термин ’’ацидиметрия” означает определение вещества
титрованием кислотой, а ’’алкалиметрия” — титрование вещества при
помощи основания. В названиях методов титриметрического анализа
рекомендовано, где это возможно, заменить окончание -шетрия на -
иметрия. В соответствии с этим предложен термин ’’комплексимет-
рия”, но обычно метод называют комплексонометрией: Понятие
’’иодиметрическое титрование” включает титрование раствором иода
или раствора, содержащего иод. Регламентированы также понятия о
таких типах титрования, как ’’кислотно-основное”, ’’неводное”, ’’окис-
лительно-восстановительное”, ’’осадительное”, ’’косвенное”, ’’фазовое”,
а также ^’обратное титрование”, ’’холостое титрование”, ’’контрольное
38
титрование”. Однозначными стали термины: ’’раствор сравнения”,
••приведенный объем”, ’’конечная точка”, ’’точка эквивалентности”,
••титрант”, ’’буферная емкость или буферное число”, ’’индикатор”,
•’индикаторная поправка”, ’’ошибка титрования”, ’’интервал перехо-
да”-
В фармацевтической химии следует использовать основные терми-
ны метрологических характеристик анализа вещества, таких, как
’’анализ вещества”, ’’метод анализа”, ’’методика анализа”, ’’аналити-
ческая навеска”, ’’градуировочная характеристика”, ’’диапазон опреде-
ляемых содержаний”, ’’предел обнаружений”, ’’результат анализа”,
’’воспроизводимость анализа”, ’’систематическая погрешность резуль-
тата анализа”, ’’правильность результата анализа”.
Для специалистов, работающих в области фармацевтической
химии, чрезвычайно важным является применение химической номен-
клатуры ИЮПАК для неорганических и органических веществ. Пока
еще выпускаемая НТД на лекарственные средства не использует эту
номенклатуру в полном объеме. Она не нашла достаточного отражения
и в ГФ XI. Так, например, по-прежнему в ГФ XI и в другой НТД
применяются такие устаревшие термины, как ’’закись”, ’’окись”,
’’перекись”, ’’едкий натр”, ’’кислота хлористоводородная”, ’’дихлорид”
и т.д.
Допускаются отклонения от правил ИЮПАК в названиях неорга-
нических лекарственных веществ. Для препаратов, представляющих
собой соли, вначале дается название катиона в родительном падеже, а
затем аниона — в именительном. По правилам ИЮПАК названия
катиона и аниона должны быть в именительном падеже. Не во всех
случаях соответствуют требованиям ИЮПАК и номенклатурной
комиссии РАН названия лекарственных веществ, представляющих
собой комплексные соединения.
Рациональные химические названия органических лекарственных
веществ в большинстве случаев в ГФ XI и НТД приведены по номенк-
латуре ИЮПАК. Однако и здесь допускаются отклонения.
1 Важным вопросом является формирование названия лекарственного
вещества. Отсутствие определенных правил привело к тому, что одно и
то же лекарственное вещество имеет десятки разных названий в
различных странах. Известны также случаи, когда отличающиеся по
фармакологическому действию препараты имеют одно и то же назва-
ние. Лекарственные вещества представляют собой широкий круг
химических соединений: от простых органических веществ до сложных
полициклических и гетероциклических систем. Формирование назва-
ний неорганических лекарственных веществ осуществляется по катио-
ну и аниону, что, как правило, разночтений не вызывает. Для лекарст-
39
венных веществ, которые являются органическими соединениями,
латинские и русские названия в ряде случаев даются по номенклатуре
ИЮПАК. Но они могут быть длинными и сложными. Поэтому создате-
ли лекарственных веществ дают им более короткие названия, в кото-
рых отражается суть либо химического строения, либо фармакологи-
ческого действия или и то и другое.
Комиссия по международным названиям ВОЗ с целью упорядоче-
ния этого вопроса разработала международную классификацию, в
основу которой заложена определенная система формирования терми-
нологии лекарственных веществ. Принцип этой системы JNN — МНН
(International Nonproprietary Names — международные непатентован-
ные наименования) заключается в том, что в названии лекарственного
вещества ориентировочно дается его групповая принадлежность. Это
достигается за счет включения в название частей слов, соответствую-
щих фармакотерапевтической группе, к которой относится данное
лекарственное вещество.
ГЛАВА 2
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ СОЗДАНИЯ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
2.1. ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ ПОИСКА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Поиск новых биологически активных веществ связан с огромной
наукоемкостью работ, длительностью разработки технологии произ-
водства, сложностью медико-биологических испытаний и требует
больших затрат. В западных странах стоимость разработки оригиналь-
ного лекарственного препарата оценивается от нескольких десятков до
сотен миллионов долларов, что в десятки раз превышает расходы на
эти цели в нашей стране.
Создание оригинальных лекарственных препаратов может быть
осуществлено на двух уровнях. К оригинальным лекарственным
средствам, опережающим мировой уровень, относя-
тся те из них, которые по своему лечебному действию превосходят
известные отечественные и зарубежные аналоги. К оригинальным
лекарственным средствам, соответствующим мирово-
му уровню, относятся те, которые по своему лечебному действию
сопоставимы с лучшими зарубежными, но превосходят отечественные
аналоги. Процесс создания оригинального лекарственного препарата
длится не менее 10—12 лет, а воспроизводимых на основе зарубежных
аналогов — 5—6 лет.
Разработка лекарственного препарата включает следующие стадии.
1. Замысел создания нового лекарственного препарата. Он возника-
ет обычно в результате совместной работы ученых двух специальнос-
тей: фармакологов и химиков-синтетиков. Уже на этой стадии осущес-
твляется предварительный отбор синтезированных соединений, кото-
рые, по мнению специалистов, могут быть потенциально биологически
активными веществами.
2. Синтез предварительно отобранных структур. На этой стадии
также осуществляется отбор, в результате которого вещества, отличаю-
щиеся нестабильностью, невозможностью или чрезмерной трудоем-
костью синтеза, дороговизной исходных веществ и т.д., не подвергают-
ся дальнейшему исследованию.
41
3. Фармакологический скрининг. Основной этап, во время которого
отсеиваются неперспективные вещества, синтезированные на предыду-
щем этапе.
4. Клиническая проверка. Ее выполняют только для перспективных
биологически активных веществ, которые прошли все этапы фармако-
логического скрининга.
5. Разработка технологии производства нового лекарственного
препарата и наиболее рациональной лекарственной формы.
6. Подготовка нормативно-технической документации, включающей
способы контроля качества как самого лекарственного препарата, так
и его лекарственных форм.
7. Внедрение препарата в промышленное производство и отработка
всех стадий его получения в заводских условиях.
Все эти этапы поиска и освоения производства нового лекарствен-
ного вещества тесно связаны между собой.
Каждый новый препарат является итогом совместной работы
химиков-специалистов в области синтеза и анализа, а также биологов,
биохимиков, технологов, фармакологов и клиницистов. Нередко в этой
работе участвует несколько научных учреждений различного профиля.
Испытания биологической активности химических соединений
последовательно ведутся на самых разных уровнях: молекулярном,
клеточном, субклеточном, на уровне тканей и органов животных, а
также целостного организма. Новый препарат должен обязательно
иметь преимущества перед существующими и выдерживать необходи-
мые требования в отношении токсичности, канцерогенности, тератоген-
ности и других показателей безвредности. Все испытания выполняют
на подопытных животных.
Важную роль в доклиническом изучении потенциальных лекарст-
венных веществ занимают биофармацевтические исследования. Пос-
ледние дают возможность установить механизм воздействия препарата
на организм, рекомендовать рациональные лекарственные формы и
схемы их применения в клинике. Терапевтическая ценность нового
лекарственного препарата окончательно оценивается в процессе клини-
ческих испытаний. Проводятся они в клиниках и научно-исследова-
тельских институтах медицинского профиля. По результатам клини-
ческих испытаний делается заключение о целесообразности примене-
ния препарата в медицинской практике. На препарат, прошедший
клинические испытания, готовится регламент производства, отражаю-
щий технологию проведения и аналитический контроль каждой
стадии получения препарата. Кроме того, разрабатывается
нормативнснгехническая документация на субстанцию — конечный
продукт производства.
42
Предпосылками для создания нового лекарства являются накоп-
ленные теоретические и эмпирические представления о характере
связи между структурой, физическими свойствами и фармакологичес-
кой активностью химических соединений. Современные исследователи,
говоря о существовании связи ’’структура — активность”, понимают
под структурой комплекс физических и химических свойств, обуслов-
ленных строением молекулы изучаемого соединения.
2.2. СВЯЗЬ МЕЖДУ СТРУКТУРОЙ МОЛЕКУЛ ВЕЩЕСТВ
И ИХ ДЕЙСТВИЕМ НА ОРГАНИЗМ
Установление зависимости между химическим строением и действи-
ем вещества на организм имеет огромное значение в широком биологи-
ческом плане. Решение этой проблемы позволило бы осуществлять
целенаправленный синтез лекарственных веществ, обладающих задан-
ным фармакологическим действием. Идея о наличии связи между
химической структурой органических соединений и их биологической
активностью была впервые высказана еще в 1869 г. Однако, несмотря
на более чем вековой труд ученых многих поколений, к настоящему
времени удалось установить лишь некоторые закономерности.
Приводимые ниже сведения накоплены эмпирическим путем при
изучении связи между фармакологической активностью и химической
структурой целого ряда алифатических и ароматических соединений.
Они дают только ориентировочное представление о том, какие измене-
ния может претерпевать действие вещества на организм при введении
в его молекулу той или иной функциональной группы.
На многочисленных примерах показано, что ненасыщенные соеди-
нения более фармакологически активны, чем насыщенные. Это связано
с реакционной способностью, которая значительно выше у непредель-
ных соединений.
Введение галогенов усиливает фармакологическую активность
алифатических и ароматических соединений, причем как активность,
Так и токсичность зависят от числа атомов галогена. Галогены, введен-
ные в ароматический цикл, повышают токсичность. Хлор- и бромпро-
изводные оказывают наркотическое действие и снижают кровяное
давление. Иодпроизводные менее активны, но имеют более выражен-
ное антисептическое действие.
Влияние кислорода находится в зависимости от функциональной
группы, в состав которой он входит. Введение в молекулу вещества
спиртового гидроксила повышает фармакологический эффект, причем
активность растет от первичных к третичным спиртам.
У ароматических соединений введение гидроксильных групп
43
усиливает активность. Введение альдегидной или кетогруппы усилива-
ет фармакологический эффект. Действие альдегидов тесно связано с
их высокой реакционной способностью. Карбоксильная группа снижа-
ет активность и токсичность (’’облагораживает” действие) и улучшает
растворимость. Это относится как к алифатическим, так и к аромати-
ческим соединениям. Большое влияние на активность и токсичность
органических соединений оказывает процесс ацилирования. Он может
привести к полному изменению фармакологической активности и
токсичности исходных спиртов, аминов, фенолов.
Введение нитрогруппы в молекулу приводит к усилению влияния
на продолговатый мозг. Алифатические сложные эфиры азотной
кислоты и нитропроизводные оказывают сосудорасширяющее дейст-
вие.
Наличие в молекуле аминогруппы резко повышает токсичность.
Соединения типа аммиака раздражают нервные центры и гладкую
мускулатуру, вызывают спазмы и судороги. Первичные амины сходны
по действию с аммиаком. Вторичные амины, как правило, более
активны, чем третичные, но менее активны, чем первичные. Переход
третичных аминов в четвертичные аммониевые основания меняет
фармакологическое действие — из судорожных ядов вещества прев-
ращаются в ганглиоблокирующие.
Введение в молекулу алифатических радикалов, разветвление их
цепей приводит к изменениям в действии веществ на организм. Уста-
новлены определенные закономерности влияния замещающих алкиль-
ных групп на фармакологическое действие и токсичность органичес-
ких соединений.
Присоединение метильных групп к атому азота дает различные
эффекты. При введении их в молекулу аммиака или при алкилирова-
нии атомов водорода в аминогруппе, гидроксильной, карбоксильной
группировках происходит почти всегда снижение физиологической
активности или выраженное ее изменение. Существует значительное
различие между влиянием этильной и метильной групп, введенных в
молекулу. Этильный радикал, по-видимому, имеет большое сродство к
действию веществ, влияющих на центральную нервную систему.
Длина цепи алифатического радикала, вводимого в молекулу, —
один из важных факторов, влияющих на активность и токсичность
веществ. Обычно нарастание эффекта происходит при удлинении
алифатической цепи до шести атомов углерода. Фенильный радикал,
введенный в молекулу, приводит к значительному сдвигу активности
вещества. Установлено, что рост биологической активности в гомологи-
ческих рядах не беспределен, всегда достигается ’’перелом” и высшие
гомологи оказываются неэффективными.
44
Влияние отдельных радикалов может быть рассмотрено на примере
Изменений, происходящих в фармакологической активности и токсич-
ности производных бензола. Бензол, попадая в организм, даже в виде
Паров резко возбуждает двигательные центры и приводит к отравле-
нию со смертельным исходом. Введение одного алкильного радикала в
молекулу бензола усиливает его токсическое действие на организм,
причем с удлинением алкильного радикала токсичность возрастает.
Присутствие же двух* алкильных радикалов снижает токсичность,
особенно если они расположены в орто- или пара-положении друг к
другу.
Введение нитрогруппы в молекулу не снижает токсичности бензола.
Усиливается токсичность бензола при введении галогена в его молеку-
лу. Галогенопроизводные бензола проявляют, как правило, антисепти-
ческую активность. Гидроксильные группы, введенные в ядро бензола,
придают веществу антисептические свойства, которые находятся в
зависимости от числа фенольных гидроксилов. Карбонильные группы
усиливают физиологическую активность и токсичность бензола.
Присутствие карбоксильной группы в молекуле бензола снижает
токсичность. Препараты бензойной кислоты, в частности ее натриевую
соль, применяют внутрь в качестве лекарственного средства.
Восстановление нитробензола приводит к образованию анилина. Он
оказывает токсическое действие на центральную нервную и
сосудистую системы, но одновременно проявляет жаропонижающее и
анальгезирующее действие.
Значительно меньше исследован вопрос о направленности и силе
действия веществ, содержащих две (или более) функциональные
группы. Некоторые данные по этому вопросу получены на примере
ароматических соединений.
Физиологический эффект монозамещенных бензола может резко
изменяться при введении других функциональных групп. Это отмече-
но на примере алкилпроизводных, ди- и трихлорпроизводных бензо-
лов, двухатомных фенолов.
Токсичность анилина заметно снижается при введении фенольного
гидроксила. Например, n-аминофенол и особенно его производные
менее токсичны, чем анилин. В значительной мере уменьшается
токсичность анилина при введении карбоксильной группы, о- и п-
Аминобензойные кислоты не имеют ядовитых свойств анилина. Здесь
сказывается ’’облагораживающее” влияние карбоксильной группы.
Значительно снижается токсичность анилина в результате ацетилиро-
вания. Ацетанилид (антифебрин) длительное время использовался как
жаропонижающее средство:
45
он
соон
п—аминофенол тг—аминобензой— о—аминобен— ацетанилид
нал кислота зойная кис—
лота
Большое значение имеет установленное связи между фармакологи-
ческой активностью и стереохимией молекул органических соедине-
ний. На примере ряда гетероциклических соединений установлено, что
фармакологический эффект зависит как от самой гетероциклической
системы, так и от относительной ориентации в ней различных замести-
телей. Замена атома углерода в ароматической или гетероциклической
системе на гетероатомы, увеличение числа звеньев цикла, удлинение
или разветвление алифатической цепи, присоединенной к гетероцик-
лической системе, вызывают стереохимические изменения в молекуле.
Последние могут привести к появлению геометрических, оптических и
других изомеров, которые в свою очередь вызывают изменение фарма-
кологического действия.
Исследованиями последних лет установлено наличие взаимосвязи
между пространственной структурой веществ, их растворимостью в
воде и в липидах, оптической активностью, с одной стороны, и биоло-
гическим действием — с другой. Например, такие простые вещества,
как двухатомные фенолы, отличаются по своей токсичности. Наименее
токсичен из них л/ета-изомер (резорцин). Биологическое действие
зависит от цис-транс-изомерии, трео-эритр о-изомерии, оптической
изомерии. Оптические изомеры, обладая одинаковым химическим
строением и физическими свойствами, исключая лишь направление
вращения плоскости поляризованного луча, имеют разную биологичес-
кую активность, причем иногда даже противоположную. Чаще всего
один из энантиомеров, называемый эутомером, имеет выражен-
ную фармакологическую активность одного вида, а другой энантиомер
— дистомер — не активен. В качестве примеров можно привести
лекарственные вещества, имеющие в молекуле асимметрический атом
углерода. Среди них более 90% адреномиметиков, адреноблокаторов,
антикоагулянтов и противоэпилептических средств, более 50% антиги-
стаминных и местно-анестезирующих средств и 20—25% других лекарс-
твенных веществ. Более высокой биологической активностью обладают
46
левовращающие изомеры (гиосциамин в 40 раз, адреналин в 17 раз,
тироксин в 4 раза активнее правовращающих антиподов). В других
случаях (стероиды, антибиотики) активнее правовращающие изомеры,
значительно реже (камфора) оптическая изомерия не влияет на
фармакологическую активность.
Нередко наблюдается одновременное воздействие различных типов
изомерии на фармакологический эффект. Так, из нескольких изоме-
ров пилокарпина наибольшим фармакологическим эффектом обладает
правовращающий ^мс-изомер, а у левомицетина активен только лево-
вращающий D-трео-изомер.
2.3. ЗАВИСИМОСТЬ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ
ОТ НЕКОТОРЫХ ФИЗИЧЕСКИХ И ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Химическая структура молекулы является далеко не единственным
фактором, влияющим на фармакологическую активность лекарствен-
ного вещества. Даже если выбрана оптимальная химическая структура,
важно, чтобы лекарственное вещество могло быть перенесено к месту
действия и поставлено в условия, необходимые для взаимодействия с
биологическим субстратом. Для этой цели цужно, чтобы лекарственное
вещество обладало комплексом физических и химических свойств,
обеспечивающих распределение вещества в организме.
Биологическая активность данного соединения, или, точнее, биоло-
гический ответ организма на это соединение, зависит от суммы очень
большого числа факторов: проницаемости вещества через липидный
слой, транспорта, процессов адсорбции, ионизации, комплексообразо-
вания, метаболизма и др.
Физические или химические свойства вещества являются функцией
его химического строения. Вместе с тем механизм первичной фармако-
логической реакции сводится к взаимодействию между клеткой и
молекулой лекарственного вещества. Это взаимодействие (по Н.В.Лаза-
реву) выражается схемой
Физико-химические --► Способность вступать в различные
свойства химические реакции
---- Химическое строение -
Биологическое действие
На схеме очень наглядно показано, что на биологическое действие
47
оказывают влияние как способность вещества вступать в химические
реакции, так и его физико-химические свойства.
Биологический ответ организма на лекарственное вещество прежде
всего зависит от такого физического свойства, как раствори -
м о с т ь. Растворимость обусловливает распределение вещества в
организме и во многом определяет фармакокинетические свойства
лекарственных препаратов. Этот параметр можно использовать для
прогнозирования эффективности биологического действия вещества.
Растворимость оказывает существенное влияние на проникновение
лекарственного вещества из кишечника в кровь, т.е. на такие процес-
сы, как всасывание, фильтрация, диффузия и др.
Для учета влияния растворимости определенную ориентировку при
синтезе биологически активных веществ может дать установленная
общая закономерность о воздействии тех или иных радикалов (атом-
ных групп) на гидрофильность или гидрофоб-
ность (липофильность) вещества. Показано, что сродство к воде
уменьшается при введении радикалов в такой последовательности:
карбоксильная —► гидроксильная —♦ альдегидная —♦ кетогруппа —► амино-
группа —► иминогруппа —► амидогруппа —♦ имидогруппа (гидрофиль-
ные группы) и метил —► метилен —► этил —► пропил —♦ алкил фенил
(гидрофобные радикалы)
Была предпринята попытка систематизировать лекарственные
вещества с учетом зависимости между их гидрофобностью и фармако-
терапевтической активностью. Это обусловлено тем, что большинство
жизненно важных систем функционируют в водной среде или включа-
ют воду. Водная среда в организме предъявляет определенные требо-
вания к структуре биологически активных веществ, молекулы которых
должны обладать гидрофильно-гидрофобными свойствами. Последние
определяют возможность их распределения между водой и липидами,
а следовательно, взаимодействия с ферментами и рецепторами. Пара-
метром гидрофобности является логарифм коэффициентов распределе-
ния лекарственных веществ в системе ’’октанол - вода” (IgP). Этот
параметр известен для многих лекарственных веществ. Оказалось, что
интервал варьирования величины IgP зависит от типа действия той
или иной группы лекарственных веществ и имеет среднее значение у
противомалярийных — 4,5, снотворных — 1,33, анальгетиков — 0,83,
адреномиметиков — 0,43, антибиотиков — 0,27, сульфаниламидов —
0,13 и т.д. Иначе говоря, противомалярийные средства относятся к
чрезвычайно гидрофобным веществам, снотворные -* к высокогидро-
фобным и т.д. Аналогичным образом можно систематизировать и все
известные фармакотерапевтические группы. Их представители распре-
деляются в широком интервале: от чрезвычайно гидрофобных до
48
чрезвычайно гидрофильных, причем характерно, что относящиеся,
например, к гидрофильно-гидрофобным веществам и сходные по
химиотерапевтической активности сульфаниламиды и антибиотики
имеют близкие значения IgP.
Не менее важное значение имеет растворимость лекарственного
вещества в липидах. Наряду с растворимостью существенную роль
играет коэффициент распределения лекарственного
Вещества между водой и липидами. Этот фактор обусловливает прони-
кновение лекарственного вещества через мембраны к клеткам тканей.
Влияние растворимости и коэффициента распределения обусловле-
но двумя возможными путями проникновения молекул лекарственного
вещества в клетки. Один из них — проникновение молекул водорас-
творимых веществ и ионов через субмикроскопические (диаметром
0,7—1 нм) заполненные водой поры, пронизывающие протоплазму.
Второй путь — растворение лекарственных веществ в липидах, которые
входят в состав протоплазмы, особенно ее поверхностного слоя. По
этому пути осуществляется транспорт лекарственных веществ, нерас-
творимых в воде, но растворимых в липидах.
По современным представлениям, фармакологическая активность
многих лекарственных веществ в значительной степени обусловлена
блокированием функции ионных каналов в биомембранах. В грубом
приближении взаимодействие молекулы лекарственного вещества с
каналом биомембраны может быть представлено как перенос его
молекулы (или ее части) из водной среды в органическую фазу.
Последнюю представляет собой канальная система. Представления о
ионных каналах как молекулярных мишенях для лекарственных
веществ, а также относительной гидрофобности внутренней полости
ионных каналов по сравнению с окружающей полярной средой позво-
ляют коррелировать соотношение ’^структура—активность” для дан-
ного класса органических молекул. Это дает возможность предсказать
эффективность данной группы соединений и вести направленный
синтез биологически активных веществ, а также исследовать их
влияние на организм.
Скорость всасывания лекарственного вещества зависит также от pH
среды. Ионы водорода и гидроксила практически не могут прони-
кать в клетки. Препятствием служат их высокая реакционная способ-
ность, взаимодействие с концевыми химическими группами, локализо-
ванными на поверхности клетки. Исходя из этого, изменяя pH среды
при пероральном введении лекарства, можно увеличивать или умень-
шать число недиссоциированных молекул и таким образом усиливать
или ослаблять процесс проникновения лекарственного препарата в
клетку.
49
Кислоты и щелочи оказывают на ткани раздражающее и прижига-
ющее действие, являющееся следствием образования альбуминатов.
Сила действия возрастает с увеличением степени диссоциаций кисло-
ты.
В медицинской практике применяют значительное количество
лекарственных препаратов — амфолитов, т.е. химических
соединений, в молекулах которых одновременно присутствуют основ-
ная и кислотная группировки. Кислотная и основная группировки
амфолита в определенных условиях могут взаимодействовать друг с
другом с образованием нейтральной или ионной форм молекул.
Переход этих форм происходит в результате предварительной иониза-
ции молекул в катион и анион. Число таких препаратов растет. Среди
них значительное количество кислот или их производных (никотино-
вой, цинхониновой), аминокислот (метионин, аминалон), алифатичес-
ких и гетероциклических амидов, производных 4-оксипиридина, 4- и
8-оксихинолина (хинозол, энтеросептол) и др.
Молекулярная масса является одним из факторов,
влияющих на фармакологическую активность. Так, алифатические
углеводороды и спирты по мере увеличения молекулярной массы
снижают свою активность и токсичность. Полимеры в зависимости от
молекулярной массы нередко настолько меняют свое фармакологичес-
кое действие, что оно становится противоположным действию исход-
ных мономеров.
При установлении зависимости между физико-химическими харак-
теристиками и биологической активностью важное значение имеют
параметры, определяющие фармакодинамические свойства лекарствен-
ного вещества. К их числу относятся те, которые обусловливают его
движение в межклеточной жидкости и проникновение через мембраны
(липофильность, гидрофобность, растворимость). Все они прямо или
косвенно зависят в растворах от такой фундаментальной характеристи-
ки, как поверхностное натяжени е. Такое влияние
поверхностного натяжения обусловлено тем, что оно имеет своей
основой некомпенсированное взаимодействие между молекулами
жидкости, образующими ее поверхностный и ближайший к нему слой.
Это приводит к появлению избыточной свободной энергии у молекул
поверхностного слоя, которая оказывает воздействие не только на
физико-химические параметры, но и на биологическую активность.
Установлена, например, корреляция между поверхностным натяжением
и наркотическим действием некоторых веществ.
Необходимо отметить, что каждый из рассмотренных факторов сам
по себе не является определяющим в фармакологическом действии
лекарств. Они находятся во взаимосвязи между собой и в зависимости
50
от химической структуры и других параметров. Установление такой
связи в той или иной группе органических соединений требует колос-
сальной работы, связанной с синтезом и исследованием фармакологи-
ческого действия многих сотен и тысяч соединений. В каждой из
групп химических соединений существует определенная взаимосвязь
между химическим строением, свойствами и фармакологическим
действием.
Многообразие факторов, влияющих на фармакологический эффект,
усложняет процесс изыскания новых лекарственных препаратов. Тем
не менее современные методы исследования позволили определить
пути решения этой важной проблемы.
2.4. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ СОЗДАНИЯ
НОВЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Изыскание новых лекарственных веществ осуществляют различны-
ми путями. Ведущим направлением создания новых лекарственных
веществ являются исследования в области модификации структуры
известных природных биологически активных соединений. Одним из
классических примеров этого направления может служить создание
целого ряда синтетических местно-анестезирующих средств производ-
ных napa-аминобензойной кйслоты (анестезин, новокаин, дикаин) на
основе глубокого исследования химической структуры природного
алкалоида — кокаина. Последующие исследования привели к созда-
нию еще одной группы местно-анестезирующих веществ, производных
диалкил аминоацил анилидов (тримекаин, ксикаин).
Таким путем были синтезированы оригинальные лекарственные
средства, имеющие гетероциклическую структуру. Примером может
служить ряд антимикробных средств производных 5-нитрофурана,
’’родоначальником” которых был фурацилин. На основе установления
структуры 4-оксикумаринового антикоагулянта природного соедине-
ния — дикумарина, длительное время применявшегося в медицине,
созданы неодикумарин, синкумар и др.
За последние годы в этом направлении стали наблюдаться некото-
рые тенденции, которые носят характер общих закономерностей. Так,
например, при создании лекарственных веществ, механизм действия
которых обусловлен их взаимодействием с биохимическими рецептора-
ми, важным является неизменность в молекуле расстояний между
реакционными центрами, которые отвечают за взаимодействие с
активными участками рецепторов. Задача исследователя состоит в том,
чтобы, варьируя химической структурой молекулы и ее пространствен-
ными характеристиками, сохранить указанные расстояния и тем самым
усилить реакционную способность этих центров.
51
Наряду с исследованием зависимости между химической структу-
рой и фармакологическим действием лекарств немаловажное значение
имеет и изучение метаболизма вещества в организме. Метаболизм
определяет такие важные свойства лекарства, как токсичность, побоч-
ные эффекты, продолжительность действия. Метаболизму подвергает-
ся подавляющее большинство лекарственных веществ. Как правило,
они инактивируются, значительно реже происходит их активация или
изменение характера действия.
Возможность создания лекарственных веществ, не образующих
метаболитов, мало перспективна, так как практически все ксенобиоти-
ки изменяются в организме. Поэтому при конструировании лекарств
наиболее реальным является получение так называемых ’’мягких”
лекарственных веществ, т.е. структурных аналогов уже известных
лекарств с предсказуемым метаболическим превращением, в результате
которого образуются нетоксичные метаболиты.
Одним из направлений поиска новых лекарственных веществ
являются химическая модификация уже известных лекарств и получе-
ние пролекарств. Это создает большие потенциальные возможности в
усилении активности, снятии побочных явлений, повышении стабиль-
ности лекарственных средств. Впервые на это указал в 1958 г. Аль-
берт, который ввел специальный термин ’’лекарства-предшественники”
(пролекарства). К ним отнесены лекарственные вещества, проявляю-
щие фармакологическую активность после того, как они были подвер-
гнуты в организме химическим или метаболическим (ферментативным)
превращениям. Исследования таких веществ — активных метаболитов —
дают возможность создавать новые лекарственные вещества. Главное
условие при этом — необходимость оптимальной скорости превраще-
ния предшественника в активный метаболйт и проявление достаточной
фармакологической активности. Установлены некоторые закономернос-
ти, которые используются в осуществлении этой цели. При создании
новых лекарств чаще всего требуется повысить активность, иногда же,
наоборот, целесообразно замедлить абсорбцию лекарственного вещест-
ва (сульфаниламиды). В ряде случаев, например при создании проти-
воопухолевых средств, необходимо, чтобы препарат действовал только
по отношению к нужному органу или ткани. Пролонгирования дейст-
вия можно добиться, если лекарство-предшественник будет кумулиро-
ваться в жировой ткани. Для увеличения продолжительности действия
применяют также этерификацию (спиртов и кислот). Алкильные
эфиры спиртов устойчивы к действию кислот и щелочей. Иногда
превращение в эфиры значительно изменяет физико-химические и
биофармацевтические свойства (пенициллины).
Одним из способов получения лекарств-предшественников являет-
52
ся присоединение к активной форме группы носителя через различные
формы связи (ионная, ковалентная, комплексная, водородная). Носи-
телем может быть сахароза (сердечные гликозиды). Хорошим носите-
лем является пировиноградная кислота, так как это физиологический
компонент, и ее освобождение безвредно для организма.
Создаются ’’контейнерные” лекарственные средства с использова-
нием, например, макроциклидов. При этом известные лекарственные
вещества соединяют с ионофорными фрагментами, которые способству-
ют проникновению через биологические мембраны. Так синтезированы
’’контейнерные” препараты стрептоцида и феназепама. Большой
интерес проявляется к пептидам, позволяющим получить лекарства-
предшественники, включающие фрагменты аминокислот.
Установлен ряд признаков, позволяющих предсказать возможность
появления у данного вещества активного метаболита. Например,
бблыпая активность лекарства при пероральном введении, чем при
парентеральном, отсутствие исходного вещества в организме во время
проявления действия и др. Можно также предсказать наличие фарма-
кологической активности у метаболита, например, если он ее проявля-
ет при любом пути введения в организм.
Ряд лекарств-предшественников проявляет фармакологическое
действие до того, как метаболизируются, и после этого. Это послужи-
ло основой для создания лекарств-предшественников, которые, попа-
дая в организм, последовательно проявляют вначале один, а затем
другой фармакологический эффект.
Свои особенности имеет процесс конструирования лекарственных
веществ в том случае, Когда механизм действия связан с их участием в
метаболизме путем изменения или блокады ферментативных процес-
сов. При этом, варьируя химической структурой, стремятся сохранить
общий объем молекулы, чтобы обеспечить возможность ее взаимодейс-
твия с ферментами. В таких случаях меняют характер распределения
электронной плотности в молекуле, реакционную способность отдель-
ных ее участков, вводят или удаляют реакционные центры, необходи-
мые для нормального течения процессов биохимических превращений,
и т.д. Таким образом, исследование метаболитов и лекарств-предшест-
венников — один из перспективных путей создания новых лекарствен-
ных веществ.
Перспективным является также расширение области применения
известных лекарственных средств вследствие изучения их побочного
действия. Так, например, у ацетилсалициловой кислоты было обнару-
жено кроме анальгетического также противотромботическое действие;
у сульфаниламидов кроме антибактериального — диуретическое, у
хлорпромазина кроме антиаллергического — нейролептическое, у
53
анестетика лидокаина — антиаритмическое действие, у кортикотропно-
го гормона кортизона — противоревматическое и т.д. После установле-
ния и исследования нового эффекта эти препараты начинают приме-
нять либо для лечения и тех и других заболеваний, либо исключи-
тельно в новом качестве, установленном после изучения побочных
явлений. Таким образом, полный терапевтический потенциал лекарст-
венного средства выяснялся иногда целыми десятилетиями.
Одним из важнейших современных направлений поиска новых
лекарственных препаратов является исследование эндогенных
физиологически активных соединений, т.е.
веществ, синтезируемых организмом и принимающих участие в осуще-
ствлении процесса жизнедеятельности. Одним из первых таких ве-
ществ стал открытый в 1895 г. гормон адреналин. В настоящее время
выделено и идентифицировано большое число эндогенных соединений,
представляющих по химической структуре амины, аминокислоты,
пептиды, глюкопротеиды, пурины. Они влияют на регуляцию нервных
процессов, метаболизма, иммунные реакции, рост тканей и другие
жизненные функции. Исследование этих соединений имеет очень
большое теоретическое и прикладное значение для различных облас-
тей медицинской, химической, фармацевтической науки.
С точки зрения поиска новых лекарственных средств эндогенные
соединения представляют интерес в тех случаях, когда проявляют
выраженную специфическую фармакологическую активность. Учиты-
вая ’’родство” по отношению к организму, они не вызывают аллерги-
ческих реакций, а токсичность, как правило, минимальна. Уровень
развития современной химической науки позволяет расшифровать их
химическую структуру и осуществить синтез или получить методами
биотехнологии и генной инженерии. Изучение эндогенных физиологи-
чески активных соединений открывает широкий простор для синтеза
аналогов, которые обладают улучшенными или измененными свойст-
вами, более высокой эффективностью, избирательностью, специфич-
ностью и т.д.
Ниже приведены некоторые примеры применения эндогенных
соединений и их синтетических аналогов в качестве лекарственных
средств, а также перспективы создания новых препаратов.
1. Исследование биосинтеза и физиологических функций адренали-
на привело к открытию его предшественников в организме — норадре-
налина и дофамина. Последующее изучение ряда других биогенных
веществ — ацетилхолина, аминалона и других эндогенных веществ
аминокислот (аспарагиновой, глутаминовой, метионина) — пополнило
арсенал большой группой психотропных средств и ноотропных препа-
ратов (пирацетам).
54
2. Высокоэффективными лекарственными средствами являются
эндогенные вещества стероидной и белково-пептидной природы:
инсулин, гормоны гипофиза, кора надпочечников, гипоталамус, щито-
видная железа, половые гормоны и другие, а также их полусинтетичес-
кие и синтетические аналоги.
3. Новой группой физиологически активных эндогенных соедине-
ний являются простагландины, на основе которых уже созданы эф-
фективные препараты (динопрост, простенон и др.), применяемые в
гинекологической практике. Последующее изучение простагландинов
показало их широкие возможности для лечения целого ряда других
заболеваний (сердечно-сосудистых, легочных, желудочно-кишечных).
4. Исследованные в последние годы эндогенные ферменты (проте-
олитические, фибринолитические) оказались перспективными для
создания на их основе лекарственных средств для лечения сердечно-
сосудистых, легочных, нервных и других заболеваний.
5. Новым вкладом в исследование эндогенных веществ явилось
открытие в 70-х годах энкефаминов и эндорфинов, представляющих
собой нейропептиды и обладающих анальгетической, снотворной,
нейролептической, анти депрессивной и другой активностью.
6. Проведенные в последние годы исследования эндогенных им-
мунорегулирующих факторов привели к созданию лекарственных
средств, модулирующих иммунные процессы. Иммуностимулирующей,
противовирусной и противоопухолевой активностью обладают интер-
фероны, получаемые из донорской крови. Из тимуса (вилочковой
железы) получены препараты — иммуностимуляторы: тимозин, такти-
вин, тималин, а из костного мозга — В-активин.
Число открываемых эндогенных физиологически активных соеди-
нений растет с каждым днем благодаря усилиям ученых различных
отраслей науки. Расширяются сведения о спектре их возможной
лекарственной активности. В настоящее время привлекли к себе
внимание вырабатываемые различными органами и тканями факторы
роста, являющиеся веществами белковой или гликопротеиновой
природы. Так, например, изучаются в качестве потенциальных лекарс-
твенных средств фактор некротизации опухолей, фактор роста нерв-
ных клеток и др.
2.5. ЭМПИРИЧЕСКИЙ И НАПРАВЛЕННЫЙ ПОИСК ЛЕКАРСТВ
Сложность создания новых высокоэффективных лекарственных
препаратов обусловлена многообразием факторов, влияющих на
фармакологический эффект.
Поиск биологически активных веществ, в том числе лекарственных,
55
состоит из двух основных этапов: химического синтеза и установления
фармакологической активности полученного соединения. Для каждого
из этих этапов требуется перебор множества вариаций химической
структуры прототипа, положенного в основу поиска. Такая стратегия
поиска связана с большой затратой времени, реактивов, растворителей
И труда, но в конечном счете малоэффективна.
Эффективность поиска биологически активных соединений (БАС)
составляет в настоящее время около 0,02%, а по другим данным, даже
0,01%, т.е. в среднем из 5000—10 000 синтезированных и проверенных
на биологическую активность соединений в практику внедряется
только одно лекарственное вещество.
Эмпирический поиск осуществляется классическим
методом проб и ошибок. Исходя из эмпирически уста-
новленных закономерностей о влиянии тех или иных функциональных
групп на биологическую активность, осуществляют синтез ряда соеди-
нений. Затем проводят предварительные испытания, отбирают наибо-
лее активные вещества, которые подвергают всестороннему фармаколо-
гическому исследованию.
Направленный поиск, или конструирование лекарств,
заключается в теоретическом предсказании биологической активности
вещества йа основе исследования ее связи с химической структурой.
Поиск ведется с широким использованием методов математического
моделирования и заложенных в ЭВМ банков данных об известных
биологически активных веществах. Однако современный уровень
развития науки не позволяет пока прогнозировать создание новых
лекарств за счет направленной модификации структур веществ.
Слишком сложным является характер связи между химической струк-
турой и биологической активностью. Наши знания физиологических и
патологических процессов, молекулярных механизмов действия тех
или иных функциональных групп еще недостаточны для теоретически
обоснованного прогнозирования терапевтической ценности синтезируе-
мых соединений. Иными словами, пока еще не создана общая теория
изыскания новых лекарственных веществ.
Вместе с тем основой для разработки будущих теорий рационально-
го поиска лекарств, несомненно, является обобщение и развитие
результатов эмпирического подхода к поиску лекарств. Следовательно,
наибольшего успеха можно добиться только сочетанием теоретического
и эмпирического путей создания новых лекарственных веществ.
Эмпирический поиск новых лекарственных средств имеет многове-
ковую историю. Еще в глубокой древности были открыты лечебные
свойства ряда минералов и растений. Начиная со второй половины
XIX в. в связи с развитием синтетической химиии эмпирическим
56
путем были установлены сосудорасширяющие свойства амйлнитрита,
снотворное действие хлоралгидрата, противовоспалительная актив-
ность кислоты салициловой, купирующий эффект нитроглицерина при
приступах стенокардии,* местно-анестезирующее действие анестезина,
болеутоляющее и жаропонижающее действие антифебрина и антипи-
рина, антисептические свойства серебра нитрата и раствора формаль-
дегида и др. С каждым годом расширялось число синтетических
лекарственных веществ. Этот процесс происходил не только за счет
синтеза новых соединений, но и создания на их основе химической
модификации структуры молекул природных и синтетических ве-
ществ, фармакологическая активность которых была установлена
ранее.
Принцип модификации молекул используется и в настоящее время
как один из путей создания новых лекарственных препаратов, в том
числе полусинтетических аналогов антибиотиков, гормонов, против >-
опухолевых, сердечно-сосудистых и др. Конечно, техника проведение
эмпирического поиска в наши дни. стала значительно более совершен-
ной. Оценка эффективности проводится не только субъективно,
используются многочисленные современные тесты, метод скрининга и
другие методы, позволяющие обследовать большое число синтезиро-
ванных соединений. Однако применение и этих современных методов
поиска новых лекарственных средств не является достаточно результа-
тивным. Более вероятен при этом выбор биологически активных
веществ, являющихся аналогами в известных фармакологических
группах. Новые оригинальные лекарственные средства обнаруживают-
ся при этом очень редко.
К числу эмпирических способов поиска новых лекарственных
препаратов относится метод скрининга (отсеивание) биоло-
гически активных соединений из огромного числа синтезируемых или
получаемых из природного сырья химических веществ.
Одним из современных вариантов скрининга является много -
параметрический функциональный метод,
который позволяет одновременно регистрировать на животных показа-
тели функционального состояния различных органов и систем (регист-
рация артериального давления, температуры, дыхания, сердечного
ритма и т.д.). На этой основе осуществляются дифференциация и
классификация испытуемых соединений, исключаются непригодные
для использования в качестве лекарственных веществ.
Сейчас в ряде крупных научных лабораторий скрининг осуществ-
ляется по 60—80 параметрам с использованием современных физико-
зЬшических и биологических методов испытаний, результаты которых
Обрабатываются на ЭВМ. Результаты обработки ЭВМ выдает в такой
57
форме, которая может помочь исследователю найти полезные законо-
мерности и разработать новые подходы к созданию лекарственных
веществ.
Однако с каждым годом число синтезируемых веществ все более
возрастает. Подвергнуть их скринингу с использованием биологичес-
ких экспериментов на животных малоэффективно и экономически
невыгодно. Поэтому разрабатываются пути совершенствования скри-
нинга на основе использования не только физических, физико-хими-
ческих, биофизических, биохимических, но и вычислительных мето-
дов. В результате созданы новые варианты применения скрининга,
позволяющие отобрать из огромного потока синтезированных веществ
те, которые могут проявить биологическую активность и должны быть
испытаны на животных. Так, например, метод расчетного
скрининга позволяет не только осуществлять отсев малоперс-
пективных соединений, но и на основании изучения математической
зависимости между химической структурой и биологическим дейст-
вием дать рекомендации для направленного синтеза биологически
активных веществ.
Лекарственные вещества, созданные в результате направленной
трансформации природных соединений, относят в настоящее время к
лекарственным средствам первого поколения. Им на
смену приходят лекарственные вещества второго поколе-
ния, полученные в результате направленного скрининга, причем
стратегия поиска новых лекарственных веществ основана на знании
молекулярных механизмов действия химических соединений, а также
возникновения, развития и коррекции патологических состояний.
Выбор новых биологически активных веществ все шире основывается
на их сродстве к терапевтически релевантным рецепторам или фермен-
там. Вследствие этого отнесение к различным группам производят по
механизму действия (^-адреноблокаторы, антагонисты кальция,
ингибиторы ангиотензинпревращающего фермента, Щ-антагонисты й
др.), а не по показаниям (гипотензивное, противовоспалительное,
противоязвенное и другие средства). Иными словами, создаются
активные ингредиенты относительно определенного патологического
состояния.
В последние годы большинство (до 70%) лекарственных средств
созданы целенаправленным скринингом.
По прогнозу зарубежных экономистов, в предстоящее десятилетие
резко возрастет число новых лекарственных средств, создаваемых в
результате стратегии направленного скрининга активных ингредиен-
тов, причем имеется в виду широкое использование для этой цели
ЭВМ, т.е. речь идет о конструировании лекарств.
58
Разрабатываемые в настоящее время за рубежом фармацевтическими
фирмами лекарственные вещества создаются только на основе рацио-
нальной стратегии поиска.
Эмпирическим путем были созданы лекарственные средства первого
и второго поколения. Третье поколение — это рациональное создание
структуры лекарственных веществ с учетом гидрофильно-гидрофоб-
ных, электронных, пространственных, биохимических и фармакокине-
тических факторов. Лекарственные вещества четвертого поколения
получены на основе математического прогнозирования их химической
структуры с использованием накопленного арсенала данных о функци-
ональной зависимости биологической активности от химической
структуры. Таким образом, происходил последовательный переход от
эмпирического к направленному поиску лекарственных веществ.
2.6. ПРОВЕДЕНИЕ ДОКЛИНИЧЕСКИХ
И КЛИНИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ
После выявления у исследуемого соединения фармакологической
активности проводится тщательное и всестороннее его изучение как
потенциального лекарственного вещества. До начала проведения этих
испытаний необходимо разработать способы стандартизации, качест-
венной и количественной оценки дрброкачественности. Все доклини-
ческие и клинические испытания должны проводиться с образцами
веществ, которые предварительно были подвергнуты тщательному
контролю качества.
Доклинические испытания включают проверку
фармацевтических, фармакологических и токсикологических свойств
биологически активного вещества, проводимую по унифицированным
методикам, утвержденным Фармакологическим комитетом. Эти испы-
тания имеют два основных направления: фармакологическое и токси-
кологическое. Фармакологические исследования
проводятся с целью установления терапевтической эффективности
испытуемого биологически активного вещества и его влияния на
физиологические системы организма. Токсикологические
испытания позволяют установить характер и степень возможно-
го токсического воздействия на организм экспериментальных жи-
вотных. Эти исследования в свою очередь включают три этапа:
изучение острой токсичности испытуемого вещества
при однократном введении; изучение хронической
токсичности, проводимой путем повторных введений в течение
рдного года и более; установление специфической
Токсичности биологически активного вещества, в том числе
59
канцерогенности, мутагенности, тератогенности, аллергизирующего
действия.
Проводимые испытания выполняют на разных видах животных
(кошках, собаках, обезьянах), стоящих в генетическом отношении
ближе к человеку. Эти испытания основаны на существовании опреде-
ленной корреляционной зависимости между влиянием испытуемых
веществ на биохимические процессы, происходящие в организме
человека и животных. Однако это сходство отнюдь не гарантирует
полной безопасности предлагаемых лекарственных веществ для челове-
ка. Вот почему необходимо проведение клинических испытаний.
Клинические испытания проводятся только с
ведома Фармакологического комитета М3 РФ. О высоких требова-
ниях, предъявляемых к потенциальным лекарственным веществам,
свидетельствует перечень документов, которые представляются в
Фармакологический комитет для рассмотрения вопроса о проведении
клинических испытаний нового фармакологического средства. В их
число входят: краткая характеристика фармакологического средства,
инструкция по проведению его клинического испытания, отчет об
экспериментальном испытании специфической и общей фармакологи-
ческой активности, отчет об исследовании фармакокинетики, отчет об
экспериментальном испытании токсичности как самого фармакологи-
ческого средства, так и его готовой лекарственной формы (в том числе
острой и хронической токсичности, влияния на функции различных
органов и физиологических систем, а также патоморфологических
исследований), данные об аллергизирующем, местно-раздражающем
действии и влиянии вещества на иммунную систему, результаты
лечения отравлений, связанных с передозировкой фармакологического
средства, данные о канцерогенной активности, тератогенцых и мута-
генных свойствах, литературные сведения о фармакологическом
действии самого вещества или его прототипов, проект ВФС на изучае-
мое фармакологическое средство и результаты его контрольных
анализов, проект ВФС на готовые лекарственные формы с результата-
ми контрольных анализов и таблицами сроков годности, проект
названия будущего лекарственного вещества, экономическая справка о
доступности его производства и стоимости. К указанным документам
прилагаются образцы нового фармакологического средства и его
лекарственных форм.
Окончательное заключение о целесообразности применения реко-
мендуемого фармакологического средства как лекарственного вещества
в медицинской практике делается после получения результатов клини-
ческих испытаний.
Цель клинических испытаний состоит в оценке терапевтической
60
эффективности и переносимости нового фармакологического средства,
установлении оптимальных схем и доз его применения, проведении
сравнительной оценки с существующими лекарственными веществами.
Процесс клинических испытаний включает несколько этапов.
Первый из них является ’’пристрелочным”, выполняется на
ограниченном числе больных (до 10 человек) и имеет цель установить
наличие терапевтического действия и переносимости фармакологичес-
кого средства. Второй* этап выполняется на 100—200 больных, причем
параллельно с контрольной группой. Обе группы подбираются одина-
ковыми по поду, возрасту, исходному фоновому лечению и т.д. Прово-
дятся клинические испытания второго этапа по методу двойного
’’слепого” исследования, т.е. в условиях, когда ни
больной, ни врач не знают, какой препарат получает данный больной.
Третий этап клинических испытаний ведется на нескольких сотнях
больных и предназначается для получения дополнительных сведений
о терапевтической активности и побочных эффектах испытуемого
средства.
В ряде случаев проводится и четвертый этап клинических испыта-
ний. Он выполняется после разрешения к применению и внедрению
нового лекарственного средства в медицинскую практику. При этом
изучается действие данного препарата в различных возможных ситуа-
циях. Особое внимание уделяется сбору и обобщению различной
информации о побочном действии лекарственного средства.
Все полученные по первым трем этапам клинических испытаний
результаты оформляются в виде отчета и представляются в Фармако-
логический комитет М3 РФ. Министерство здравоохранения прини-
мает окончательное решение о применении лекарственного средства,
включении его в ’’Государственный реестр лекарственных средств,
разрешенных для применения в медицинской практике и к промыш-
ленному производству”.
Положительное решение принимается только в тех случаях, если
новое лекарственное средство более эффективно, чем другие аналогич-
ного действия, обладает лучшей переносимостью, проявляет положи-
тельный эффект при состояниях, не поддающихся лечению известны-
ми лекарственными средствами, более выгодно экономически, имеет
более удобную лекарственную форму или более простую методику
лечения, повышает активность существующих лекарственных средств
при комбинированной терапии, не увеличивая при этом их токсич-
ность.
ГЛАВА 3
ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
3.1. ИСТОЧНИКИ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Источником получения неорганических лекарственных веществ
является минеральное сырье, причем используют либо
сами минералы, либо отдельные элементы.
Для получения синтетических органических лекарственных веществ
применяют продукты сухой перегонки каменного угля, дерева, горю-
чих сланцев, а также различные фракции нефти. Переработкой этих
видов сырья занимается коксохимическая, лесохимическая и нефтепе-
рерабатывающая промышленность. Продукты переработки широко
используются в самых различных отраслях народного хозяйства, в том
числе и в медицинской промышленности.
Каменноугольная смола представляет собой сложную смесь, которая
включает более 400 различных ароматических и гетероциклических
соединений. С помощью ректификационных колонок каменноугольную
смолу подвергают разделению на фракции. В табл. 3.1 указаны
температурные интервалы (пределы выкипания) и основные продукты,
содержащиеся в каждой фракции.
Затем каждую фракцию перегоняют в более узком температурном
интервале, выделяя индивидуальные вещества. Для их очистки
используют адсорбцию, обработку серной кислотой (сульфирование),
щелочами (выделение фенолятов) и т.д. Выделенные индивидуальные
вещества служат исходными продуктами для синтеза различных
органических веществ, в том числе лекарственных препаратов.
Аналогично перерабатывают древесину, которая при сухой перегон-
ке образует древесный уголь и две фракции жидкостей. Одна из них
содержит метиловый спирт, ацетон и уксусную кислоту, а другая
(древесный деготь) — фенолы и некоторые другие органические
вещества. Древесина является также источником получения фурфуро-
ла.
3.1. Фракции каменноугольной смолы
Фракции Пределы вы- Основные компоненты
кидания, °C
Легкое масло До 170 Бензол, толуол, ксилол, тиофен, сероуг-
лерод, пиридин и др.
62
Продолжение табл. 3.1
Фракции Пределы вы- кипания, °C Основные компоненты
Фенольная 170-210 Фенол, крезолы, нафталин, азотистые и сернистые соединения (инден, кумарон и др.)
Нафталиновая 210-230 Нафталин, метил нафталин, тионафтен, индол и др.
Поглотительная 230-270 Производные нафталина, аценафтен, флуорен, индол и др.
Антраценовая Пек каменноу- 270-360 Антрацен, фенантрен, карбазол, их ана- логи, парафины и др.
гольный Выше 360 Парафины, пирен, хризен и др.
Используют в качестве исходных веществ для синтеза лекарствен-
ных средств продукты переработки нефти, которая представляет собой
смесь углеводородов различных классов. В медицине и фармации
применяют только смеси жидких и твердых предельных углеводоро-
дов, получаемых при перегонке нефти.
Более 40% лекарственных средств, используемых в медицине,
имеют растительное происхождение. Как правило, их отличают малая
токсичность и отсутствие побочных эффектов при длительном приме-
нении. В настоящее время, по данным ВОЗ, в 73 странах мира для
лечебных целей применяют около 10 000 видов лекарственных расте-
ний, но в официальные издания 38 стран входит только 1884 вида. В
1978 г. экспертами ВОЗ был составлен ’’Перечень наиболее широко
используемых во всем мире видов лекарственных растений”, в который
вошли 235 наименований. В нашей стране применяют примерно 170
видов растений и получают из них более 100 лекарственных веществ, в
том числе около 50 алкалоидов и 20 сердечных гликозидов.
Растительное сырье — листья, цветки, корки, семена, плоды, корни
растений — само по себе может представлять лекарственные средства.
Кроме того, из этого сырья выделяют эфирные и жирные масла,
смолы, белки, углеводы, которые либо прямо используют как лекарс-
твенные средства, либо в качестве исходного сырья для их получения.
Растительное сырье является источником получения природных
биологически активных веществ: алкалоидов, терпенов, гликозидов,
витаминов. Выделенные в виде индивидуальных соединений, они
63
представляют собой лекарственные вещества. Путем экстракции из
растительного сырья получают также галеновые препараты.
Из сырья животного происхождения получают индивидуальные
вещества — гормональные препараты. К этому виду сырья относят
органы, ткани, железы убойного скота. Продуцентами антибиотичес-
ких веществ являются микроорганизмы. Они стали источниками
получения ценнейших лекарственных препаратов — антибиотиков.
Большие перспективы имеет использование гидробионтов
(морских организмов) для получения лекарственных веществ. Гидро-
бионты оказались носителями азотсодержащих, алифатических ве-
ществ, галогенсодержащих соединений ароматического ряда (произ-
водных бензола), гетероциклических производных, содержащих гете-
роатом азота, полиеновых кислот, терпеноидов и др.
Одной из общих тенденций развития химико-фармацевтической
промышленности в стране был переход от выделения индивидуальных
лекарственных веществ из труднодоступного растительного и другого
сырья к осуществлению их полного синтеза. Уже в 30-х годах осущест-
влен промышленный синтез пилокарпина, в последующие годы кофеи-
на, теофиллина, теобромина, затем левомицетина, эфедрина, атропина,
гоматропина и др.
3.2. ПУТИ СИНТЕЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Для получения лекарственных веществ используются различные
синтетические методы. Более простые по химическому строению
органические соединения, имеющие алифатическую, ароматическую,
гетероциклическую структуру, получают с помощью полного
органического синтеза. Его применяют и для получе-
ния ряда природных биологически активных веществ: алкалоидов
(атропин, кофеин), витаминов (кислота никотиновая), антибиотиков
(левомицетин) и др. Исходными продуктами синтеза служат главным
образом продукты сухой перегонки каменного угля.
Широкое применение в медицинской промышленности нашел
частичный синтез (полусинтез) на основе природных
веществ, имеющих сходную с лекарственными препаратами химичес-
кую структуру. Так получают многие лекарственные вещества, являю-
щиеся синтетическими аналогами алкалоидов, витаминов, продуктами
гидролиза гликозидов, полусинтетические антибиотики, а также
аналоги андрогенных, гестагенных, эстрогенных гормонов, анаболичес-
кие стероидные препараты и др.
Синтез лекарственных веществ — важнейшая составная часть
фармацевтической химии. Вместе с тем фармацевтический синтез —
64
составная часть органической химии. Развитие исследований в области
фармацевтического синтеза (первый этап) берет свое начало с работ
Д.Л.Романовского, И.И.Мечникова и П.Эрлиха после открытия и
становления принципов химиотерапии. Затем в 30-х годах последовала
эра создания сульфаниламидов (Г.Домагк, О.Ю.Магидсон, М.В.Руб-
цов и др.), а в 40-х годах — эра антибиотиков (Э.Чейн, Э.Ваксман,
А.Флеминг и др.).
Второй этап фармацевтического синтеза связан с установлением
химической структуры и получением синтетическим путем витаминов,
кортикостероидов, анаболических, противотуберкулезных, противо-
опухолевых, холинолитических, анестезирующих и других средств
(Р.Вудворд, С.А.Гиллер, М.Н.Щукина, И.А.Преображенский, И.Я.Пос-
товский и др.).
Третьим этапом явилось создание простагландинов и нейрогормо-
нов. После классических исследований лауреатов Нобелевской премии
Р.Елоу, Р.Гиллемена, А.Шеллы была установлена структура нейрогор-
монов и синтезированы различные пептиды (Г.И.Чиппенс).
Благодаря успехам современной органической химии удалось осу-
ществить полный синтез многих природных соединений, в том числе
таких сложных, как витамин Bj2. Некоторые из таких соединений
(витамины, алкалоиды, стероиды, антибиотики) синтезируют в про-
мышленных масштабах. Однако сложность технологических процессов,
многостадийность синтеза сдерживают расширение такого пути полу-
чения ряда ценных лекарственных веществ. Это вызывает необходи-
мость разработки направленного органического синтеза, поиска рацио-
нальных синтетических схем. Большое значение в этом плане имеет
изучение биогенеза природных соединений, происходящего в живой
клетке через образование метаболитов.
*М икробиологический синтез витаминов и кофер-
ментов все шире включается в новые технологические схемы. Исполь-
зование достижений в области физиологии микроорганизмов — проду-
центов биологически активных веществ — позволяет оптимизировать
биосинтез и увеличивать их выход.
Использование в промышленности указанных методов дает возмож-
ность применять более дешевые источники сырья, в том числе промы-
шленные отходы, оптимизировать биосинтез, увеличивать выход про-
дукции, заменять дорогостоящие и трудоемкие стадии химического
синтеза. Изучение химии и биохимии микробных ферментов не только
расширяет возможности получения, но позволяет выявить существова-
ние новых витаминов и ферментов. Это открывает пути создания но-
вых лекарственных веществ природного происхождения.
Поиск экономичных схем синтеза природных соединений осуще-
3-2 9 65
ствляется также блочным методом, позволяющим получать
их малым числом стадий из крупных фрагментов молекул или блоков,
которые связывают между собой. Уже в самой химической структуре
многих сложных природных соединений заложена информация о воз-
можных путях их синтеза. Извлечь ее помогает блочный метод на
основе деструктивного подхода, позволяющего осуществить подбор
блоков, необходимых для последующего синтеза.
3.3. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ СИНТЕЗА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Получение органического лекарственного вещества — сложный
процесс, нередко состоящий из 10—20 стадий и более. Он включает
множество технологических операций, основанных на химических,
физических и физико-химических методах. Выход готовой продукции
зависит от сложности технологии и других факторов. Он колеблется в
очень широких пределах (от 1—2 до 50—80%).
Химические реакции, используемые для синтеза органических
лекарственных веществ, можно классифицировать на три основные
группы: реакции замещения, реакции превращения заместителей и
реакции окисления — восстановления.
Реакции замещения. Эти реакции основаны на замещении атомов
водорода в алифатической цепи, ароматическом, гетероциклическом
ядре или в функциональной группе различными заместителями.
Реакции замещения используют для того, чтобы придать синтезируе-
мому веществу какие-либо новые свойства или получить промежуточ-
ный продукт со свойствами, необходимыми для его дальнейшего
превращения в лекарственное вещество.
Реакции превращения заместителей. Эта группа реакций основана
на химических превращениях заместителей, имеющихся в молекуле
промежуточного продукта, чтобы придать ему новые свойства или
изменить его реакционную способность.
Реакции окисления — восстановления. Восстановление и окисление—
единый процесс, в результате которого одна группа атомов восстанав-
ливается, приобретая при этом электроны, а другая группа атомов
окисляется. В окислительно-восстановительных реакциях происходит
не только изменение степени окисления, но и изменяется состав
молекулы.
3.3.1. Реакции замещения
Реакции сульфирования и сульфохлорирования. Сульфирование —
процесс замещения атома водорода в органическом соединении су-
66
льфогруппой — SO3H, осуществляемый воздействием сульфирующих
агентов (концентрированной серной кислотой, хлорсульфоновой кисло-
той).
Сульфированию подвергают в основном ароматические углеводоро-
ды, их амино- и оксипроизводные. При этом обычно образуется смесь
нескольких сульфокислот (моно-, ди-, три сульфокис лота). Общая
схема реакции: RHr + XH2SO4 И(80зН)х + яН20
Сульфирование осуществляют с различными целями: улучшение
растворимости, дальнейшее превращение сульфогруппы в гидроксиль-
ную или аминогруппу и т.д.
Сульфирование ароматических соединений является процессом
электрофильного замещения. Эта реакция имеет промежуточную
стадию образования а-комплекса:
Процесс сульфохлорирования происходит при взаимодействии 4—5-
кратного избытка хлорсульфоновой кислоты с ароматическими углево-
дородами:
R—& V + 2HSO3CI И—--------------SO2C1 + НС1 + H2SO4
Образующиеся сульфохлориды представляют собой важные проме-
жуточные продукты синтеза амидов сульфокислот (хлорамины, панто-
цид), сульфаниламидных препаратов, алкилуреидов сульфокислот
(бутамид, хлорпропамид и др.).
Реакция нитрования. Нитрование — процесс замещения атома
водорода в органическом соединении нитрогруппой. Процесс осуществ-
ляют действием различных нитрующих агентов (азотная кислота,
смесь азотной и серной кислот, смесь азотной и уксусной кислот, смесь
нитратов с серной кислотой и др.).
Процесс нитрования бензола, толуола, нафталина и их хлор-,
амино-, окси- и сульфопроизводных очень широко применяют в
химико-фармацевтической промышленности. При нитровании обра-
зуются смеси моно-, ди- и тринитросоединений по схеме
RHX + ZHNO3 -+ R(N02)x + xH20
Нитрование — типичная реакция электрофильного замещения
67
ионом нитрония. В отличие от реакции сульфирования она необрати-
ма:
Нитросоединения либо сами являются лекарственными веществами
(левомицетин, фурацилин и др.), либо представляют собой промежу-
точные продукты синтеза аминосоединений.
Реакция галогенирования. Введение галогена (На12 — F2, С12, Вг2,
12) в молекулу органического соединения, или галогенирование, —
одна из очень распространенных реакций в синтезе промежуточных
продуктов. В зависимости от природы исходных веществ и условий
выполнения реакция галогенирования может протекать либо как
реакция замещения атома водорода, либо как реакция присоединения.
Наряду с моногалогенидами в реакциях замещения образуются ди-
и тригалогензамещенные по схеме
RH^ 4- zHal2 —► ИНаТя 4- Hfflal
а в реакции присоединения
Прямое фторирование обычно не используют из-за технологических
трудностей. Чаще всего промежуточными продуктами синтеза лекарст-
венных препаратов являются хлорпроизводные. Бромирование и
иодирование используют реже.
Процесс галогенирования в зависимости от условий реакции проте-
кает различно. Так, например, хлорирование в ароматическом ядре в
присутствии катализатора (солей железа) протекает по типу электро-
фильного замещения:
нос1 —2^—» но*—ci —► н2о + ci*
н
68
Если в отсутствие катализаторов под влиянием ультрафиолетового
облучения подвергнуть хлорированию арилароматические соединения,
то происходит хлорирование боковой цепи. Замещения водорода' в
ароматическом ядре при этом не происходит. В зависимости от усло-
вий выполнения галогенирование идет по схеме
СС13
толуол бензилхлорид бенз альхлорид бензотрихлорид
Хлорирование алифатических спиртов — важный этап синтеза
алифатических, ароматических и гетероциклических противоопухоле-
вых лекарственных препаратов, содержащих в молекуле бис—(//-хлор-
этил)-аминную группу:
CH2CH20H SOC12 СН2СН2С1
тионилхлорид п
\' ---------£--4 £---РК
''чСН2СН20Н 'ХСН2СН2С1
Реакции конденсации. Карбонильные соединения (альдегиды и
кетоны) являются исходными и промежуточными продуктами синтеза
многих лекарственных веществ. Используют различные реакции
карбонильных соединений, но особенно широко — реакции конденса-
ции. К этой же группе следует отнести реакции конденсации карбоно-
вые кислот, являющихся продуктами окисления альдегидов. Реакции
конденсации представляют собой одну из разновидностей реакций
замещения. Процесс конденсации сопровождается отщеплением моле-
кулы воды или спирта.
Первичные амины конденсируются с альдегидами в основа-
ния Шиффа (азометины):
R—К1Г^2> R-CH=N-<i
\u -H2U
Процесс конденсации происходит при взаимодействии формальде-
Гида с гидразинами и гидразидами:
69
2R—NH—NH2 + H(K -Tr-yr* r-nh-nh-ch2-nh-nh~r
Xh-h2o
Кетоны содержат карбонильную группу ^С=0. Они образуют
продукты конденсации с гидроксиламином, гидразинами, семикарба-
зидом, тиосемикарбазидом. Общая схема этих реакций:
Гидроксиламин с кетонами образует оксимы:
'NbO + H2N-0H —♦ 44)=N-0H + Н20
Гидразины дают соответствующие гидразоны:
'NbO + H2N—NH—R —► 'XC=N-NH-R + Н20
Семикарбазид и тиосемикарбазид конденсируются с альдегидами,
образуя семикарбазоны и тиосемикарбазоны:
0(S)
R II
^С=0 + H2N-NH-C-NH2
0(S)
к II
—► x!=N—NH—C-NH2
Классическим примером реакции конденсации альдегидов является
синтез гексаметилентетрамина из формальдегида и аммиака.
Продукты окисления альдегидов — органические кислоты — обра-
зуют различные производные с аминосоединениями. Так, например,
взаимодействуя с ди алкил амином, ароматические и гетероциклические
монокарбоновые кислоты образуют ди ал кил амиды:
>1
Юг
XR1
РОС13
+ R—(г Ri+H20
Реакцию амидирования сульфохлоридов используют в синтезе
амидов сульфокислот, сульфаниламидов, алкилуреидов сульфокислот
и др. Процесс происходит под действием аминопроизводного по общей
схеме
Органические кислоты (их эфиры, ангидриды), взаимодействуя с
гйдразином, образуют гидразиды:
h2n-nh2
Хон 4120 '4nh-nh2
Амидирование лежит в основе синтеза из мочевины ациклических и
циклических уреидов. Ациклические уреиды получают из бромангид-
рида алифатической кислоты:
И-СН2-С
О
Конденсацию мочевины с малоновой кислотой (или ее эфирами)
используют для синтеза производных барбитуровой кислоты, являю-
щихся циклическими уреидами:
НООС Ri
+ НООС^ X'R2 -2Н2°
Эту схему синтеза следует рассматривать как один из вариантов
Получения производных пиримидина, к числу которых относятся
барбитураты.
Реакции нейтрализации. Нейтрализация —- один из распространен-
ных химических процессов, широко применяемых для синтеза лекарст-
венных веществ. Соли алифатических, ароматических и гетероцикли-
71
ческих кислот получают используя процесс нейтрализации гидрокси-
дами или карбонатами щелочных (щелочно-земельных) металлов,
взятых в эквивалентных количествах, по общей схеме
R—СООН + NaOH —► R-COONa + Н20
2R—CD0H + Na2C03 —♦ 2R-CDDNa + C02J + Н20
Многочисленные лекарственные препараты из числа органических
оснований, содержащих третичный атом азота, применяют в виде
солей неорганических (гидрохлориды, гидробромиды, гидроиодиды,
фосфаты) и органических (бензоаты, салицилаты, лактаты, гидро-
тартраты) кислот. Получают эти соли нейтрализацией органических
оснований, например соляной кислотой:
R-FK + НС1
Л
R-PK
•НС1
где R — алифатический, ароматический или гетероциклический
радикал; Ri и R2 — алифатические радикалы.
3.3.2. Реакции превращения заместителей
Реакции присоединения и элиминирования (отщепления). Присое-
динение — процесс взаимодействия непредельных соединений с други-
ми элементами и веществами, в результате которого происходит
разрыв непредельных связей с одновременным присоединением соот-
ветствующих заместителей:
НС^СН + НС1 —> СН2=СНС1
R-CH=CH2 + Вг2 —> R—CHBr—СН2Вг
Реакции присоединения присущи карбонильным соединениям. При
обработке альдегидов концентрированным водным раствором гидро-
сульфита натрия образуются гидросульфитные соединения (производ-
ные оксиметиленсульфоната натрия):
R-tK + NaHS03 —> R—CH—S03Na
I
он
72
Наличие в молекуле такого радикала позволяет улучшить раство-
римость лекарственного вещества.
К этой же группе реакций можно отнести процесс гидратации —
присоединение воды. При присоединении к альдегидам молекулы
воды образуются гидраты (1,1-диолы):
.он
R-C^ R—СН
-Н20 ЧШ
Элиминирование — процесс, обратный присоединению. Он происхо-
дит, например, при образовании непредельных соединений:
R-CH2-CH2-0H —> R-CH=CH2 + Н20
R—CH=CH—Br —♦ R—С=СН + НВ г
К реакциям элиминирования можно отнести дегидратацию (отщеп-
ление воды); декарбоксилирование (отщепление диоксида углерода):
R—СООН —> R4H + С02
декарбонилирование (отщепление монооксида углерода):
R—СО—СООН —> R—СООН + СО
Дегидрогалогенирование (отщепление галогеноводорода); дегалогени-
рование (отщепление галогена) и т.д.
Реакции оксидирования и аминирования. Процессы введения в
молекулу органического соединения окси- или аминогруппы называют
соответственно оксидированием и аминированием. Эти реакции проте-
кают по механизму нуклеофильного замещения.
Оксисоединения могут быть получены из хлорпроизводных:
1ТП-
R-X R—ОН
—А
В зависимости от структуры и свойств соединений можно различ-
ными способами превращать аминосоединения в оксисоединения (и
Наоборот) по общей схеме
R—NH2 ^=± R—ОН
73
Процесс превращения аминов в оксисоединения обычно выполняют
тремя способами: диазотированием аминогруппы и последующим
разложением диазосоединения: кислотным гидролизом амина; дейст-
вием на амин солей сернистой кислоты.
Аминирование галогеналканов RX осуществляют действием аммиа-
ка, первичных и вторичных аминов:
RX + NH3 —► RNH3X- ♦ R-^H2
—1NI14A
RX + Ar—NH2 -sf* Ar4NH-< » Ar-N^
—ПА —ПА
Реакции нитрозирования, диазотирования и превращения диазосо-
единений. Эта группа реакций широко применяется для получения
промежуточных продуктов синтеза лекарственных веществ. Реакции
нитрозирования и диазотирования происходят в кислой среде и
представляют собой процесс электрофильного замещения. Основной
стадией диазотирования является реакция нитрозирования. Общая
схема реакции диазотирования:
R-4VH2 + NaN02 4- 2НХ —► R-№N 4- NaX 4- 2H20
I
x-
где X — Cl, Br, HSO4, CIO4 и др.
Установлено, что процесс этот многостадийный. Последовательно
происходит вначале реакция образования азотистой кислоты, диссоци-
ирующей на ионы:
NaN02 + НХ —► NaX 4- HN02
HN02 H+ 4- N0-
B присутствии соляной кислоты далее реакция идет так:
HN02 + Н+ ?=± H2N02
нитро зацидий—катион
H2N02 4- Cl’ NOCI 4- H20
нитро зи л хлорид
74
Активность образующихся катионов значительно выше, чем у
азотистой кислоты.
Первичные ароматические амины реагируют с нитрозилхлоридом
по схеме
Cl-
Вторичные ароматические амины образуют в этих условиях N-
нитрозосоединение
4- NOC1 —► НС1 +
R
которое может изомеризоваться в п-нитрозосоединение:
Третичные амины сразу образуют п-нитрозосоединение.
Диазосоединения весьма реакционноспособны. Их строение и
свойства в растворах зависят от pH среды. Наиболее устойчивы они в
сильнокислой среде, так к.ак при этом образуются соли диазония.
Наименее стабильны растворы диазосоединений при pH 8—10.
При разложении диазосоединений в зависимости от условий вы-
полнения реакции может происходить процесс замещения диазониевой
группы гидроксилом, галогеном и другими нуклеофильными радика-
лами. Эти реакции протекают с отщеплением азота от катиона диазо-
ния:
R—N=N -г;-* R+-
-^2
н20 t
CH3OH
R—ОН + H+
R—ОСН3 + Н+
R—I
75
Реакции алкилирования и ацилирования. Алкилирование и ацили-
рование происходят по типу электрофильного замещения. Различают
два типа алкилирования (ацилирования). Один из них присущ углево-
дородам (С-алкилирование и С-ацилирование), другой — амино- и
оксисоединениям.
Алкилирование и ацилирование угле -
водородов. Ароматические соединения алкилируются галоген-
алканами или непредельными соединениями в избытке алкилируемого
бензола или’в безводном нитробензоле:
ОС2Н5Х
А1С13
+ НХ
сн2=сн2
А1С13 ‘
Алкилирующими агентами могут также служить спирты и их
сложные эфиры (с неорганическими и органическими кислотами).
Наличие в молекуле ароматического соединения заместителей
первого рода (—ОН, —СН3, —NH2 и др.) облегчает процесс алкилирова-
ния, например
СН3
м—крезол
тимол
Примером С-ацилирования является получение салициловой кисло-
ты. Реакционная способность ароматического ядра фенолятов позволя-
ет получать оксикислоты взаимодействием с диоксидом углерода
(реакция Кольбе — Шмидта). Процесс идет в автоклаве (180°С),
диоксид углерода вводят под давлением. Реакция проходит только с
безводным фенолятом натрия, так как в присутствии воды фенолят
полностью диссоциирует.
76
По современным представлениям, процесс карбоксилирования
фенолята натрия идет через стадию образования сг-комплекса:
Алкилирование и ацилирование амино- и
оксисоединений. Эти реакции происходят по типу электро-
фильного замещения атома водорода в амино- и оксисоединениях.
Для алкилирования аминосоединений пользуются различными
алкилирующими агентами. Чаще всего используют галоген алкилы,
особенно метилиодид (для метилирования):
NH ^-СН3 + HI
Алкилирующими агентами могут также служить диметилсульфат
или смесь формальдегида и муравьиной кислоты.
Галогеналкилы широко используют для получения солей четвер-
тичных аммониевых оснований:
+ >н3
R-N^-СНз I-
^СНз
Реакция ацилирования аминов или введение ацильных остатков
(формил-, ацетил-, бензоил-, алкоксикарбонил-) происходит по общей
схеме
X
R-NH2 4-
[Г
—► R4W-C^° + НХ
Особенно широко в химико-фармацевтической промышленности
используют реакцию ацетилирования ароматических аминов. Ее
выполняют обычно с помощью уксусного ангидрида (уксусной кисло-
ты):
Ar—NH2 + (СН3С0)20 —» Ar—NH—С0СН3 + СН3С00Н
77
Ацетилирование проводят для временной защиты аминогруппы, в
частности перед выполнением процессов сульфирования (сульфохлори-
рования), нитрования и др. Затем ацетильную группу удаляют гидро-
лизом в щелочной или в кислой среде:
Ar—NH—С0СН3 4- Н20 —> Ar—NH2 + СН3С00Н
Из ацилирующих агентов ароматического ряда используют произ-
водные бензойной кислоты. Ацилирование осуществляют с помощью
бензоилхлорида СбН5С0С1:
а-Ж2 4- СбН5СОС1 —► R-4VH-СОСбН5 4- НС1
Алкилирование оксигруппы в алифатических, ароматических и
гетероциклических соединениях R—ОН происходит по общей схеме
образования простых эфиров:
R—ОН 4- HORi —> R—0-4L1 4- Н20
Так получают метокси-, этокси- и другие алкилпроизводные. Этот
процесс можно осуществить, используя не только оксипроизводные, но
и галогенуглеводороды:
МСН’ + НС1
Ацилирование оксигруппы, содержащейся в структуре как алифа-
тических, так и ароматических соединений, осуществляют, используя
в качестве ацилирующих агентов кислоты, ангидриды и хлорангидри-
ды кислот. При ацилировании кислотой выделяющуюся воду связыва-
ют трихлоридом фосфора (III) РС13 или трихлоррксидом фосфора (V)
Р0С13.
Процесс ацетилирования спиртов и фенолов лежит в основе получе-
ния сложных эфиров уксусной кислоты:
R-0H 4- (СН3С0)20 —> R—О—С—СН3 4- СН3С00Н
Реакции этерификации и гидролиза эфи-
ров. Своеобразной разновидностью химического процесса алкилиро-
вания и ацилирования оксисоединений являются реакции получения
простых и сложных эфиров.
78
Синтез простых эфиров осуществляют этерификацией двух молекул
спиртов в присутствии водоотнимающих средств (концентрированная
серная кислота и др.):
R—ОН 4- HORi —♦ R-O-4U 4- Н20
Исходными продуктами синтеза простых эфиров могут служить
также спирты и галогеналкилы:
R-0H 4- C1-R! —♦ R—0—Ri 4- НС1
Сложные эфиры получают взаимодействием спиртов с неорганичес-
кими кислотами:
R—ОН 4- HN02 R—О—N=0 4- Н20
R—ОН 4- HN03 R4MW2 4- Н20
R—ОН 4- H2S04 R—О—S02—ОН 4- Н20
Одним из наиболее распространенных методов получения сложных
эфиров является прямая этерификация свободных кислот (алкоголиз
карбоновых кислот) спиртами или фенолами:
R1—ОН 4- R-C^ R-4T 4- Н20
Процесс является обратимым. Это открывает широкие возможности
для получения промежуточных продуктов синтеза с ’’закрытой” окси-
или карбоксигруппой. После проведения необходимых преобразований
в других функциональных группах молекулы вещество гидролизуют.
Этерификация ускоряется в присутствии сильных кислот (серной
кислоты, безводного хлороводорода, сульфокислот). Такие кислоты,
как муравьиная, щавелевая, пировиноградная, реагируют со спиртами
и без катализаторов. Для этерификации могут быть использованы
также ангидриды и хлорангидриды кислот (по общему принципу
ацилирования оксигруппы):
Ri—ОН 4- R—Cq ?=± R14J-C-R 4- НС1
79
Ri-OH +
По этому же принципу осуществляют синтез уретанов из спиртов и
карбомоилхлорида:
R-ЮН + Cl—С—NH2 —► R—-О—С—NH2 + НС1
II II
О О
Иногда (например, в производстве новокаина) используют реакцию
переэтерификации. Последняя представляет собой процесс превраще-
ния одного сложного эфира в другой.
3.3.3. Реакции восстановления и окисления
Применяемые в химико-фармацевтической промышленности методы
окисления и восстановления классифицируют на химические, катали-
тические, электролитические, биохимические и микробиологические.
Реакции восстановления. Процесс восстановления используют для
гидрирования непредельных и ароматических соединений, восстанов-
ления нитро- и нитрозосоединений до аминосоединений и т.д. В
качестве восстановителей чаще всего применяют металлы и их соли.
Существуют различные способы восстановления, основанные на ис-
пользовании натрия: с применением амальгамы натрия; натрия в
сочетании со спиртом; раствора натрия в жидком аммиаке. В основе
процесса восстановления амальгамой натрия лежит ионный механизм,
происходящий по схеме
r R2- RH- JL» Rh2
Восстановление цинком можно проводить как в кислой, так и в
щелочной среде. Роль восстановителя выполняет в этом процессе
выделяющийся водород.
Распространен в промышленности способ восстановления железом.
Все более широкое применение находит каталитический метод
гидрирования органических соединений водородом в присутствии
катализаторов. Метод отличается быстротой и простотой выполнения,
80
высокой степенью чистоты получаемых продуктов. Наиболее часто
используют платину, палладий, скелетный никелевый катализатор.
При каталитическом гидрировании альдегидов образуются первичные
спирты, а кетонов — вторичные спирты:
Общая схема каталитического гидрирования, например нитросое-
динений до соответствующих аминов, очень проста:
R-4VO2 4- ЗН2 —► МН2 4- 2Н20
Аналогично гидрируются нитрозосоединения:
R—NO 4- 2Н2 —► R—NH2 4- Н20
Гидрированием ароматических соединений получают алицикличес-
кие:
В последние годы все шире используют электрокаталитический
метод гидрирования. Преимущества этого метода заключаются в высо-
кой скорости по сравнению с химическим гидрированием. Процесс
восстановления протекает на катодах, активированных катализаторами
гидрирования. Электрокаталитические методы используются для
восстановления третичных ацетиленовых спиртов до виниловых и
предельных спиртов (синтез изопренов, витаминов), предельных й
непредельных кетонов до спиртов или аминов (синтез витаминов А, Е),
для превращения нитрилов в амины (синтез папаверина). В синтезе
алкалоидов применяют электрокаталитическое восстановление
81
пиридинового цикла, а при получении анестезина и других первичных
ароматических аминов гидрируют нитропроизводные до аминов.
Реакции окисления. В качестве окислителя обычно используют
кислород. Очень дешевым его источником является воздух. Процесс
окисления в этом случае идет в присутствии катализатора. Окислите-
лями могут служить также богатые кислородом соединения: дихромат
калия, диоксид марганца, перманганат калия, пероксид водорода,
азотная кислота и др.
Процесс окисления нельзя представить в виде единой схемы, так
как течение и результат реакции зависят в каждом отдельном случае
от условий ее проведения и природы реагентов.
Важное значение процесс окисления имеет для получения кислот
из соответствующих ароматических или гетероциклических алкилпро-
изводных по схеме
R—СН3 R-C00H
В качестве окислителя в данном случае используют дихромат калия
или перманганат калия. Этот способ широко применяют для получе-
ния соединений, содержащих в молекуле карбоксильную группу
(бензойная, никотиновая, изоникотиновая кислоты и др.).
Окисление алифатических спиртов ведет к образованию альдеги-
дов:
r-ch2oh Ж r-чк
Альдегиды в свою очередь окисляются до кислот:
R-C^ Ж R-C^
ni ^он
Этот процесс может быть осуществлен электрохимическим путем.
Сущность биохимического окисления заключается в использовании
изолированных органов животных. Так, например, получают 11~юксис-
тероиды, пропуская через изолированные надпочечники или их
гомогенаты раствор соответствующего стероида.
Для микробиологического окисления стероидных соединений
(например, прогестерона в положении И) используют микроорганизмы
82
некоторых видов Rhizopus. Такого типа окисление отличается от
биохимического сравнительно более простой технологией выделения,
очистки и значительным выходом (30—60%) конечного продукта.
3.4. ПОЛУЧЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ БИОТЕХНОЛОГИИ
3.4.1. Общие представления о биотехнологии
и ее основные отрасли
Одним из перспективных путей получения лекарственных веществ
является биотехнология с использованием методов генной инженерии.
Ее основу составляют генетические ресурсы, заложенные в клетках
растений, животных и микроорганизмов. Современный уровень разви-
тия химии, биологии и других наук позволяет изменять молекулы,
входящие в состав биологических систем, и создавать варианты
растений, животных, бактерий, которые не могли появиться в процессе
естественной эволюции.
Биотехнология — это технология получения различных
продуктов из живых клеток различного происхождения.
Успешное развитие биологии значительно обогатило такие направ-
ления биотехнологии, как техническая биохимия, микробиология, и
привело к возникновению принципиально новых, перспективных
направлений — генетической и клеточной инженерии. Развитие этих
направлений создает возможности овладения биологическими процес-
сами. Объектами биотехнологии являются культивируемые ткани и
клетки животных и растений (высших организмов), а также микро-
организмы, созданные методами генной инженерии, т.е. путем переноса
генетического материала от одних организмов к другим, в том числе и
от высших к одноклеточным.
Понятие ’’клеточная инженерия” включает использование либо
самих культивируемых клеток, либо различных манипуляций с ними
для создания новых технологий.
Клеточное конструирование осуществляют гибридизацией или
введением в них чужеродного генетического материала (клеточных
органелл, бактерий). Результатом клеточного конструирования являет-
ся улучшение клеток-продуцентов в культуре или получение клеточ-
ных систем с новыми свойствами, а в случае растительных клеток —
получение растений с новыми свойствами.
Биотехнология обеспечивает самые прогрессивные методы получе-
ния новых лекарственных веществ. Начиная со второй половины 70-х
годов в нашей стране и за рубежом, особенно в США, Японии, ФРГ,
83
создана отрасль биотехнологии, обеспечивающая получение лекарст-
венных веществ на основе использования генной инженерии. С по-
мощью генной инженерии были разработаны новые штаммы микро-
организмов, позволившие получить гормональные вещества, осущест-
вить микробиологический синтез инсулина, интерферона и других
ценных веществ, синтезируемых только организмом человека.
Чрезвычайно важно, что в качестве источников сырья для биотех-
нологии все шире используются непищевые растительные ресурсы и
отходы сельского хозяйства, нишевой промышленности. Это позволяет
превратить биотехнологию в безотходное производство. Сравнительная
оценка продолжительности традиционных и биотехнологических
методик убедительно 1юдверждает преимущества последних.
Наибольший интерес для фармации представляют такие отрасли
биотехнологии, как производство вторичных метаболитов, протеиновая
технология, получение моноклониальных антител, инженерная энзимо-
логия.
Традиционная методика получения лекарственных веществ путем
выращивания растений на опытном поле требует длительного времени
(1—6 мес.). Более экономично использование биотехнологической
методики, основанной на выращивании каллусных и меристемных
клеточных культур (7-11 дней). При получении биологически актив-
ных веществ из животных тканей традиционный способ разведения
животных требует 1—9 мес., выращивание культуры клеток ткани на
твердой фазе — 7—10 дней. Меньше всего времени, всего 1—3 дня,
требуется для получения биологически активных веществ путем
культивирования микроорганизмов, так как они растут быстрее клеток
растений и животных и требуют простых питательных сред.
Сущность протеиновой технологии заключается в применении
генетически измененных микроорганизмов. Это позволяет значительно
снизить стоимость дорогостоящих лекарственных веществ, например
таких, как инсулин или интерферон, требующих для производства
дефицитного природного сырья.
Так, наиболее продуктивными для получения интерферона являют-
ся дрожжевые клетки. Введение в них чужого гена осуществляют с
помощью вектора, которым служат мини-хромосомы (плазмиды), со-
держащиеся во многих бактериях и состоящие из маленьких кольце-
вых молекул ДНК. Технология введения гена состоит в его выделении
из бактерии, создании рекомбинантных ДНК, встройки их в микроб-
ную или животную клетку — реципиент, которая приобретает новое
свойство — продуцировать заданный белок.
Получение моноклониальных антител — метод иммунной биотехно-
логии. Он основан на создании гибридом, продуцирующих моно-
84
клониальные антитела ко многим антигенам бактерий, вирусов, живот-
ных и растительных клеток. Метод позволяет получать чистые фер-
менты и белки.
Технология получения лимфоцитарных гибрид6м включает такие
этапы, как получение миеломной линии, селезеночных клеток от им-
мунизированного организма, создание в культуре условий для слияния
хотя бы некоторых клеток одной и другой популяции, выделение и
выращивание слившихся клеток, дезинтеграцию клеток, выделение и
очистку белка или фермента.
Важной составной частью современной биотехнологии является
инженерная энзимология. Одно из ее достижений — создание иммо-
билизованных ферментов *— нового типа биокатализа-
торов. В отличие от природных ферментов они обладают термоста-
бильностью, работают в широком интервале pH, могут использоваться
многократно, легко отделяются от продуктов реакции. В химико-фар-
мацевтической промышленности иммобилизованные ферменты исполь-
зуются для разделения рацемических смесей аминокислот, биосинтеза
ряда природных веществ и их полусинтетических аналогов, в частнос-
ти 6-аминопенициллановой (6-АПК) и 7-аминодезацетоксицефалоспо-
рановой кислот и др.
Наряду с выполнением функции активных биокатализаторов им-
мобилизованные ферменты перспективны в создании новых лекарст-
венных форм орального, ректального, трансдермального и других
путей введения лекарственных веществ.
3.4.2. Использование биотехнологии
в химико-фармацевтической промышленности
Развитие биотехнологии, широкое внедрение микробиологических
методов в различные отрасли промышленности явилось стимулом для
их использования в производстве ряда лекарственных веществ.
Большинство органических кислот получают химическими метода-
ми из продуктов переработки нефти и сухой перегонки древесины.
Однако, когда кислота используется для пищевых или медицинских
целей или синтез ее является сложным, целесообразно использовать
микробиологические методы. Сейчас лимонную, глюконовую, кетогу-
лоновую и итаконовую кислоты получают только микробиологическим
путем, а молочную и уксусную — как химическим, так и микробиоло-
гическим методами. Многие из этих кислот либо сами являются ле-
карственными веществами, либо используются в качестве исходных
продуктов их синтеза или получения солей. Основным сырьем для
производства органических кислот ранее служили углеводы (глюкоза,
85
сахароза, крахмал). Начиная с 60-х годов для этой цели все шире
используется непищевое сырье — нормальные парафины нефти в соче-
тании со специально селекционированными штаммами дрожжей.
Микроорганизмы являются также продуцентами аминокислот,
используемых в медицинской практике, или как полупродукты синтеза
лекарственных веществ. Производство аминокислот в настоящее время-—
широко развитая отрасль биотехнологии. В нашей стране широко
развито промышленное производство триптофана, лизина, лейцина,
изолейцина, пролина и других аминокислот. Технология производства
основана на управляемом процессе ферментации с использованием
методов традиционной селекции. С этой целью предварительно произ-
водится отбор мутантов для создания штаммов — продуцентов той или
иной аминокислоты. Такие штаммы являются активными проду-
центами аминокислот, в том числе применяемых в медицине.
При получении ряда лекарственных веществ используется микроби-
ологическая трансформация органических соединений, т.е. превраще-
ние одних органических соединений в другие, осуществляемое фермен-
тами микроорганизмов. Преимущество микробиологической трансфор-
мации по сравнению с органическим синтезом заключается в специ-
фичности действия ферментов и выполнении биосинтеза в ’’мягких”
условиях (в водной среде при температуре не выше 100°С), что значи-
тельно упрощает технологию. При этом существенно уменьшается
образование побочных продуктов и вредных отходов.
В настоящее время микробиологическая трансформация может
быть применена для превращений органических соединений с по-
мощью таких процессов, как окисление, восстановление, аминирова-
ние, декарбоксилирование, дезаминирование, гидролиз, метилирова-
ние, конденсация, этерификация, галогенирование, изомеризация,
расщепление на оптические антиподы, синтез нуклеотидов из пред-
шественников и др.
Установлена таксономическая специфичность ряда микробиологи-
ческих трансформаций. Так, например, гидроксилирование стероидов
происходит в присутствии ряда грибов, а восстановление стероидов —
мукобактерий. Окислению аминогруппы способствует наличие стрепто-
мицетов, а дезаминированию и восстановлению — дрожжи; окисление
различных углеводородов и расщепление ароматического кольца про-
исходит под влиянием псевдомонад, а гидроксилирование ароматичес-
кого ядра — в присутствии артробактерий и т.д.
В нашей стране микробиологическая трансформация широко ис-
пользуется при промышленном получении стероидных гормонов, в
частности преднизолона из гидрокортизона, преднизона из кортизона,
гидрокортизона из кортексолона и т.д. Применение микроорганизмов
86
в синтезе таких лекарственных веществ, как кортизон, гидрокортизон
и др., позволило во много раз снизить стоимость производства.
Ряд полисахаридов, используемых в медицине в качестве замените-
ля плазмы крови, также продуцируется микроорганизмами.
Ферменты, являясь сложными по химической структуре соединени-
ями, в большинстве случаев могут быть получены только на основе
микробиологического синтеза. Ферменты все шире применяются в
качестве лекарственных веществ.
Важной отраслью использования микроорганизмов является полу-
чение вакцин для медицинских целей.
Большие преимущества у биотехнологии алкалоидов на основа
микробиологического синтеза по сравнению с методами их получения
из растительного сырья. Зная биохимические особенности микроорга-
низмов-продуцентов и механизм биосинтеза алкалоидов, можно нап-
равленно управлять процессом микробиологического синтеза, который
к тому же не зависит от погодных условий и может быть максимально
автоматизирован. Методами селекции и генетики на основе диких
штаммов получают высокоактивные продуценты алкалоидов. Большой
интерес представляют, например, грибы и, в частности, аскомицеты
рода Claviceps, синтезирующие эргоалкалоиды.
Интенсивное развитие биотехнологии открывает новые перспективы
практического применения микроорганизмов для получения витами-
нов и коферментов, создает возможности для совершенствования
технического уровня этих производств, внедрения в практику процес-
сов управляемого непрерывного культивирования. Большие возможнос-
ти создает применение в биотехнологии витаминов таких источников
сырья, как углеводороды, низшие спирты и кислоты.
С помощью биотехнологии была решена проблема получения рибо-
флавина, широко применяемого в медицинской практике. Методы
генной инженерии позволяют в бациллах размножать гены, отвечаю-
щие за биосинтез рибофлавина. В результате проведенных исследова-
ний количество продуцируемого рибофлавина возросло в 4—5 тыс. раз.
Микроорганизмы служат продуцентами аскорбиновой кислоты (на
ряде этапов ее получения), /2-каротина, некоторых цитохромов и нук-
леотидов, тиамина, цианокобаламина и др.
Основную часть биотехнологической продукции занимают антибио-
тики, потребность в которых очень велика. При этом биотехнология
позволяет решить две проблемы: увеличить объем производства анти-
биотиков и вместе с тем уменьшить их отрицательное влияние на
организм. Решению этих проблем способствовало создание научным
коллективом ВНИИ антибиотиков под руководством акад. АМН
С.М.Навашина так называемых ’’ключевых соединений” для производ-
87
ства новых антибиотиков. Для этой цели из микроорганизмов выделе-
ны вещества, ускоряющие процессы образования антибиотиков. Поме-
щенные в специальные полимерные гранулы, они в течение длительно-
го времени позволяют получать новые антибиотики в промышленном
масштабе. Реакторы, в которых происходит этот процесс, отличаются
высокой производительностью, занимают мало места, отходов практи-
чески не дают. Полученное новое поколение антибиотиков имеет более
широкий спектр антимикробного действия. Они практически не вызы-
вают аллергических реакций.
3.5. ПОЛУЧЕНИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
ИЗ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО СЫРЬЯ
3.5.1. Общие методы выделения
биологически активных веществ
Основой для проведения исследований в области создания новых
лекарственных веществ из растений обычно являются сведения, имею-
щиеся в народной медицине, или другие предпосылки, позволяющие
считать, что в растении содержатся биологически активные вещества.
Во время проводимых учеными-фармакогностами экспедиций эти
растения собираются, оцениваются их запасы, территориальное рас-
пространение. Для создания лекарственных веществ нельзя использо-
вать редкие растения или те из них, которые вошли в ’’Красную кни-
гу” флоры РСФСР. Обязательным условием является наличие необхо-
димых ресурсов для исходного сырья. Если его в природе недостаточ-
но, то оно вводится в культуру, что также требует проведения необхо-
димых испытаний.
Для получения лекарственных средств перспективные растения
подвергают химическим исследованиям. При этом изучается процесс
накопления биологически активных веществ в зависимости от клима-
тических, возрастных, сезонных, суточных изменений. Это позволяет
выбирать оптимальные условия выращивания или заготовки дикорас-
тущего лекарственного растительного сырья. Затем осуществляют
разработку оптимальных условий выделения суммы и последующего
разделения биологически активных веществ.
Несмотря на создание новых технологических приемов и использо-
вание современных физико-химических методов, выделение биологи-
чески активных веществ из растительного и животного сырья, их
разделение и очистка представляют собой сложную задачу. Несмотря
на многообразие видов сырья, физических и химических свойств изв-
лекаемых соединений, процесс их выделения состоит в основном из
88
следующих стадий: измельчение исходного сырья, приведение его в
тесный контакт с растворителем, отделение экстракта от сырья, удале-
ние и регенерация растворителя из экстракта и исходного сырья,
выделение и очистка биологически активного вещества.
Экстракция природных веществ из растительных или животных
тканей может быть осуществлена либо извлечением комплекса содер-
жащихся в них соединений с последующим разделением на отдельные
компоненты, либо последовательной экстракцией отдельных соедине-
ний или классов соединений. Обычно в растениях содержится нес-
колько биогенетически связанных соединений, сходных по химической
структуре и свойствам, что значительно усложняет задачу. Вот почему
чаще всего извлекается сумма биологически активных веществ с при-
месью сопутствующих природных соединений, содержащихся в исход-
ном сырье.
Из ранее не исследованного растительного или животного сырья
экстракцию последовательно проводят растворителями с повышаю-
щейся полярностью. Если объектом служат сухие ткани, то проводят
возгонку или перегонку с водяным паром с последующей экстракцией
следующими растворителями: петролейным эфиром, эфиром, хлоро-
формом, этанолом, водой (последовательно — холодной, теплой, под-
кисленной, подщелочной). В случае необходимости создают более
узкие интервалы pH водных растворов. Нередко из полученных вод-
ных извлечений биологически активные вещества экстрагируют раст-
ворителем, не смешивающимся с водой (эфиром, хлороформом). Затем
после отделения экстракта и отгонки растворителя получают выделяе-
мое вещество.
При выделении биологически активных веществ необходимо учиты-
вать возможность их разложения под влиянием растворителей, темпе-
ратуры, условий выполнения экстракции, а также воздействия фер-
ментов, содержащихся в растительном или животном сырье. Особенно
важно учитывать эти обстоятельства при проведении перекристаллиза-
ции, возгонки, различных видов перегонки. Поэтому для очистки
лабильных органических веществ обычно пользуются перегонкой в
вакууме при 13,33—19,99• 102 Па (10—15 мм рт.ст.) или высоком ваку-
уме при 1,33—0,133 Па (0/01—0,001 мм рт.ст.).
Главную массу растительного сырья составляют клетчатка, белки,
хлорофилл, смолы, слизи, дубильные и другие вещества. Поэтому
очень сложно отделить биологически активные природные соединения
от этих сопутствующих веществ. В химико-фармацевтической промыш-
ленности для этой цели пока еще широко используются различные
варианты экстракции (непрерывная, полунепрерывная, реэкстракция и
Др.). Применяют также более современные методы разделения, напри-
89
мер метод многократного фракционного экс -
трагирования, или метод противоточного экстрагирования, а
также электрофорез, диализ, позволяющие разделять
сложные смеси высокомолекулярных веществ.
Наряду с этими методами все шире используют различные вариан-
ты хроматографии. Для выделения, разделения и очистки от примесей
органических соединений пользуются колоночной и ио-
нообменной хроматографией.
Важным этапом получения антибиотиков, витаминов, ферментов и
других биологически активных веществ является процесс их выделе-
ния из культуральных жидкостей. С этой целью используют такие
традиционные методы, как экстракция органическими растворителями
и последующая сорбция на ионообменных смолах, активированном
угле, силикагеле, оксиде алюминия. Методы выделения и оптималь-
ные значения pH подбирают эмпирически. Недостатками указанных
методов являются возможная дезактивация биологически активных
веществ вследствие низкой их стабильности и недостаточная степень
очистки. Более перспективно использование для выделения метода
гельпроникающей хроматографии, позволяющего разделять смеси на
составляющие компоненты, различающиеся по молекулярной массе.
Химическая инертность используемых при этом неподвижной и под-
вижной фаз исключает возможность дезактивации выделяемых ве-
ществ. В случае необходимости хроматографический процесс разделе-
ния нестабильных веществ можно проводить в холодильной камере.
Выделенное новое соединение подвергают структурному химическо-
му исследованию, а затем изучают его фармакологическое действие.
3.5.2. Получение лекарственных веществ
методом культуры тканей высших растений
В нашей стране заготавливаются десятки тысяч тонн лекарствен-
ного растительного сырья, около 70% которого перерабатывается на
предприятиях медицинской промышленности. Однако потребность в
биологически активных веществах, содержащихся в растениях, с каж-
дым годом возрастает, а природные запасы лекарственных растений
снижаются вследствие интенсивной урбанизации, освоения новых
пахотных земель, сокращения лесных угодий и т.д.
Указанные обстоятельства потребовали изыскания новых путей
получения биологически активных веществ. Одним из них является
принципиально новый метод получения этих веществ, основанный на
использовании в качестве сырья изолированных тканей и клеток,
растущих на искусственных питательных средах. Доказано, что в этих
90
условиях растительные клетки способны синтезировать различные
биологически активные вещества подобно тому, как это происходит
при выращивании самого растения. Кроме того, клетки культуры
тканей могут быть использованы для биотрансформации ряда биоло-
гически активных соединений. Все это дает возможность разработки
технологии получения лекарственных веществ, обладающих различ-
ным фармакологическим действием.
Следует, однако, учесть, что в культурах клеток, как правило,
резко снижается способность к синтезу вторичных метаболитов в связи
с частичной потерей реализации генетической информации, относя-
щейся ко вторичному обмену. Поэтому необходимо создавать специфи-
ческие условия, в частности введение регуляторов роста, элементов
питания, биохимических мутантов, чтобы в клетках культур тканей
происходил направленный биосинтез.
Исследования в области культуры тканей и клеток различных
растений проводятся в последние десятилетия во многих странах,
особенно в США, Англии, Японии. Основные направления исследова-
ний — получение штаммов культур лекарственных растений и скри-
нинг выделяемых ими биологически активных соединений, получен-
ных в условиях культур тканей растений для выявления наиболее
эффективных лекарственных веществ.
Научные основы метода культуры тканей высших растений начали
разрабатываться в нашей стране в 1959 г. в Институте физиологии
растений АН СССР им. К.А.Тимирязева. Здесь ведутся исследования
культуры ткани мака снотворного — источника морфиновых алкалои-
дов. Учитывая сложность синтеза этой группы алкалоидов и ликвида-
цию посевов мака снотворного, культура его ткани остается единствен-
ным путем получения алкалоидов группы морфина.
Систематические исследования культуры ткани раувольфии змеи-
ной и жень-шеня проводятся в С.-Петербургском химико-фармацевти-
ческом институте. Разработана оригинальная технология выращивания
тканей. Активизируются работы в ВИЛР по культивированию тканей
таких лекарственных растений, как крестовник ромболистный, скопо-
лия гималайская, наперстянка шерстистая и красная, паслен дольча-
тый, диоскорея дельтовидная, стефания гладкая.
Производство биомассы культуры ткани раувольфии змеиной уже
осуществляется в опытно-промышленном масштабе на Харьковском
фармацевтическом заводе ’’Здоровье трудящимся”. Биомасса служит
источником получения обладающего противоаритмическим действием
алкалоида аймалина и других индолиновых алкалоидов. Экстракцию
алкалоидов можно производить как из высушенной (выход до 88%),
так и из сырой (до 80%) биомассы. Технология выделения алкалоидов
91
из биомассы мало отличается от их получения из растительного сы-
рья. Выделение индолиновых алкалоидов в виде оснований осуществ-
ляют из смоченного аммиаком сырья перколяцией метиленхлоридом
(хлористым метиленом). Отгонку последнего выполняют до получения
сухого остатка, который растворяют в водном растворе ортофосфорной
кислоты. Фосфорнокислый раствор подщелачивают 50%-ным
раствором гидроксида натрия до pH 5,0—5,3 и экстрагируют для уда-
ления слабых оснований хлороформом. Затем к водному раствору
добавляют 25% раствора аммиака до pH 8,0—8,5 и вновь экстрагируют
хлороформом. При этом выделяется технический аймалин с выходом
74,8%.
Конечно, культура растительных тканей не всегда может заменить
традиционные способы выращивания лекарственного сырья. В тех
случаях, когда сырьевая база может быть легко обеспечена за счет
гарантированных запасов дикорастущих видов в природе или в усло-
виях сельскохозяйственного производства, не имеет смысла заниматься
клеточной промышленной технологией. Однако несомненный интерес
такая технология представляет для эндемичных видов, многих тропи-
ческих и субтропических растений, выращивание которых в силу
климатических условий невозможно в нашей стране (строфант, пило-
карпус, физостигма, ипекакуана, чилибуха и др.).
3.6. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ УСТАНОВЛЕНИЯ СТРУКТУРЫ
ОРГАНИЧЕСКИХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Одним из важных этапов исследования биологически активных
синтетических или природных веществ является установление их
химической структуры. Процесс исследования синтезированного или
выделенного из растительного (животного) сырья вещества включает
несколько этапов.
3.6.1. Методы разделения и очистки
Исследование химической структуры начинают с получения гомо-
генного образца (высокой степени чистоты). Очистка от примесей
достигается путем разделения жидкой и твердой фаз, а также перегон-
кой, сублимацией (возгонкой, многократной перекристаллизацией
вещества из различных растворителей). Широко используют для раз-
деления и очистки различные виды хроматографии, электрофорез и
ионофорез, противоточное и полибуферное распределение, метод зон-
ной плавки.
Разделение жидкой и твердой фаз, основанное на различии массы
частиц, можно осуществить декантацией, фильтрованием и центрифу
гированием. Последнее отличается наибольшей быстротой и полнотой
92
разделения под действием центробежной силы. возникающей в резуль-
тате быстрого вращения.
Перегонка — способ, применяемый для очистки достаточно
летучих и неразлагающихся жидких и низкоплавких твердых веществ.
Термолабильные вещества перегоняю!' при пониженном давлении.
Снижение давления вдвое уменьшает температуру кипения, примерно
на 15°С. Достаточная степень разделения достигается в том случае,
если температуры кипения компонентов смеси различаются на
80—90 ° С.
Высокий эффект разделения достигается фракционной
перегонкой, осуществляемой в специальных колоннах по прин-
ципу противотока. Метод основан на о гл и тли состава жидкости от
состава образующегося из нее пара. Отогнанная фракция обогащается
более летучими, а неотогнанная — менее летучими (высококипящими)
компонентами.
Перегонкой с водяным и а ром разделяют вещест-
ва, кипящие при довольно высоких темш-ратурах Данный способ
основан на физическом законе, в соотвезсгвии с которым давление
пара над смесью жидкостей равно сумме парциальных давлений ком-
понентов. Поэтому температура кипения смеси ниже температуры
кипения самого легкокипящего компонента.
Сублимация (возгонка) основана на свойстве некото-
рых веществ при нагревании переходить в га юобразное состояние
минуя фазу плавления. При охлаждении пары вновь превращаются в
твердую фазу. Нестабильные вещества возгоняют в вакууме.
При проведении перекристаллизации используют
различие растворимости испытуемого вещества и содержащихся в нем
примесей. Другой способ перекристаллизации основан на зависимости
растворимости вещества и примесей от темнефату ры. Высокая степень
очистки достигается в том случае, когда растворимость вещества при
нагревании улучшается, а примеси в том же растворителе либо очень
мало растворимы (даже при нагревании) либо растворяются лучше,
чем очищаемое вещество.
Хроматографические методы — наиболее широко
применяемые методы очистки и разделения смесей природных ве-
ществ, в том числе близких по химической структуре.
Методы хроматографического анализа основаны на распределении
смеси веществ между подвижной и стационарной фазами до установ-
ления состояния равновесия. Распределение происходит вследствие
различия в растворимости или адсорбционной способности компонента
смеси. Для разделения и очистки веществ могут быть применены
различные виды хроматографии.
93
Одним из наиболее перспективных методов очистки и концентри-
рования биологически активных веществ является ультра-
фильтрация. С помощью этого метода растворы, содержащие
витамины, ферменты, могут быть очищены и сконцентрированы быст-
рее и качественнее, чем при использовании таких технологических
приемов, как выпаривание, вымораживание, сублимационная или
распылительная сушка, осаждение органическими растворителями или
солями и т.д. К тому же применение этих приемов может привести к
изменению структуры или физико-химических свойств биологически
активных соединений.
Зонная плавка, или зонная перекристаллизация, — один
из методов, позволяющих достигнуть высокой степени очистки вещест-
ва. Последняя достигается за счет различного распределения веществ
между соприкасающимися твердой и жидкой фазами. Примеси, содер-
жащиеся в расплаве, перемещаются, и одновременно происходит крис-
таллизация чистого вещества. Техника выполнения заключается в том,
что вещество помещают в специальную форму, которую со скоростью
0,5—0,001 см/ч пропускают через узкую нагреваемую зону. При этом
происходит постепенное перемещение расплава от одного конца формы
к другому. Метод может быть применен только к лекарственным пре-
паратам с низкой летучестью и высокой термостабильностью, т.е. не
разлагающимся при температуре плавления и не меняющимся при
нагревании. Зонную плавку нередко сочетают с криометри-
чески м методом. Он основан на установлении изменения
температуры кристаллизации в зависимости от суммарного количества
примесей (любой химической природы). Метод позволяет определять
очень небольшое количество примесей в широком интервале темпера-
тур (от —150 до 200 °C) и может быть использован для оценки степени
очистки.
Кроме зонной плавки для получения высокочистых лекарственных
веществ (стандартных образцов) может быть использован метод
направленной вакуумной сублимации. Он дает
возможность очистки веществ в тех случаях, когда дистилляция, экст-
ракция, ректификация неприменимы. Метод позволяет с высоким
выходом (70—90%) получать чистые вещества, в том числе из тех,
которые разлагаются при температуре плавления, легко окисляются,
имеют малую растворимость в обычных растворителях.
3.6.2. Установление физических свойств и элементного состава
После разделения и очистки устанавливают физические свойства
индивидуальных веществ: температуру плавления (разложения), темпе-
ратуру кипения, плотность, вязкость и т.д.
94
Характеристикой индивидуальных веществ являются такие конс-
танты, как показатель преломления, удельное вращение, УФ- и ИК-
спектр. Указанные свойства и константы не должны изменяться при
повторной очистке.
Определение физических и физико-химических констант выполня-
ется идентично как при исследовании новых органических соедине-
ний, так и при выполнении фармацевтического анализа лекарственных
веществ. Общие принципы физических и физико-химических методов
рассмотрены в гл.5.
После получения индивидуального вещества, гомогенность которого
подтверждена рассмотренными выше методами, устанавливают его
эмпирическую формулу и молекулярную массу.
Для установления эмпирической формулы проводят элемент-
ный анализ, основанный на обнаружении и количественном
определении углерода, водорода, кислорода, азота и других элементов
в органических соединениях.
Для одновременного обнаружения в органическом соединении
углерода, кислорода, азота в присутствии серы, галогенов (Hal) ис-
пользуют реакцию разложения с металлическим натрием. Элементы
превращаются в растворимые неорганические вещества:
Na
С, N, S, Hal Na2S, NaCN, NaNCS, NaHal
Количественное определение углерода и водоро-
да можно осуществить окислением испытуемого соединения при повы-
шенной температуре (сжигании) до образования СО2 и Н2О. В качест-
ве окислителя используют, например, кислород в присутствии катали-
заторов. Образовавшиеся СО2 и Н2О улавливают поглотителями, свя-
зывающими эти вещества. Анализ завершают газометрическим, грави-
метрическим или титриметрическим методом. Для определения азота в
основном используют два химических метода. Один из них метод
Дюма—Прегля, заключающийся в разложении и газометрическом
определении азота. Второй — метод Кьельдаля, широко применяемый
в фармацевтическом анализе азотсодержащих лекарственных веществ,
будет подробно рассмотрен ниже. Галогены и серу можно после сжига-
ния навески вещества в токе кислорода определять гравиметрическим
или титриметрическим методом.
В настоящее время для количественного определения углерода,
водорода, азота в органических соединениях применяют автоматичес-
кие анализаторы. В органическом анализе они используются для
установления брутто-формулы (подтверждения элементного состава) и
количественного определения установленного соединения в синтезиро-
ванном веществе.
95
Эффективным оказался опыт использования элементного анализа-
тора фирмы ”Кало Эрба” модели 1106 выпуска 1980 г. для автомати-
ческого анализа органических и фтор-, бор-, фосфор- и металлоргани-
ческих соединений. Действие прибора основано на динамическом
режиме разложения в атмосфере при 1065 °C с добавлением 10% кис-
лорода. Продукты окисления определяют с помощью детектора по
теплопроводности. На одно определение берется навеска около 1 мг.
В современных микроанализаторах при элементном определении
углерода и водорода после сжигания пробы в реакторе используют
газохроматографическое окончание испытания. Это позволяет умень-
шить массу пробы до нескольких миллиграммов и сократить продол-
жительность анализа до 30 с. Для определения азота и серы применя-
ют реакторы с колонками из меди, которая восстанавливает оксиды
азота или серы. Последующее разделение осуществляют хроматогра-
фически. Созданы микроанализаторы, позволяющие проводить однов-
ременное автоматическое определение всех четырех элементов (углеро-
да, водорода, азота и серы). Дальнейшая автоматизация анализа дос-
тигнута за счет использования электронных весов и ЭВМ для запоми-
нания массы пробы и обработки результатов хроматографических
данных.
Чтобы установить истинную брутто-формулу, нужно определить
молекулярную массу.
Определение молекулярной массы. В зависимости от свойств ис-
следуемого вещества для установления молекулярной массы пользуют-
ся такими физическими методами, как эбулиоскопический, криоско-
пический, изотермический, дистилляции, газометрический. Если ис-
следуемое соединение представляет собой кислоту или основание, то
используют также химические методы.
При эбулиоскопическом определении проводят изме-
рение разности температур кипения чистого растворителя и раствора
исследуемого вещества в том же растворителе.
Криоскопическое определение основано на изменении
температуры плавления растворителя, вызванном растворением в нем
исследуемого вещества.
Более широкую область применения имеет метод изотер -
мической дистилляции. Он заключается в установлении
равновесия молярных концентраций двух веществ в сообщающихся
сосудах перегонкой растворителя при определенной температуре.
Газометрический метод пригоден для определения
молекулярной массы у веществ, которые не разлагаются при переходе
в парообразное состояние.
96
Для определения молекулярной массы используют также виско-
зиметрию — наиболее простой и доступный метод, который
сочетают с применением ЭВМ для обработки результатов измерений.
Осмометрия — один из наиболее распространенных методов,
точность которого зависит от различных факторов, но прежде всего от
характеристик полупроницаемых мембран. Прямым методом определе-
ния молекулярной массы является измерение светорас -
с е я н и я, возможности которого значительно расширены за счет
использования лазерного излучения. Абсолютным методом, позволяю-
щим проводить определение молекулярной массы в широком диапазо-
не от 300 до 1 млн., является седиментационный ана-
лиз, выполняемый на основе аналитического ультрацентрифугирова-
ния.
Для установления структуры жидких органических веществ опре-
деляют молярный объем, представляющий собой отношение
молярной массы к плотности жидкости при температуре кипения.
Аддитивную величину для жидкостей представляет также свойство,
называемое парахором. Рассчитывают парахор с помощью
коэффициента поверхностного натяжения жидкости и плотности ее
паров. Известны значения атомных парахоров элементов (углерода,
водорода, азота, кислорода, фосфора, серы, галогенов); парахоров
двойной, тройной связи, а также парахоров трех-, четырех-, пяти- и
шестичленных циклов.
В последние годы вместо элементного анализа или в сочетании с
ним все шире используют методы изотопного а н а л и -
з а. Они основаны на сжигании смеси исследуемого и меченого ве-
ществ. Меченое вещество содержит тяжелый изотоп анализируемого
элемента. Практически для определения в исследуемом соединении
углерода, например 13С или 14С, его превращают соответственно в 13С(>2
и 14СЙ2 сжиганием. Затем соотношение изотопов .определяют методом
ИК-спектроскопии, масс-спектрометрии и др. Аналогично поступают
при определении водорода и кислорода.
Можно использовать также радиоактивные изотопы. Разрушение
вещества проводят таким же образом, как и при использовании ста-
бильных изотопов, а радиоактивность устанавливают с помощью счет-
чика Гейгера — Мюллера, ионизационной камеры или сцинтилляцион-
ных детекторов.
3.6.3. Методы, применяемые для установления
химической структуры
Соединение, синтезированное или выделенное из растительного, а
также из животного сырья, может либо оказаться идентичным описан-
4-29 97
ным ранее веществам, либо быть неизвестным по химическому строе-
нию. Поэтому исследование начинают с идентификации соединения,
применяя для этой цели различные химические и физико-химические
методы. Обычно после изучения физических констант, брутто-форму-
лы, молекулярной массы устанавливают наличие тех или иных функ-
циональных групп и сопоставляют полученные данные с описанными
соединениями, имеющими аналогичные параметры. Если соответствую-
щего соединения не окажется, то устанавливают структуру вещества.
3.6.3.1. Химические методы установления структуры
Химические методы пока не утратили своего значения для установ-
ления химической структуры органических веществ. Отрицательные
результаты химических реакций достоверно подтверждают отсутствие
тех или иных функциональных групп. Кроме того, точность химичес-
ких методов вполне достаточна для выяснения числа одинаковых
функциональных групп, содержащихся в исследуемом соединении.
В функциональном анализе используют способы количественного
определения подвижного водорода в группах —ОН, —SH, —СООН, —SO3H,
—C0NMR, —NHR, —С=СН; способы определения 0-, S-, N- и С-алкильных
групп; 0- и N-ацильных групп. Кроме того, химические методы позво-
ляют определять двойные связи, карбонильные группы, а также кар-
боновые кислоты, ангидриды, лактоны и сложные эфиры.
Для идентификации тех или иных функциональных групп могут
быть использованы и другие химические реакции (окисления — вос-
становления, нейтрализации, конденсации, присоединения, диазотиро-
вания, ацетилирования, этерификации и др.).
Для установления химической структуры большое значение имеет
реакция гидролиза. Особенно широко ею пользуются при исследова-
нии белков и полипептидов, образующих при гидролизе аминокис-
лоты. Реакцию гидролиза используют для определения химического
строения веществ, представляющих собой сложные эфиры, уретаны,
уреиды и т.д.
Таким образом, химические методы дают возможность осуществить
идентификацию и количественное определение ряда функциональных
групп в органическом соединении неизвестной структуры. Этим мето-
дам отводится вспомогательная роль в исследовании химической стру-
ктуры органических соединений.
3.6.3.2. Физико-химические методы установления химической структуры
Роль физико-химических методов в установлении химической стру-
ктуры непрерывно возрастает. Они не только сокращают время, необ-
98
ходимое для проведения исследования, но и дают по сравнению с
химическими методами принципиально новую информацию о структу-
ре и свойствах исследуемых соединений.
При установлении химической структуры органических соединений
важные сведения можно получить, изучая взаимодействие вещества с
электромагнитным излучением. Оно происходит в широком интервале
частот от радиоволн до 7-излучения ( длины волн от 100 до 10"11 см).
Электромагнитное излучение является следствием изменения энергии
молекул, которая определяется соотношением
ДЕ = Ек — Ен = hi/,
где ДЕ — изменение энергии системы; Ен — энергия системы в началь-
ном состоянии; Ек — энергия системы в конечном состоянии; h — пос-
тоянная Планка; v — частота излучения.
Если энергия конечного состояния (Ен) выше энергии начального
состояния (Ен), то происходит поглощение энергии, что соответствует
спектрам поглощения. И наоборот, если Ен > Ек, то
происходит излучение энергии, что соответствует спектрам
излучения.
Как правило, электромагнитное излучение характеризуют волновы-
ми параметрами, которые выражаются длиной волны Л (нм) или часто-
той колебания v (см’1). Они связаны между собой уравнением X = с/v,
где с — скорость света.
3.2. Электромагнитный спектр
Тип излучения Л, см
7-Излучение Рентгеновское Ультрафиолетовое и видимое Инфракрасное М икроволновое Радиоволны lO'H-iO'8 Ю'МО'6 Ю’МО'4 10'4-10’2 100
Электромагнитный спектр характеризуется различными типами
излучения. В табл. 3.2 указаны длины волны, при которых эти про-
цессы происходят.
Для структурных исследований наиболее широко используют абсо-
рбционные методы или методы, основанные на поглощении излучения
99
(спектроскопия в УФ-, видимой и ПК-областях, спектроскопия комби-
национного рассеивания); методы, основанные на использовании маг-
нитного поля (ЯМР-, ЭПР-, ЯКР-спектроскопия и масс-спектромет-
рия); методы, основанные на поглощении и дифракции рентгеновского
излучения.
Методы, основанные на поглощении излучения
(абсорбционные методы)
Спектроскопия в УФ- и видимой областях спектра. Метод основан
на использовании электронных спектров и поглощении в интервале
200—800 нм. Не поглощают в этой области алканы, спирты, эфиры и
амины алифатического ряда. В области 200—250 нм располагается
часть полосы поглощения ал кил хлоридов, предельных карбоновых
кислот и их производных. В области выше 200 нм имеют характерное
поглощение ароматические и алифатические соединения, содержащие
сопряженные связи, некоторые галогенопроизводные и соединения,
имеющие полосы п —► зг*-переходов. Если УФ-спектр имеет одну или
несколько полос поглощения при длине волны менее 300 нм, то соеди-
нение обычно содержит две или три сопряженные связи.
УФ-спектры в зависимости от наличия в молекуле той или иной
функциональной группы различаются не только расположением длины
волны максимума, но и интенсивностью поглощения (величина коэф-
фициента молярного поглощения). Наиболее интенсивные полосы
поглощения (Ige > 4) имеют в области более 200 нм соединения с со-
пряженными связями. В области 250—300 нм поглощают производные
бензола (Ige = 2 т 3). Наиболее низкую интенсивность (lge< 2) имеют
спектры поглощения соединений, включающих группы с п —► тг*-
переходами (С = 0, С = S, N02, NO, N = N, С = N).
Помимо спектрофотометрии в видимой (400—800 нм) и ультрафио-
летовой (200—400 нм) областях важную информацию для структурных
исследований может дать область вакуумной спектрофотометрии
(100-200 нм).
В табл. 3.3 приведены некоторые параметры спектров поглощения
во всех указанных областях.
3.3. Значения максимумов и интенсивность светопоглощения в
УФ-спектрах некоторых классов органических соединений
Класс соединений А , нм с
max
Алкены ~180 10 000
Диены-1,3 210-250 -14 000
100
Продолжение табл. 3.3
Класс соединений А , нм max €
Диины-1,3 225-235 -200
Енины-1,3 -210 -10 000
Аллены 175-185 -10 000
Нитрилы -340 -120
Н итрозосое динения f -210 -16 000
{270-280 -200
Диазосоединения -400 -3
Сульфоксиды 210-215 rd 600
Карбонильные сое- динения f 185-190 -1000
1 270-280 -20
При использовании УФ-спектроскопии для изучения химической
структуры проводят сравнение спектров исследуемых соединений со
спектрами веществ, имеющих установленное строение. Сравнивают
кривые светопоглощения, снятые в области 200—800 нм. В качестве
модельных подбирают соединения, имеющие аналогичные хромофоры
и сопряженные системы. Особенно важную информацию можно полу-
чить при установлении химической структуры соединений, имеющих
систему кратных связей. Например, в спектрах ^uc-соединений наблю-
дается более длинноволновая и менее интенсивная полоса поглощения,
чем у транс-соединений.
Более сложным является характер УФ-спектров поглощения арома-
тических систем. Бензол имеет две основные полосы поглощения (око-
ло 200 нм и в интервале 235—270 нм). Введение ауксохромных замести-
телей приводит к батохромному сдвигу обеих полос. Установлены
правила о влиянии других заместителей на характер и интенсивность
поглощения ароматических соединений.
Инфракрасная (ИК-) спектроскопия. Поглощение инфракрасного
излучения (10'4 — 10'3 см) вызывает изменения колебательных и от-
части вращательных состояний молекулы. Эти изменения находят
отражение в ИК-спектрах.
ИК-спектроскопия обеспечивает более широкую, чем УФ-спектры,
информацию о наличии тех или иных функциональных групп в моле-
куле, их связях. Она дает возможность судить о структуре вещества в
целом, а также об изменениях, происходящих в молекулах при таких
химических процессах, как растворение, диссоциация, сольволиз и др.
Поведение многоатомных молекул органических соединений в ИК-
101
спектрах характеризуется главным образом поглощением отдельных
групп, каждой из которых соответствуют определенные полосы погло-
щения. Остальная часть молекулы мало влияет на частоты поглоще-
ния. Поэтому разные по структуре вещества, имеющие одни и те же
функциональные группы, характеризуются наличием одинаковых
полос поглощения. Такие полосы поглощения называют харак-
теристическими или групповыми.
Различают также валентные колебания (обусловлен-
ные изменением длины связей) и деформационные ко-
лебания (зависящие от угла между связями).
Можно предварительно установить тип функциональной группы по
расположению характеристических пиков, разделив ИК-спектр в диа-
пазоне частот 3 600—400 см*1 на три области.
I. Диапазон частот 3600—2300 см*1 соответствует валентным колеба-
ниям групп 0-Я, N—Н, S-Я, Р—Я, С-Н.
II. В области частот 2300—1900 см*1 наблюдаются валентные коле-
бания тройных связей (С=С, C=N) и кумулированных двойных связей.
III. В интервале частот 1700—1400 см*1 расположены пики поглоще-
ния, относящиеся к валентным колебаниям двойных связей (С=С, С=0,
C=N, N=0), а также деформационные колебания N—Н.
Указанные три области наиболее широко используют для предва-
рительного установления соответствия пика поглощения ИК-спектра
той или иной функциональной группе.
В области менее 1400 см*1 находятся другие полосы валентных,
деформационных, комбинационных колебаний, характерных для раз-
личных групп. В этой области спектры наиболее сильно различаются.
При использовании ИК-спектров для структурных исследований
пользуются эмпирически установленными правилами. Суть их заклю-
чается в том, что каждая атомная группа характеризуется поглоще-
нием при определенной длине волны. Исходя из этого, по ИК-спектру
можно сделать заключение как об углеродном скелете, так и о нали-
чии в молекуле тех или иных функциональных групп. Волновые чис-
ла, соответствующие определенным типам колебаний и элементам
структуры, приведены в табл. 3.4.
3.4. Характеристические частоты в ИК-спектре
Частота коле- Тип колебаний Соединение или
баний, см*1 элемент структуры
3700-3300 Валентные колебания сво- Спирты, фенолы, карбоно-
бодных или ассоцииро- вые кислоты, амины, амиды
ванных NTI-или
102
Продолжение табл. 3.4
Частота коле-
баний, см’1
Тип колебаний
Соединение или
элемент структуры
ОН-групп
3305 Валентные колебания =С-Н Алкины
3100-3000 Валентные колебания =CdH Арены, алкены
3000-2800 Валентные колебания С41 Метильные или метилено- вые группы, алканы
2800-2700 Валентные колебания С-Н Альдегиды
2600-2550 Валентные колебания S-H Тиолы
2300-2100 Валентные колебания С=С или C=N Алкины, нитрилы
1800-1600 Валентные колебания С=0 Альдегиды, кегоны, карбо- новые кислоты и их произ- водные
1680-1500 Валентные колебания С=С Алкены, ароматические сое- динения
1600-1500 Валентные колебания N=0 Нитросоединения
1470^570 Деформационные колебания =С41и-С-Н Алкены, алканы, аромати- ческие соединения
1360-1030 Валентные колебания C-N Амины, амиды
1290-1050 Валентные колебания С-0 Спирты, простые и слож- ные эфиры
1335-1310 Валентные колебания S=0 Сульфоны
1000-700 Скелетные колебания С-С и деформационные колебания =с-н Углеводородный скелет
780-550 Валентные колебания С-Х Органические галогеносо-
держащие соединения
С достаточной уверенностью можно по характеристическим часто-
там ИК-спектров сделать заключение об отсутствии в исследуемом
соединении соответствующей группы. Делать заключение о наличии
той или иной функциональной группы можно только в том случае,
если в ИК-спектре обнаруживаются все характеристические для нее
полосы. Кроме того, следует параллельно подтвердить наличие этой
группы другим химическим или физико-химическим методом.
Спектры комбинационного рассеяния (СКР). Сущность комбина-
ционного рассеяния света заключается в следующем. Если облучать
103
вещество монохроматическим излучением (не находящимся в полосе
поглощения вещества), то происходит возбуждение молекулы на неус-
тойчивый уровень. При возвращении молекулы в первоначальное
состояние могут осуществляться переходы на колебательные подуров-
ни основного состояния. Этот вид рассеяния называют комбина-
ционным. Разность частот возбуждающего и рассеянного света
соответствует колебательным частотам данной молекулы.
Спектры КР из-за различия в природе с ИК-спектрами могут дать
дополнительную информацию. *Например, о полосах валентных колеба-
ний связей С=С и С=С. Последние в ИК-спектрах имеют очень малую
интенсивность, а в спектрах КР очень интенсивны.
Методы, основанные на использовании магнитною поля
Поглощение излучения радиоволн (более 100 см) вызывает измене-
ние энергетических состояний спинов ядер и электронов, связанных с
их энергетическими и магнитными свойствами. На этих процессах
основаны такие методы, как спектроскопия ядерно-магнитного резона-
нса (ЯМР), протонно-магнитного резонанса (ПМР), электронного
парамагнитного резонанса (ЭПР), ядерного квадрупольного резонанса
(ЯКР).
ЯМР-спектроскопия. Метод позволяет изучать магнитные переходы
ядер со спиновыми квантовыми числами больше нуля. В основе метода
ЯМР-спектроскопии лежит использование магнитных свойств ядер.
Кроме массы и заряда ядро атома имеет еще одну характеристику —
момент количества движения, обусловленный его
вращением (спином) вокруг оси. Поскольку ядро заряжено, его
спин приводит к круговому движению, поэтому ядро характеризуется
магнитным дипольным моментом, величину которого можно соответст-
вующим образом измерить.
С помощью приборов Я МР-спектро метров измеряют разность энер-
гии, которая поглощается при переходе ядра с нижнего энергетическо-
го уровня на верхний или выделяется при обратном переходе. Этот
процесс называют резонансным поглощением (резо-
нансным сигналом). Так как каждое атомное ядро окружено электро-
нами и другими ядрами, то внутреннее магнитное поле ослабляется в
разной степени (в зависимости от структурных особенностей молеку-
лы). Поэтому резонансный сигнал зависит от химического окружения
ядер и наблюдается при различных частотах в зависимости от струк-
турных особенностей молекулы.
Таким образом, ЯМР-спектроскопия основана на поглощении ве-
ществом, помещенным в сильное однородное магнитное поле, энергии
104
радиочастотного излучения. В ЯМР-спектрометрах измеряют зависи-
мость интенсивности сигнала от напряженности поля. Это позволяет
исследовать пространственное расположение ядер и выяснять природу
окружения атомов. Снимая ЯМР-спектр, устанавливают два основных
параметра: характер спин-спиновой связи между ядрами и Я MP-хи ми-
чес кий сдвиг (смещение сигнала ядерного резонанса под влиянием
электронного окружения). Сравнение этих параметров с известным
протонным сигналом различных типов соединений дает начальное
представление о структуре соединения, так как позволяет установить,
скольким протонам соответствует отдельный сигнал. С помощью ЯМР-
спектроскопии можно определить около 135 естественных изотопных
ядер (Ш, 2Н, 13С, 14N, 170, 31Р и др.). Чаще всего измерения выполняют
на протонах.
Величина химического сдвига представляет собой разность между
положением сигнала стандартного вещества и исследуемого соедине-
ния. Она зависит от частоты налагаемого электромагнитного поля и
выражается в герцах (Гц). В качестве стандарта обычно используют
тетраметилсилан, химический сдвиг которого принимают за 0 Гц.
Чтобы выразить химический сдвиг в величинах, не зависящих от
частоты налагаемого поля, найденное значение делят на рабочую
частоту, В результате получают безразмерную величину химического
сдвига, имеющую порядок 10'6 или млн'1 (миллионная доля).
ЯМР-спектр представляет собой совокупность пиков с различной
шириной, площадью и интенсивностью сигналов. Большое различие
ЯМР-спектров обусловлено разницей химических сдвигов сигналов,
различием в интенсивности этих сигналов и их расщеплением.
ЯМР-спектр является своеобразным отражением числа ядер, поря-
дка их связей и геометрии расположения ядер в молекуле исследуемо-
го соединения. По характеру протонных сигналов можно сделать зак-
лючение о наличии в молекуле тех или иных групп. Так, протонные
сигналы группы СНз, СНг и СН лежат в области химического сдвига от О
до 5 млн.’1; сигналы олефиновых протонов — от 5 до 7 млн.’1; сигналы
ароматических протонов — в интервале 7~9 млн."1; альдегидных прото-
нов — между 9 и 10 млн.’1 и т.д.
Острый сигнал называют синглетом, расщепленный надвое сигнал —
дублетом, сигнал, состоящий из трех линий, — триплетом, из четырех —
квадруплетом и т.д. На основе измерения сигналов и их расщепления
можно сделать заключение о длине связей, углах между связями в
молекуле, геометрии молекулы, ее электроотрицательности и т.д.
ЯМР-спектроскопия — один из наиболее тонких методов исследова-
ний. Он позволяет различать орто-, мета- и пара-изомеры, изучать
105
кето-енолъное равновесие, трео- и эритро-формы и решать другие
вопросы структурного анализа.
В структурном анализе используют спектры поглощения про-
тонномагнитного резонанса (ПМР). Спектр протон-
ного резонанса молекулы органического соединения состоит из многих
сигналов. Он позволяет распознавать типы водородных атомов в моле-
куле с неустановленной химической структурой, поскольку частота
резонанса водорода отличается не только в разных молекулах, но даже
в различных положениях одной и той же молекулы.
ПМР-спектроскопию используют для установления химической
структуры насыщенных и ненасыщенных углеводородов, ароматичес-
ких и других органических соединений. Метод позволяет исследовать
такие тонкие особенности химического строения, как различного типа
изомерии, таутомерные равновесия и т.д.
Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса (ЭПР).
Метод позволяет наблюдать поглощение электромагнитного излучения
неспаренными электронами молекулы вещества под воздействием
сильного внешнего магнитного поля. ЭПР проявляют атомы или ионы
с незаполненными внутренними электронными оболочками (например,
ионы переходных металлов); атомы и молекулы с нечетным числом
электронов (Н, N, NO, NO2 и др.); свободные радикалы с одним или
несколькими неспаренными электронами. ЭПР-спектры позволяют
получить информацию о структуре радикала и его окружения. Метод
применим для исследования веществ во всех агрегатных состояниях.
Спектроскопия ядерпого квадрупольпого резонанса (ЯКР). Метод
позволяет получать наряду с Я МР-с пек трос копией информацию о
состоянии связей, структуре кристаллов. Он основан на исследовании
переходов, происходящих между квадрупольными подуровнями, под
воздействием переменных высокочастотных полей. Квадрупольные
энергетические подуровни образуются у атомных ядер с ядерным
спином более {/2- Для этих ядер не характерно сферически-симмет-
ричное распределение заряда, поэтому они имеют квадрупольный
момент.
Масс-спектроскопия. Это один из наиболее перспективных методов,
который позволяет определять массу ионов, ионизированных молекул
или фрагментов молекул по отклонению в магнитных и электрических
полях или по кинетической энергии. Ионизация молекулы органичес-
кого соединения происходит в результате химической реакции между
молекулами и электронами. Ионизацию чаще всего осуществляют
действием пучка электронов. При этом молекула теряет электрон и
образует положительный ион-радикал или захватывает электрон и
106
образует отрицательный ан ион-радикал. Для изучения химической
структуры органических веществ чаще используется масс-спектромет-
рия положительных ионов. Образовавшийся положительный ион-ради-
к&л называют молекулярным ионом. При достаточной энергии элект-
ронного пучка происходит дальнейший распад молекулярного иона с
образованием положительных ионов и радикалов фрагментации (ионы-
радикалы и нейтральные молекулы). Следовательно, при ионизации
молекулы образуется большое число осколочных ионов. Появление
пика молекулярного иона в спектре наблюдается при энергии электро-
нов, соответствующей потенциалу ионизации исследуемого соединения
(обычно эта энергия составляет 8—15 эВ). При энергии электронов
около 70 эВ происходит не только образование молекулярного иона,
но и фрагментация. Интенсивность пика в масс-спектре пропорцио-
нальна числу образовавшихся ионов данного вида. При структурных
исследованиях находят корреляцию масс-спектра (состоящего из ли-
ний различных фрагментов) со строением молекул, введенных в источ-
ник ионов.
Масс-спектрометрия позволяет определять молекулярную массу
исследуемого соединения, его брутто-формулу и химическую структуру
молекулы.
Информацию о составе исследуемого соединения получают исходя
из величин массовых чисел, интенсивности пиков молекулярного иона
и изотопных пиков.
Изучая пики фрагментных ионов, устанавливают структуру соеди-
нения. Вероятность разрыва связи в молекулярном ионе и, следова-
тельно, интенсивность пика зависят от энергии связей. Разрыв
одинарных связей происходит легче, чем кратных; связи С—С
разрываются легче, чем связи С—И, и т.д. Фрагментация некоторых
соединений приводит к образованию таких нейтральных молекул, как
Н20, СО, С02, NH3, H2S, R—ОН и др. Относительная интенсивность пика
соответствующего фрагментного иона зависит от его собственной
устойчивости и стабильности образовавшегося одновременно с ним
радикала или нейтральной молекулы. Состав и массовые числа
характеристических ионов позволяют установить принадлежность
исследуемого соединения к определенному классу. Фрагменты с
большими массовыми числами, образующиеся при первичных
процессах распада молекулярного иона, дают важную информацию о
химическом строении. Разность между массовыми числами таких
фрагментов и молекулярных ионов позволяет сделать заключение о
составе фрагмента и классе соединений, претерпевающих его потерю
(табл.3.5).
107
3.5. Массовые числа и состав фрагментов, теряемых молекулярными ионами
Массовое число Состав фрагмента Соединения или группы, теряющие фрагменты
15 СН3 Метильная группа
16 nh2 Амины
17 ОН Спирты, карбоновые кислоты
17 NH3 Амины
18 Н20 Спирты, альдегиды
28 СО 0-содержащие гетеро-
циклы, фенолы
28 сн2=сн2 Углеводороды
29 с2н5 Этильные группы
29 сно Фенолы
30 сн2о Сложные эфиры
30 NO Нитросоединения (аро- матические)
31 СН30 Метиловые эфиры кис- лот
34 H2S Тиолы
43 СНзСО Ацетильные производ- ные
44 СНзСНО Алифатические альде- гиды
46 no2 Н итросоед инения
64 S02 Сульфоны
Возможную структурную формулу строят, используя каталоги масс-
спектров. Достоинством масс-спектрометрии являются широкая ин-
формативность и очень высокая чувствительность. Для получения
масс-спектра достаточно микрограммовых и даже нанограммовых
количеств вещества. Это позволяет использовать метод для
определения веществ в биологических средах, а также сочетать масс-
спектрометрию с различными видами хроматографии.
Методы, основанные на поглощении
и дифракции рентгеновского излучения
При поглощении или дифракции рентгеновского излучения
(10~8—10"6 см) происходит изменение энергетического состояния вну-
108
тренних электронов атома. Этот процесс лежит в основе рентгеновской
абсорбционной спектроскопии и рентгеновского дифракционного ана-
лиза.
Рентгеновская абсорбционная спектроскопия. Метод основан на
удалении электронов с внутренних орбиталей атомов. Его используют
для определения тяжелых атомов в матрице из легких атомов.
Рентгеновский дифракционный анализ. Этот метод позволяет с
высокой точностью анализировать кристаллические вещества. Он
основан на способности атомов индивидуальных химических веществ
при рентгеновском облучении образовывать характерные спектральные
пики дифракции. На фотопластинках, снятых в разных проекциях,
получают фотографию дифракционной картины, которая представлена
в виде мельчайших темных точек. Интенсивность почернения измеря-
ют микрофотометром. В результате получают карты, состоящие из
ряда контурных линий, по которым определяют положение атомов в
молекуле и молекул в кристалле.
Дифракция рентгеновского излучения позволила сделать заключе-
ние о химической структуре таких сложных природных соединений,
как молекулы инсулина, гемоглобина, дезоксирибонуклеиновой кисло-
ты и др.
3.6.4. Установление химической структуры вещества
Заключение о химическом строении вещества делается на основе
комплексного использования данных, полученных несколькими мето-
дами. Такой подход обеспечивает большую достоверность результатов
исследований.
Для установления молекулярной формулы используют элементный
и изотопный анализ и различные методы определения молекулярной
массы: физические (эбулиоскопия, криоскопия, газометрия, изотер-
мическая дистилляция) или физико-химические (масс-спектрометрия,
дифракция рентгеновского излучения).
Химические методы позволяют качественно и количественно опре-
делить подвижный водород, наличие двойных связей и ряда функцио-
нальных групп. Эти результаты затем подверждают ИК-спектроскопи-
ей, позволяющей сделать более объективное заключение о наличии
(или Отсутствии) тех или иных функциональных групп. УФ-спектрос-
копия дает возможность установить тип хромофора (если в молекуле
имеются ненасыщенные связи), подтвердить наличие цис-, транс- и
других видов изомерии. Характер и интенсивность УФ-спектров пог-
лощения дают информацию о том, к какому классу относится исследу-
емое соединение.
109
На основе исследования ЯМР-, ЭПР-, ЯКР-, масс-спектров и ре-
зультатов рентгеновского дифракционного анализа можно подтвердить
наличие взаимной связи функциональных групп и атомов в молекуле.
Спектр ЯМР позволяет установить распределение в молекуле атомов
водорода, а изучение фрагментации в масс-спектре — определить
положение гетероатомов и наличие атомных групп, претерпевающих
потерю фрагмента.
Химическую структуру можно считать уЪтановленной, если опреде-
лены вид, число атомов и соединяющих их химических связей, а
также доказано пространственное расположение атомных групп в моле-
куле (установлена конфигурация и конформация молекулы). Подтвер-
ждением установленной структуры является встречный химический
синтез исследуемого соединения, которое подвергают затем сравни-
тельной оценке с помощью тех же методов.
ГЛАВА 4
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ДОКУМЕНТЫ,
РЕГЛАМЕНТИРУЮЩИЕ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
4.1. СВЕДЕНИЯ О СТРУКТУРЕ ГОСУДАРСТВЕННОЙ СИСТЕМЫ
ПО КОНТРОЛЮ ЗА КАЧЕСТВОМ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
В СССР существовала система Государственного контроля качества
лекарственных средств, возглавляемая М3 СССР. Она была призвана
оценивать эффективность, безвредность и качество лекарственных
средств, их соответствие требованиям ГФ СССР и другой НТД. Эта
система включала два основных направления. Одно из них связано с
контролем вновь создаваемых лекарственных средств, а другое — с
контролем качества лекарств, выпускаемых предприятиями медицинс-
кой промышленности или изготавливаемых в аптеках.
Контроль за внедрением новых лекарственных средств осуществля-
ло Управление по внедрению новых лекарственных средств и изделий
медицинской техники, являвшееся органом М3 СССР. Одним из
важных направлений деятельности Управления была координация
работ в области создания лекарственных средств. Оно организовывало
клиническое изучение новых лекарственных средств, утверждало инст-
рукции по их применению, давало разрешение на производство, уста-
навливая при этом его объем и размещая заказы среди заводов-изгото-
вителей. В функции Управления входил пересмотр номенклатуры
лекарств, утверждение ГФ СССР и другой НТД. В его ведении нахо-
дились Фармакологический и Фармакопейный комитеты.
Вторым направлением в Государственной системе контроля за
качеством лекарств была систематическая проверка доброкачествен-
ности лекарств, изготавливаемых на химико-фармацевтических пред-
приятиях, фармацевтических фабриках и в аптеках. Это направление
в медицинской промышленности представлено службой отделов техни-
ческого контроля (ОТК) и контрольно-аналитическими лабораториями
химико-фармацевтических объединений и заводов. В п/о ’’Фармация”
(аптечных управлениях) эти функции осуществляют контрольно-ана-
литические лаборатории. Контрольно-аналитическая служба аптек
представлена аналитическими кабинетами (аналитическими столами).
Координировала и направляла деятельность указанных учреждений
Государственная инспекция по контролю за качеством лекарственных
средств и изделий медицинской техники при М3 СССР.
Правопреемником указанной системы Государственного контроля
качества лекарственных средств в Российской Федерации стало Ми-
нистерство здравоохранения (М3 РФ).
111
Во исполнение постановления Правительства Российской Федера-
ции от 26.12.91 г. № 68 ”0 неотложных мерах по обеспечению населе-
ния и учреждений здравоохранения РСФСР лекарственными средства-
ми в 1992 году и развитию фармацевтической промышленности в
1992—1995 годах” в апреле 1992 г. приказом М3 РФ № 123 было обра-
зовано Управление по стандартизации и контролю качества лекарст-
венных средств и медицинской техники. Функции этого Управления,
подведомственные ему органы, учреждения и положения о их деятель-
ности установлены приказом М3 РФ № 200 от 10 июля 1992 г. ”0
совершенствовании системы экспертизы, стандартизации, сертифика-
ции, регистрации и государственного контроля качества лекарствен-
ных, профилактических, диагностических средств и медицинской
техники”. В соответствии с этим приказом в ведении Управления
находятся Российский государственный центр экспертизы лекарст-
венных средств, Всероссийский научно-исследовательский и испыта-
тельный институт медицинской техники, Государственный научно-
исследовательский институт по стандартизации и контролю лекарст-
венных средств (ГНИИСКЛС), Бюро по регистрации новых лекарст-
венных средств и изделий медицинской техники, Всероссийский науч-
ный центр биологически активных веществ- Управление координирует
деятельность Фармакологического государственного комитета, Фарма-
копейного государственного комитета, Комитета по медицинским им-
мунобиологическим препаратам, Комитета по новой медицинской
технике.
В задачи Управления входят следующие вопросы: организация и
осуществление государственного контроля качества отечественных и
ввозимых из-за рубежа лекарственных препаратов, средств профилак-
тического и санитарно-гигиенического назначения, медицинской тех-
ники; определение направлений и организация научно-исследователь-
ских работ по совершенствованию методов контроля, стандартизации
в сертификации лекарственных препаратов; экспертиза проектов фар-
макопейных статей и технических условий на сырье, полупродукты,
предназначенные для производства лекарственных средств; организа-
ция издания Государственной фармакопеи.
Функциями Управления также являются систематический перес-
мотр и обновление номенклатуры всех указанных средств, разрешен-
ных к применению в медицинской практике, выдача сертификатов на
экспорт, ведение государственных реестров отечественных и зарубеж-
ных лекарственных средств и медицинских изделий, обобщение и
анализ информации по вопросам побочного действия лекарственных
средств и принятие мер по его устранению.
Фармакологический государственный комитет является экспертным
112
органом М3 РФ по вопросам, связанным с разрешением клинических
испытаний и применением в медицинской практике лекарственных,
диагностических и профилактических средств.
В составе Фармкомитета работают специализированные экспертные
комиссии по препаратам, применяемым в педиатрии, препаратам при-
родного происхождения и гомеопатическим средствам, рентгено-
контрастным препаратам, сердечно-сосудистым средствам, средствам,
применяемым в психиатрии и наркологии.
Президиум Фармкомитета обеспечивает решение вопросов, связан-
ных с экспертной оценкой специфической активности и безопасности
отечественных и зарубежных лекарственных средств, не имеющих
разрешения к медицинскому применению. Проводит экспертизу мате-
риалов и готовит предложения по результатам доклинического изуче-
ния лекарственных средств с целью решения вопроса о возможности и
целесообразности проведения их клинических испытаний. Разрешает
клинические испытания новых отечественных и зарубежных лекарст-
венных, профилактических и диагностических средств, не зарегистри-
рованных в Российской Федерации. Определяет объем и характер
клинических испытаний в соответствии с основными принципами G СР
(Good Clinical Practice), адаптированными к отечественным клини-
кам. Оценивает результаты клинических испытаний указанных средств
с целью решения вопроса о целесообразности их применения в меди-
цинской практике и регистрации. Изменяет показания к применению
разрешенных ранее препаратов. Проводит пересмотр номенклатуры
лекарственных, профилактических и диагностических средств для
исключения из Государственного реестра устаревших и малоэффектив-
ных препаратов или препаратов, дающих выраженные побочные эф-
фекты.
Фармакопейный государственный комитет М3 РФ является орга-
ном Государственной стандартизации лекарственных, диагностических
и профилактических средств. В его состав входят специализированные
экспертные комиссии: химическая, фармацевтическая, фармакологи-
ческая, микробиологическая, фитопрепаратов, антибиотиков, гормо-
нальных и ферментных препаратов, препаратов крови и кровезамени-
телей, радиофармацевтических препаратов, гомеопатических средств,
препаратов, получаемых генно-инженерными методами.
На Фармакопейный комитет возлагаются следующие функции:
подготовка к изданию Государственной фармакопеи Российской Феде-
рации; экспертиза и подготовка к утверждению ФС и ВФС на новые
лекарственные, профилактические и диагностические средства и ле-
карственное растительное сырье, рекомендованное Фармакологическим
комитетом М3 РФ для медицинского применения; систематический
113
пересмотр ФС и ВФС на указанные средства с целью повышения их
качества и усовершенствования методов контроля; экспертиза проектов
изменений и дополнений к ФС; составление списков сроков годности
на отечественные и зарубежные лекарственные, профилактические и
диагностические средства, разрешенные к применению в Российской
Федерации; экспертиза и подготовка заключений на проекты ГОСТов
на тару, упаковку и упаковочные материалы; экспертиза НТД на зару-
бежные лекарственные средства, разрешенные к применению в Рос-
сийской Федерации.
Главной задачей Государственной инспекции по контролю за ка-
чеством лекарственных, профилактических и диагностических средств
и изделий медицинской техники является организация государствен-
ного контроля качества лекарственных, профилактических и диагнос-
тических средств и медицинской техники, выпускаемых и реализуемых
предприятиями, организациями и учреждениями независимо от форм
собственности и ведомственной подчиненности. Инспекция осуществ-
ляет возложенные на нее функции во взаимодействии с Государствен-
ным научно-исследовательским институтом по стандартизации и конт-
ролю лекарственных средств, другими НИИ, занимающимися проб-
лемами контроля качества лекарственных средств, контрольно-анали-
тическими лабораториями производственных объединений ’’Фарма-
ция”, отделами технического контроля промышленных предприятий.
Инспекция контролирует соблюдение производителями и потреби-
телями фармацевтической продукции и медицинской техники стандар-
тов, технических условий и технологических регламентов производст-
ва, нормативно-технической документации, включая требования хране-
ния, упаковки, маркировки. Осуществляет выборочный контроль за
качеством лекарственных средств отечественного и зарубежного произ-
водства. Консультирует работу в области качества лекарственных
средств в странах ближнего зарубежья по их просьбе. Осуществляет
организационно-методическое руководство контрольно-аналитически-
ми лабораториями производственных объединений ’’Фармация” (ап-
течных управлений). Обеспечивает принятие мер по устранению нару-
шений и недостатков, выявленных при проверке качества лекарствен-
ных, профилактических и диагностических средств и изделий меди-
цинской техники, вплоть до запрета их выпуска и продажи. Контроли-
рует выполнение мероприятий по улучшению качества и предупрежде-
нию выпуска недоброкачественной продукции.
Качество новых лекарственных препаратов во многом зависит от
совершенствования системы экспертиз и регистрации фармакологичес-
ких средств. В ведении Управления по стандартизации и контролю
качества лекарственных средств и медицинской техники находится
114
созданный в 1991 г. и работающий в тесном контакте с Фармакологи-
ческим комитетом Российский государственный центр экспертизы
лекарственных средств при М3 РФ. Основным направлением его дея-
тельности является совершенствование доклинической и клинической
экспертизы новых фармакологических средств, обеспечение их безо-
пасности, эффективности и качества. В этом центре выполняют экс-
пертные функции, начиная с контроля документации и образцов пре-
паратов для клинических испытаний и кончая оценкой результатов
этих испытаний. Необходимо, чтобы эти функции были доведены до
уровня международных требований. Этому в большой степени будет
способствовать созданный Международный фонд по изучению эффек-
тивности и безопасности лекарств, в который вошли ведущие специа-
листы ряда стран. Фонд призван оказывать консультативную и мате-
риальную поддержку в осуществлении этой деятельности. Для реше-
ния проблем создания эффективных, безопасных и высококачествен-
ных лекарств наряду с Российским центром создаются региональные
центры (Москва, Томск, С.-Петербург) экспертизы.
В целях улучшения контроля за качеством нормативно-технической
документации в России в Российском государственном центре экспер-
тизы лекарственных средств создан отдел фармацевтической эксперти-
зы. Объектами экспертизы являются созданные отечественные и вос-
произведенные зарубежные фармакологические средства. Отдел осу-
ществляет проверку соответствия качества образцов требованиям
проектов НТД и воспроизводимости предложенных авторами-разработ-
чиками методик анализа. Одновременно устанавливаются истинный
состав фармакологического средства и степень его чистоты, а также
выявляются устаревшие, неспецифичные, малочувствительные способы
контроля и даются рекомендации по их замене более современными.
Вводится также инспекция проведения клинических испытаний в
ведущих клиниках России,
Все указанные меры направлены на то, чтобы исключить возмож-
ность применения в медицинской практике лекарств, которые могут
оказать токсическое или иное пагубное воздействие на человека.
4.2. НОРМАТИВНЫЕ ПРАВИЛА ОРГАНИЗАЦИИ
ПРОИЗВОДСТВА, ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ, БЕЗОПАСНОСТИ
И КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Предпосылками для появления на отечественном рынке лекарствен-
ных средств, качество которых соответствует мировым стандартам,
является разработка в Российской Федерации специального законода-
тельства. Оно должно быть унифицированным и отвечать имеющимся
во всем мире нормативным правилам клинической оценки (GCP), док-
115
линических испытаний (GLP), фармацевтических исследований, орга-
низации производства и последующего контроля качества лекарствен-
ных средств (GMP). Именно на этих документах основывается норматив-
ная база оценки эффективности, безопасности и обеспечения контроля
качества лекарственных средств в таких высокоразвитых странах, как
США, Канада, Япония, страны ЕС. В указанных нормативных актах
учтены также рекомендации международных организаций, в частности
Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), Конвенции по взаим-
ному признанию фармацевтической инспекции и др.
Только такой подход позволит интегрировать отечественную фар-
мацевтическую промышленность в мировую экономику и выйти не
только на внутренний, но и на внешний рынок лекарств.
Проблема качества продукции приобретает все большее значение во
многих странах мира. С этой целью в последние десятилетия исполь-
зуются Правила правильного производства (Good Manufacturing Prac-
tices), сокращенно GMP. Неотъемлемой .их частью является вали-
дация, т.е. документированная оценка и подтверждение соответс-
твия производственного процесса, качества полупродуктов и готового
продукта установленным требованиям. Процесс валидации включает
такие обязательные этапы, как составление письменной схемы контро-
ля производства с учетом его особенностей и показателей качества
конечного продукта, осуществление контроля производства с фиксиро-
ванием методик оценки процесса в контрольных точках, описание
приборов и достоверности использованных методик, составление, обсу-
ждение и утверждение протоколов.
Валидация процесса получения и контроля качества лекарственных
средств должна начинаться уже на этапе наработки партий для
клинической проверки, а затем осуществляться периодически на
действующих производствах. Если валидацию невозможно
организовать на всех производствах, то предпочтительными должны
быть производства стерильных лекарств.
В зависимости от фактора времени различают перспективную вали-
дацию, ретроспективную и ревалидацию. Перспективной называется
валидация, осуществляемая предварительно до начала производства
нового продукта. Она включает две фазы: квалификацию оборудова-
ния и квалификационную характеристику процесса. Первая фаза
заключается в подтверждении способности оборудования надежно
раб^ать с учетом допустимых пределов отклонений и ошибок. За
каждую единицу оборудования устанавливаются ответственные лица,
выделяются конкретные контрольные точки процесса. Перспективная
валидация обязательно должна включать проверку оборудования и
процесса в условиях ’’наихудшего случая”, т.е. проведения процесса в
116
нижнем и верхнем пределах параметров оборудования и процессов,
влияющих на качество продукта.
Ретроспективная валидация проводится на существующем произ-
водстве, если вначале оно не было подвергнуто валидации. В опреде-
ленной степени само производство продукта удовлетворительного
качества в течение длительного времени является своего рода валида-
цией процесса.
Ревалидация осуществляется периодически в запланированные
сроки, а также в случаях изменения поставщика сырья, введения
новых критериев оценки процессов, повышения требований к качеству
или выявления инспектирующими организациями недоброкачествен-
ности продукции (рекламации).
В 1991 г. научно-исследовательскими институтами ВНИИА,
ВНИХФИ и ВНИИХТЛС были созданы отечественные Правила орга-
низации производства и контроля качества лекарственных средств
(GMP). В них впервые в отечественной практике введено понятие ’’вали-
дация” и описаны основные требования ее проведения. Эти правила
были апробированы и внедрены на ряде фармацевтических предприя-
тий, что позволило существенно повысить качество отдельных групп
ГЛС, в частности организовать выпуск лекарственных форм антибио-
тиков для внутривенного введения.
Гарантией качества при проведении доклинических испытаний
является соблюдение правил GLP (Рекомендации по организации и
проведению лабораторных исследований). Они включают строго рег-
ламентированные правила к состоянию и содержанию животных, стан-
дартизации всей документации, а также набору стандартных методов
оценки токсических свойств. Качество и воспроизводимость доклини-
ческих испытаний потенциальных лекарственных средств особенно в
большой степени зависят от биомоделей лабораторных животных —
основных объектов исследований. Стандартизация. последних в воз-
можных пределах может быть достигнута в эксперименте с помощью
жесткой регламентации содержания животных в экспериментально-
биологических клиниках. Требования к таким клиникам и их персона-
лу, к лабораторным животным и их содержанию, помещениям и обору-
дованию, санитарно-гигиеническим мероприятиям изложены в виде
специальных Правил содержания животных в токсикологическом
эксперименте. Их основу составляют отечественные и зарубежные
законодательные акты и правила GLP.
Все большее значение в системе GLP приобретают фармакокинети-
ческие исследования, в особенности изучение метаболизма. Сравни-
тельная оценка путей метаболизма испытуемого вещества у человека и
различных видов лабораторных животных позволяет установить те из
117
них, которые наиболее близки по биотрансформации к человеку. Это
обеспечивает высокую достоверность переноса экспериментальных
данных в клинику.
На этапе доклинических и клинических испытаний биологически
активных веществ осуществляется формирование НТД на перспектив-
ное лекарственное средство.
Ведущие страны Европы и Америки при проведении клинических
испытаний руководствуются едиными международными стандартами
’’Добротной клинической практики” (Good Clinical Practice — GCP).
Они представляют собой свод требований, которые позволяют полу-
чить достоверные унифицированные формализованные данные, удов-
летворяющие международным требованиям GCP, создают возможность
для научно обоснованного суждения о внедрении в производство и
использовании в медицине нового препарата. Единая методология
испытаний и статистическая обработка данных гарантируют качество
проводимых исследований и сопоставимость их с результатами анало-
гичных испытаний, проводимых в других странах. Вместе с тем GCP
предусматривают защиту интересов пациента, участвующего в испыта-
ниях, с точки зрения защиты прав человека, провозглашенных Хель-
синкской декларацией. Предусмотрена также юридическая ответствен-
ность лиц, проводящих испытания. Система стандартов GCP начинает
внедряться в Российской Федерации, что позволит принимать участие
нашим ученым в Международных исследовательских программах.
На основе рекомендаций GCP и GLP разрабатываются руководства по
проведению доклинических и клинических испытаний новых лекарст-
венных средств в Российской Федерации. Основой для этого является
большое число унифицированных методических рекомендаций по
клиническим испытаниям различных групп лекарственных средств,
которые уже имеются в Фармакологическом комитете.
Ряд положений, содержащихся в GCP, уже нашли свое воплощение в
работе Фармакологического комитета и других органов, осуществляю-
щих руководство проведением испытаний новых фармакологических
средств.
Очень важно при клинических испытаниях установить не только
эффективность, но и наличие предсказуемых и неожиданных побоч-
ных эффектов у исследуемых препаратов. Особенно ответственной
считается первая фаза клинических испытаний, когда препарат впер-
вые вводится больным людям. Изучение побочных эффектов продол-
жается и на последующих фазах клинических испытаний. Все случаи
выявления таких эффектов документируются, направляются в отдел
по изучению побочных эффектов Российского государственного центра
экспертизы лекарств, где тщательно анализируются, систематизируют-
118
ся, обобщаются. На этой основе в проведение клинических испытаний
вносятся коррективы.
Большое значение придается этическим аспектам при проведении
клинических испытаний на здоровых людях-добровольцах и на
пациентах. При клиниках, проводящих такие испытания, создаются
этические комитеты. Пациент может быть включен в проведение
испытаний только с его письменного информированного согласия.
Постоянный контроль за ходом испытаний осуществляют
высококвалифицированные специалисты, несущие ответственность
перед фирмой, как это предусмотрено GCP.
В последнее время пересматриваются требования к испытаниям и
порядок регистрации новых лекарственных форм, созданных на основе
известных лекарственных веществ и имеющих соответствующие прото-
типы. Они не подвергаются полномасштабным или ограниченным
клиническим испытаниям, поскольку им уже были подвергнуты сос-
тавляющие компоненты. Поэтому для таких лекарственных средств
проводятся только испытания на биоэквивалентность, отличающиеся
компактностью, конкретностью и точностью.
Поскольку потребность в лекарствах отечественного производства
удовлетворяется только на 30—40%, ежегодно закупаются за рубежом
более 600 наименований. В целях обеспечения безопасности и эффек-
тивности закупаемых лекарств в нашей стране создана Система регист-
рации зарубежных лекарственных средств. Лекарство может быть
закуплено и использовано в медицине только после регистрации в М3
РФ. После подачи заявки инофирма для получения регистрационного
удостоверения должна представить материалы на препарат в Фармако-
логический комитет. Он проводит научно-техническую экспертизу
представленных материалов и по ее результатам дает заключение о
необходимости провести клинические испытания и осуществить апро-
бацию качества НТД и образцов препарата.
В соответствии с приказом по М3 РФ № 200 от 10 июля 1992 г. при
Управлении по стандартизации и контролю качества лекарственных
средств М3 РФ создано Бюро по регистрации новых зарубежных
лекарственных средств и изделий медицинского назначения. Основной
задачей Бюро является регистрация и перерегистрация зарубежных
лечебных, профилактических, диагностических средств и изделий
медицинского назначения, а также обеспечение внешнеторговых и
других заинтересованных организаций информацией об этих средст-
вах.
Контроль качества зарубежных лекарственных средств осуществля-
ется в соответствии с ”Инструкцией о порядке проверки качества
лекарственных средств, закупаемых по импорту”, утвержденной М3
119
СССР 2 сентября 1985 г., и письмом Госинспекции по контролю за
качеством лекарственных средств ”06 изменении порядка государст-
венного контроля антибиотиков, препаратов из животного сырья,
кровезаменителей и препаратов крови, закупаемых по импорту
(1990 г.)”.
4.3. РОЛЬ АНАЛИТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В ПРОЦЕССЕ СОЗДАНИЯ НОВЫХ ЛЕКАРСТВ
Анализ играет важную роль на всех этапах создания новых ле-
карств. На эхапе получения потенциальных лекарственных веществ
необходимо выполнение элементного анализа нового соединения, про-
ведение химического и физико-химического анализа для определения
функциональных групп. Результаты аналитических исследований
используют для установления химической структуры вещества.
На стадии отработки технологического режима синтеза нового
лекарственного вещества в условиях лаборатории задача аналитика
заключается в разработке способов анализа исходного сырья и проме-
жуточных продуктов синтеза, если на них отсутствуют технические
условия или другая НТД. Эти исследования служат основой для раз-
работки регламента производства и контроля технологического про-
цесса как на стадии экспериментального, так и серийного производст-
ва лекарственного вещества.
Промышленное получение лекарственного вещества, как правило,
процесс многостадийный. Он включает подготовку сырья, синтез,
выделение, очистку, контроль качества полученного препарата. Про-
цесс синтеза имеет ряд особенностей. Исходное сырье, побочные про-
дукты синтеза, полупродукты отдельных стадий могут загрязнять
синтезируемое лекарственное вещество. Полупродукты и их примеси
сходны по химическому строению между собой и с конечным продук-
том. Содержание синтезируемого лекарственного вещества в полупро-
дуктах на разных стадиях синтеза колеблется в очень широких преде-
лах, и во всех случаях анализу подвергаются смеси сложного состава.
Указанные особенности предъявляют высокие требования к межста-
дийному аналитическому контролю. Поскольку основная его цель —
определение содержания основного вещества, главным критерием
является селективность к нему используемого метода анализа. Важны-
ми критериями являются продолжительность выполнения анализа,
обеспечивающего процесс контроля во времени, критерий полноты
анализа, учитывающий влияние примесей на его результат, точность и
чувствительность, соответствующие требованиям условий соблюдения
технологий проведения процесса, а также критерий, учитывающий
120
миграцию примесей и продуктов их превращения, которые могут
повлиять на качество конечного продукта.
Помимо органического синтеза для получения лекарственных ве-
ществ широко используют растительное сырье, органы и ткани убой-
ного скота, микробиологический синтез. С каждым годом увеличивает-
ся число лекарственных веществ, получаемых с использованием мето-
дов генной инженерии.
Генно-инженерный * путь получения лекарственных препаратов
является главным стратегическим направлением для фармации буду-
щего. Например, рДНКнгехнология имеет огромные потенциальные
возможности получения в промышленных условиях нового поколения
белковых, гормональных, ферментных препаратов, антибиотиков,
вакцин и др. В условиях генно-инженерной технологии необходимо
строго соблюдать меры предосторожности и техники безопасности. В
случае их нарушения или искажения технологии могут образовываться
опасные для организма токсины и другие нежелательные продукты.
Вот почему обязательными условиями для препаратов, получаемых
методами генной инженерии, являются более строгие требования к
контролю их качества по сравнению с изготавливаемыми обычными
методами. При этом необходимо использование современных методов
физико-химического анализа. В частности, для контроля чистоты и
подлинности используются ВЭЖХ, электрофорез в полиакриламидном
геле, изоэлектрическая фокусировка белка. Обязателен строгий конт-
роль пирогенности и токсичности препаратов с использованием нес-
кольких методов, а также биологический и иммунологический конт-
роль с использованием как природных, так и полученных методами
генной инженерии стандартных образцов.
Следующим очень важным этапом аналитических исследований
является разработка НТД на лекарственное вещество. Здесь также
тесно переплетаются синтез и анализ. Установление критериев оценки
подлинности, доброкачественности, определение количественного
содержания лекарственного вещества осуществляется на основе ис-
пользования физических, химических и физико-химических методов.
При выполнении этой работы необходимо, чтобы оценка качества
осуществлялась по фармакологически активной части молекулы лекар-
ственного вещества. Очень важно также предусмотреть в НТД опреде-
ление допустимых пределов примесей, которые могут оказать воздей-
ствие на фармакологическую активность лекарственного вещества.
Широкие аналитические исследования проводятся на этапе созда-
ния готовой лекарственной формы, качество которой зависит от мно-
гих параметров. Наряду с отработкой всех технологических операций
получения лекарственных форм готовится ФС или ВФС, которые
121
должны содержать все критерии, необходимые для оценки качества
нового лекарства. Работа продолжается на стадии клинической про-
верки и освоения серийного промышленного производства лекарствен-
ной формы. В процессе этой работы аналитик получает дополнитель-
ную информацию, которую учитывают при окончательной отработке
НТД.
На основе использования аналитических методик устанавливают
оптимальный состав ингредиентов, стабильность лекарственной формы,
оптимальные сроки ее хранения. Биофармацевтическая оценка лекарс-
твенной формы также осуществляется на основе применения различ-
ных химических и физико-химических методов анализа.
Фармакокинетические исследования могут быть проведены только
после разработки методик анализа лекарственного препарата в биоло-
гических жидкостях (крови, моче). Вот почему все более широкое
развитие приобретает биофармацевтический анализ при проведении
исследований новых лекарственных средств.
Различные этапы исследования потенциальных лекарственных
средств в соответствии с современными Правилами организации произ-
водства и контроля качества лекарственных средств (GMP) требуют
привлечения определенного набора физических, химических и физи-
ко-химических методов. На этапе синтеза новых соединений и
изучения их фармакологической активности с помощью физических и
химических методов устанавливают физико-химические константы и
степень чистоты. При переходе к доклиническим и клиническим
испытаниям происходит формирование НТД. На этом этапе для
испытаний подлинности используют качественный функциональный
анализ, определение температуры плавления, а также методы УФ-,
ИК- и ЯМР-спектроскопии. Для контроля степени чистоты
применяют хроматографические (ТСХ, ГЖХ, ВЭЖХ) и химические
методы. Для количественного определения биологически активного
вещества используют титриметрические методы, УФ-
спектрофотометрию, ГЖХ, ВЭЖХ и другие методы.
Биофармацевтические и фармакокинетические исследования требуют
применения высокочувствительных методов (УФ-спектрофотометрия,
флуориметрия, масс-спектрометрия, радиохимические методы). Этап
перехода к промышленному производству сопровождается адаптацией
разработанных методик оценки доброкачественности к условиям
фармацевтического предприятия и проверки стабильности основных
показателей качества на опытно-промышленных сериях лекарственных
средств.
Таким образом, аналитические методы широко применяются на
всех стадиях разработки новых лекарственных средств, включая син-
122
тетические, технологические, биофармацевтические, фармакокинети-
ческие исследования. Разработка НТД на лекарственное вещество и
лекарственную форму — это итог аналитических исследований, связан-
ных с созданием лекарства. Руководствуясь НТД, провизор-аналитик
осуществляет затем систематический контроль за качеством лекарств
как в процессе их производства, так и при поступлении на аптечные
базы (склады) и в аптеки.
4.4. СТАНДАРТИЗАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Под стандартизацией понимают процесс установления и примене-
ния стандартов. Стандартом называют эталон или образец, принимае-
мый за исходный, для сопоставления с ним других аналогичных объе-
ктов. Стандарт как нормативно-технический документ устанавливает
комплекс норм или требований к объекту стандартизации. Применение
стандартов способствует улучшению качества продукции.
Проблемы совершенствования стандартизации в нашей стране
нашли отражение в постановлении Совета Министров СССР № 13 от 7
января 1985 г. ”06 организации работы по стандартизации в СССР”.
Основной задачей стандартизации является определение единой систе-
мы показателей качества продукции, методов и средств ее испытания
и контроля. Стандартизация позволяет обеспечить единство и пра-
вильность измерений во всей стране, создание и совершенствование
государственных эталонов единиц измерения, а также методов и сре-
дств измерений. Эта задача решается путем создания системы норма-
тивно-технической документации (НТД), определяющей требования к
изготавливаемой продукции, ее производству и применению. Не менее
важен также контроль за правильностью применения НТД. В Российс-
кой Федерации установлены следующие категории НТД: Государст-
венные стандарты (ГОСТ), отраслевые стандарты (ОСТ), республикан-
ские стандарты (РСТ) и технические условия (ТУ).
Стандартами на лекарственные средства являются ФС, ВФС, ТУ,
регламентирующие их качество, а также производственные регламен-
ты, нормирующие их технологию. ФС и ВФС — нормативные докумен-
ты, определяющие комплекс норм качества лекарственного средства и
методы их определения. Эти документы обеспечивают одинаковую
эффективность и безопасность лекарственных средств независимо от
серии, а также постоянство и единообразие их производства.
Основным документом, нормирующим качество выпускаемых в
нашей стране лекарств, является Государственная фармакопея СССР
(ГФ СССР). Нормативно-техническая документация на лекарственные
средства разрабатывается в соответствии с утвержденным приказом
123
министра здравоохранения СССР № 357 от 19 мая 1971 г. отраслевым
стандартом ОСТ 42—1—71 ’’Порядок разработки, согласования и утвер-
ждения НТД на лекарственные средства и лекарственное сырье”. По
этому ОСТу предусматриваются следующие категории НТД: фармако-
пейные статьи (ФС), временные фармакопейные статьи (ВФС) и отрас-
левые стандарты (ОСТ).
ФС и ВФС, как и ГФ СССР, имеют силу Государственных стандар-
тов и утверждаются Министерством здравоохранения. ФС должны
пересматриваться не реже одного раза в пять лет. Они разрабатывают-
ся совместно предприятием-изготовителем и предприятием-разработ-
чиком на лекарственные средства серийного производства, разрешен-
ные приказом М3 РФ для медицинского применения. ВФС составля-
ются авторами лекарственного вещества после проверки всех установ-
ленных показателей и норм. Утверждаются ВФС на новые лекарствен-
ные средства первой промышленной серии, рекомендованные для
медицинского применения Фармакологическим комитетом и намечен-
ные к серийному выпуску. Срок действия ВФС ограничен тремя года-
ми или меньшим периодом, необходимым для отработки препарата в
условиях промышленного производства.
ФС и ВФС после утверждения регистрируются Министерством
здравоохранения. При этом дается обозначение, включающее индекс
М3 РФ (42), регистрационный номер, год утверждения или пересмот-
ра статьи (две последние цифры), например ФС 42-1473-80 (таблетки
аминохинола).
ОСТы являются нормативными документами на дополнительные
технические требования, необходимые для изготовления и поставки
лекарственных средств (правила приемки, маркировка, упаковка,
хранение, транспортировка и т.д.).
Стандартизация осуществляется уже на стадии доклинических
испытаний и является важным этапом в создании новых лекарствен-
ных веществ. Она гарантирует доброкачественность испытуемого фар-
макологического средства, так как обусловливает требования ко всем
параметрам его качества. Это имеет важное значение, так как любое
изменение физических и химических свойств может привести к изме-
нению его фармакологического действия.
Результаты доклинической стандартизации включаются в НТД.
Обязательные требования, предъявляемые к разработчикам по состав-
лению НТД, изложены в "Методических указаниях по представлению
в Фармакологический комитет проектов ВФС на фармакологические
средства перед клиническими испытаниями”. После проведения кли-
нических испытаний осуществляется окончательная доработка проекта
ВФС, который затем представляется на экспертизу и подготовку к
124
утверждению в Фармакопейный государственный комитет М3 РФ. К
проекту ФС или ВФС прилагаются объяснительная записка и таблица
аналитических данных, подтвержающая числовые показатели качест-
ва; выписка из протокола Комиссии по стандартизации базовой орга-
низации; таблица аналитических данных, подтверждающих срок год-
ности препарата; выписки из протокола Фармакологического комитета
о рекомендации к медицинскому применению и протокола Номенкла-
турной комиссии (для- ВФС); инструкция по применению лекарства,
одобренная Фармакологическим комитетом (для ВФС); формуляр о
патентной чистоте препарата (для ВФС); таблицы сравнения показате-
лей качества, предусмотренные проектом ФС (ВФС) с аналогичными
показателями зарубежных фармакопей.
Качество лекарственных средств находится в зависимости от уровня
требований, заложенных в соответствующие ФС, ВФС, и от точности,
чувствительности и специфичности используемых методов анализа.
Вновь утверждаемая в последние годы НТД содержит требования
более широкого круга испытаний лекарственных средств, что имеет
важное значение для их стандартизации и соответственно улучшения
качества в процессе изготовления. Дальнейшее совершенствование
стандартизации требует планомерного и систематического изучения
всего комплекса информации о физических и химических свойствах
лекарственных веществ и их изменениях на всех этапах разработки,
получения, хранения и применения. Указанная информация нужна
для разработки и отбора необходимых способов испытаний и контроля
различных параметров, характеризующих качество лекарственного
вещества. Особенно важна оценка веществ, имеющих сложную
химическую структуру, так как их фармакологическая активность
зависит от наличия в молекуле различных функциональных групп.
Количественная оценка по одному из свойств или элементов химичес-
кой структуры может дать неверное заключение о качестве. Кроме
того, эти вещества имеют тенденцию к образованию различных про-
дуктов разложения при хранении, в том числе изомеров, полиморфных
форм и др., причем появляющиеся продукты деструкции нередко
токсичны для организма человека. Нежелательные побочные явления
могут вызвать и так называемые ’’неактивные ингредиенты” (наполни-
тели, вспомогательные вещества). Поэтому наряду с определением
количественного содержания необходим тщательный контроль чистоты
лекарственных веществ.
Следует также включать дополнительные требования в ВФС и ФС
на готовые лекарственные формы. К ним относятся, например, опреде-
ление вещества в одной лечебной дозе для аэрозолей, определение
высвобождающегося количества лекарственного вещества из таблеток,
125
драже и т.д. Дальнейшее совершенствование стандартизации вызывает
необходимость жестких требований к лекарственным веществам, ис-
пользуемым для изготовления инъекционных растворов.
Введение указанных параметров несомненно приведет к повышению
качества и соответственно эффективности и безопасности лекарствен-
ных средств до уровня требований Международной фармакопеи.
Перспективы развития стандартизации лекарственных средств
тесно связаны с их специфическими особенностями Происходит
непрерывное изменение номенклатуры как за счет ее расширения в
результате синтеза новых эффективных лекарственных веществ в из-
вестных фармакологических группах, так и за счет расширения облас-
ти применения известных препаратов по новым терапевтическим пока-
зателям. Вот почему так необходимо создание новых и совершенство-
вание существующих Государственных стандартов на составление НТД
для лекарственных средств.
Объективная оценка качества лекарственных средств зависит не
только от достоинств самих методов анализа. Необходимо также, что-
бы применение этих методов в различных лабораториях позволяло
получать идентичные результаты. Иначе говоря, необходима стандар-
тизация способов оценки качества лекарственных средств. Точное
соблюдение приведенных в ФС (ВФС) одних и тех же условий при
осуществлении контроля качества лекарств достигается стандартиза-
цией способов приготовления растворов реактивов, используемых в
анализе, достаточной степенью чистоты растворителей, соблюдением
температурного режима, необходимого значения pH среды и других
условий.
Очень важны стандартизация приборов, используемых в фармацев-
тическом анализе, строгое соблюдение идентичных условий при изме-
рениях и расчетах физических и физико-химических констант, пост-
роении калибровочных графиков и т.д.
Стандартизация должна рассматриваться в динамике, т.е. как
осуществление систематического повышения требований к качеству
лекарств, совершенствование существующих и разработка новых мето-
дов анализа для включения их в НТД, использование для этой цели
современных достижений науки и практики.
4.5. ПОРЯДОК РАЗРАБОТКИ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ
ДОКУМЕНТАЦИИ И ЕЕ СОДЕРЖАНИЕ
Разработке НТД предшествуют экспериментальные исследования
по каждому ее разделу. ФС или ВФС на лекарственные вещества,
представляющие собой индивидуальные химические соединения, в
соответствии с ОСТ 42-1—71 должны иметь следующую структуру.
Of
В заголовке ФС (ВФС) последовательно дается наименование пре-
парата на латинском и русском языках, а также химическое название.
Далее приводятся синонимы. После названий пишется структурная
формула препарата. Ниже структурной формулы препарата располага-
ют эмпирическую формулу и молекулярную массу. Далее следуют
разделы, включающие требования к качеству лекарственного вещест-
ва, его упаковке и хранению. Количество этих разделов может быть
уменьшено в зависимости от физико-химических свойств и источников
получения препаратов. Отдельные разделы могут совмещаться или
могут вводиться другие разделы (построение калибровочного графика,
приготовление эталонного раствора и др.).
В разделе ’’Описание” приводят показатели внешнего вида препа-
рата (порошок аморфный, кристаллический, жидкость, цвет, запах), а
также возможные изменения при хранении на воздухе, на свету (указа-
ние на гигроскопичность, изменение цвета и т.п.). В разделе ’’Раство-
римость” указывают растворимость в воде, этаноле, эфире, хлорофор-
ме и в других растворителях. Показатели растворимости приводятся в
соответствии с общей статьей ГФ XI (в.1).
В разделе ’’Подлинность” приводят 2—3 химические реакции,
наиболее специфичные для данного препарата. Необходимо указывать,
на какую функциональную группу или соединение даны реакции.
Затем приводятся температура плавления (кипения, застывания),
плотность, удельное вращение, удельный показатель поглощения,
показатель преломления и другие физические константы.
Далее следуют разделы, в которых приводят требования к чистоте
препарата. Они отражают рекомендации ГФ XI. В разделах, содержа-
щих описания испытаний на допустимые пределы примесей хлоридов,
сульфатов, солей аммония, кальция, железа, цинка, тяжелых металлов,
указывают навески испытуемых препаратов и пределы содержания (%)
примесей или недопустимость их присутствия. Аналогично описывают
испытания по определению окраски жидкостей, а также прозрачности
и степени мутности. В них указывают условия проведения каждого
испытания, номера эталонов, концентрации испытуемых растворов.
Таким же образом дают способы испытаний на органические примеси,
золу (общую, растворимую в соляной кислоте, сульфатную золу),
тяжелые металлы. В этих разделах приводят эталоны, нормирующие
допустимое содержание органических примесей, нормы содержания
(%) сульфатной золы и тяжелых металлов в ней.
При установлении пределов кислотности и щелочности растворов с
помощью индикаторов пользуются растворами кислот или щелочей от
0,01 до 0,1 М; pH определяют потенциометрически или колориметричес-
127
ки, при этом указываются требуемые пределы pH и концентрация
раствора, используемого для измерения.
В разделах ’’Потеря в массе при высушивании”, ’’Определение
воды” указывают навеску препарата и условия выполнения испытаний.
В разделе ’’Мышьяк” приводятся требования его отсутствия или
допустимый предел примеси.
В разделе ’’Испытание на специфические примеси” приводят мето-
дики обнаружения и допустимые нормы в отношении соединений,
которые могут попасть в лекарственное вещество в процессе производ-
ства или образоваться при хранении. При использовании для этих
целей хроматографических методов указывают условия, определяющие
процесс хроматографирования.
Затем следуют разделы ’’Испытание на токсичность”, ’’Испытание
на пирогенность”, ’’Испытание на содержание веществ гистаминоподо-
бного действия”, "Испытание на стерильность”. Эти испытания выпо-
лняют в соответствии с требованиями ГФ XI (вып.2).
В разделе "Количественное определение” дают описание методики
количественного определения лекарственного вещества, а также преде-
лы требуемого содержания основного вещества (в процентах) или
активности в единицах действия (ЕД). Если метод не описан в дейст-
вующей ГФ, то приводится подробное описание методики выполнения
анализа.
В разделе ’’Упаковка” указывают способы упаковки препаратов и
виды упаковки (первичная, основная, транспортная), материалы, при-
меняемые при упаковке, вид тары (стеклянная, картонно-бумажная,
пластмассовая, металлическая) и другие требования. В разделе "Мар-
кировка” и "Транспортирование” указывают требования безопасности
(огне- и взрывобезопасное™ и др.) к условиям применения и меры
предосторожности при транспортировании, хранении и употреблении.
Затем приводится перечень условий транспортирования.
В разделе "Хранение” указывают условия хранения лекарственного
средства на складах, обеспечивающие сохранность его качества, темпе-
ратурный режим хранения. Кроме того, приводят специальные требо-
вания к хранению лекарственных средств: по списку А или Б, огне-
опасных, взрывоопасных или имеющих ограниченный срок хранения.
В разделе "Срок годности” указывают время, в течение которого
лекарственное средство при хранении в предписанных условиях пол-
ностью удовлетворяет всем требованиям, предъявляемым фармакопей-
ной статьей. В конце ФС (ВФС) приводят указание об основном фар-
макологическом действии препарата.
Такова структура ФС на индивидуальное лекарственное вещество.
Аналогичные требования предъявляются ОСТ 42-1 — 71 к построению
128
ФС (ВФС) на лекарственную форму, лекарственное растительное сы-
рье и другие лекарственные средства.
4.6. ГОСУДАРСТВЕННАЯ ФАРМАКОПЕЯ СССР
Государственная фармакопея СССР (ГФ СССР) — сборник обяза-
тельных общегосударственных стандартов и положений, нормирующих
качество лекарственных веществ. Она основана на принципах отечест-
венного здравоохранения и отражает современные достижения в облас-
ти фармации, медицины, химии и других смежных наук. Ее требова-
ния, предъявляемые к лекарственным средствам, являются обязатель-
ными для всех предприятий и учреждений, которые изготавливают,
хранят, контролируют качество и применяют лекарственные средства
(независимо от форм собственности и ведомственной подчиненности).
История создания первых русских фармакопей начинается со вто-
рой половины XVIII в. В 1765 г. впервые в России была издана Воен-
ная фармакопея, а в 1778 г. — первая официальная русская Государст-
венная фармакопея. Последняя содержала описание 770 лекарствен-
ных препаратов минерального, растительного и животного происхож-
дения, а также многокомпонентных лекарственных форм. В 1798 г.
вышла в свет вторая Государственная русская фармакопея, изданная,
как и первая, на латинском языке (переведена на русский язык в 1802
Г.).
После 1798 г. в России издавались Военные фармакопеи (1808,
1812, 1818, 1840 гг.), Морская фармакопея (1864 г.), Фармакопеи для
бедных (1807, 1829, 1845, 1860 гг.) и Придворные фармакопеи (1825,
1872, 1874 гг.).
Каждая из фармакопеи являлась отражением уровня развития
фармацевтического анализа. В первой и второй русских фармакопеях
рекомендовались главным образом органолептические методы исследо-
вания (определение цвета, запаха, вкуса) и приводилось описание
важнейших свойств лекарств.
Выход в свет в 1866 г. нового издания Российской фармакопеи
явился исторической вехой в развитии отечественной фармации. Эта
фармакопея включала 906 статей, в которых описаны минеральные
вещества, алкалоиды, гликозиды, растительное сырье, готовые лекарс-
твенные средства. Особенностью новой фармакопеи было включение в
нее наряду с органолептическими химических методов контроля ле-
карств. Для этой цели был предусмотрен список необходимых реакти-
вов и приборов. В фармакопее 1866 г. приведен список сильнодейст-
вующих средств, указаны правила хранения таких средств в аптеках и
ДР-
5-%9 129
Фармакопея 1866 г. стала I изданием Российской фар-
макопеи. Затем вышли в свет II, III, IV, V, VI издания соответственно
в 1871, 1880, 1891, 1902 и 1910 гг.
Первое издание советской фармакопеи, названное VII изданием
Государственной фармакопеи СССР (ГФ VII), было введено в действие
в июле 1926 г. Для ее создания в 1923 г. в Народном комиссариате
здравоохранения РСФСР была образована специальная фармакопей-
ная комиссия под председательством проф. А.Е.Чичибабина. Эта
фармакопея отличалась от предыдущих изданий повышенным науч-
ным уровнем, стремлением к возможной замене медикаментов, изготав-
ливаемых из импортируемого сырья, на лекарственные препараты
отечественного производства.
Исходя из указанных принципов в ГФ VII было включено 116
статей на новые лекарственные препараты и исключено 112 статей.
Существенные изменения были внесены в требования к контролю
качества лекарств. Был предусмотрен взамен органолептического
контроля ряд новых методов химической и биологической стандарти-
зации лекарств, включено 30 общих статей в виде приложений, даны
описания некоторых общих реакций, применяемых для определения
качества лекарственных препаратов, и т.д.
Таким образом, в ГФ VII первостепенное внимание было уделено
совершенствованию контроля качества лекарств. Этот принцип нашел
свое дальнейшее развитие в последующих изданиях фармакопей.
В 1949 г. вышло в свет VIII издание, а в октябре 1961 г. — IX изда-
ние Государственной фармакопеи СССР. К этому времени были созда-
ны новые группы высокоэффективных лекарств (сульфаниламиды,
антибиотики, психотропные, гормональные и другие препараты), кото-
рые потребовали разработки новых методов фармацевтического анали-
за.
X издание Государственной фармакопеи (ГФ X) введено в действие
с 1 июля 1969 г. Оно отразило новые успехи отечественной фармацев-
тической и медицинской науки и промышленности.
Принципиальным отличием ГФ IX и ГФ X является переход на
новую международную терминологию лекарственных препаратов, а
также существенное обновление (на 30%) ее номенклатуры. В ГФ X
значительно повышены требования к качеству лекарственных препара-
тов, расширена область применения физико-химических методов.
После выхода в свет ГФ X произошло существенное изменение
номенклатуры лекарственных средств, повысились требования к их
качеству, разработаны новые высокоэффективные способы фармако-
пейного анализа. Число исключенных из номенклатуры устаревших,
малоэффективных, недостаточно безвредных лекарственных средств за
130
период с 1968 по 1984 г. составило около 1000 наименований. Все это
потребовало от Фармакопейного комитета внесения соответствующих
дополнений и изменений в НТД, создания новых ФС, ВФС.
Начиная с 1971 г. М3 СССР на каждое новое лекарственное ве-
щество и лекарственную форму, разрешенную к применению, утверж-
дает ФС или ВФС, а на общие методы анализа — общие фармакопей-
ные статьи. Все они имеют одинаковую юридическую силу и законо-
дательный характер наряду с ГФ X. Проведенная работа представляла
собой подготовительный этап к выпуску нового, XI, издания ГФ. Было
принято решение издать ГФ XI в виде отдельных выпусков: вып. 1
“Общие методы анализа”, вып. 2 “Общие методы анализа. Лекарст-
венное растительное сырье”, вып. 3 “Иммунобиологические препара-
ты”, вып. 4—5 — монографии на выпускаемые отечественные синтети-
ческие и природные лекарственные средства. Основой вып. 4 и 5 ГФ
XI, безусловно, станут уже утвержденные действующие ФС и ВФС.
В настоящее время вышли в свет вып. 1 и 2. Вып. 1 приказом по
М3 СССР введен в действие с 1 января 1988 г. С этого времени поте-
ряла силу вся ранее действующая НТД, в том числе соответствующие
статьи ГФ X, замененные на статьи вып. 1 ГФ XI. Остальные материа-
лы, содержащиеся в ГФ X (с учетом вносимых в них в установленном
порядке изменений), сохраняют силу до выхода в свет соответствую-
щих выпусков и статей ГФ XI. В соответствии с заключенным согла-
шением Российская Федерация и Украина приняли решение о том,
что ГФ X и ГФ XI СССР сохраняют свою силу в этих республиках до
выпуска в свет собственных фармакопей.
Вып. 1 ГФ XI включает 54 общие статьи на физические, физико-
химические, химические методы анализа и методы анализа лекарст-
венного растительного сырья. Во "Введении” к выпуску указаны все
изменения, которые внесены в общие фармакопейные статьи, по срав-
нению с ГФ X. Имеются разделы, содержащие правила пользования
фармакопейными статьями, единицы измерения и сокращения, приня-
тые в ГФ XI. Впервые дополнительно введено 10 статей и разделов на
такие методы анализа, как газовая хроматография, высокоэффектив-
ная жидкостная хроматография, метод определения степени белизны
порошкообразных лекарственных средств, метод фазовой растворимос-
ти, ЯМР-спектроскопия, радиоактивность, электрофорез, эмиссионная
и атомно-абсорбционная пламенная спектрометрия, люминесцентная
микроскопия и определение примесей химических элементов в радио-
фармацевтических препаратах. Большинство остальных статей на
общие методы анализа дополнены или подвергнуты переработке в
соответствии с современными достижениями в области фармацевтичес-
кого анализа.
131
В 1990 г. вышел в свет вып. 2 ГФ XI, содержащий два раздела:
’’Общие методы анализа” и ’’Лекарственное растительное сырье”.
Первый раздел включает описание отбора проб, определения золы,
измельченности порошков, процесса стерилизации, активности фер-
ментных препаратов, белка в ферментных препаратах, цинка в препа-
ратах инсулина, консервантов в гормональных препаратах, методов
количественного определения витаминов в лекарственных формах, а
также статьи на стандартные образцы, титрованные растворы, индика-
торы, реактивы и на методы биологического и микробиологического
контроля лекарственных средств. Требования, предъявляемые к титро-
ванным растворам, индикаторам и реактивам, указанные в вып. 2 ГФ
XI, уточнены по сравнению с вып. 1. Поэтому при пользовании частны-
ми статьями необходимо руководствоваться требованиями вып. 2 ГФ
XI.Здесь же приведены общие статьи на лекарственные формы. Всего в
раздел ’’Общие методы анализа” включено 40 статей, из них шесть —
впервые, а остальные переработаны и дополнены с учетом современ-
ного развития фармацевтического анализа.
Во второй раздел вып. 2 ГФ XI включены 83 частные статьи на
лекарственное растительное сырье. Отобраны те его виды, которые
используются в медицинской промышленности в качестве исходного
сырья для получения лекарственных средств, а также в аптеках для
приготовления настоев и отваров. Расширена по сравнению с ГФ X
номенклатура лекарственных растений, разрешенных к применению в
медицине. Во многие статьи впервые включены методики идентифика-
ции и количественного определения содержащихся в сырье действую-
щих веществ. Это позволяет дать объективную оценку их качества.
После введения в действие вып. 1 и 2 ГФ XI Фармакопейным коми-
тетом проводится систематическая работа по пересмотру частных
статей ГФ X. При этом в них вносятся изменения, направленные на
повышение доброкачественности лекарственных веществ, на использо-
вание более объективных методов анализа. В частности, расширяется
применение УФ- и ИК-спектрофотометрии для установления подлин-
ности, ТСХ, ГЖХ и ВЭЖХ для испытаний на чистоту. Вводятся
более узкие интервалы температуры плавления, уточняется раствори-
мость препаратов или вводятся новые растворители в раздел ’’Раство-
римость”, подтверждающие более высокую степень их чистоты. Опре-
деление кислотности и щелочности растворов заменяется более объек-
тивным параметром — установлением pH. Более жесткие критерии
применены для установления потери в массе при высушивании, опре-
деления сульфатной золы и тяжелых металлов, контроля прозрачнос-
ти и цветности растворов. Снижаются допустимые уровни примесей
132
сульфатов. Для ряда препаратов корректируются процентное содержа-
ние, сроки годности.
Все указанные изменения предварительно обосновываются глубоки-
ми исследованиями, проводимыми в ГНИИСКЛС и других научно-
исследовательских и учебных институтах.
4.7. МЕЖДУНАРОДНАЯ ФАРМАКОПЕЯ
Идея создания Международной фармакопеи вызвана необходимос-
тью унификации номенклатуры и требований к качеству лекарствен-
ных средств во всех странах мира. Первые попытки реализации этой
идеи относятся к концу XIX — началу XX вв. Они завершились ратифи-
кацией в 1906 г. в Брюсселе 19 государствами соглашения ”0 едино-
образном приготовлении сильнодействующих лекарственных средств”.
Второе международное соглашение ратифицировано там же в 1929 г.
Оно включало 41 статью, содержало описание 77 лекарственных ве-
ществ и их комбинаций. Это соглашение касалось главным образом
общих принципов получения галеновых препаратов, номенклатуры
лекарств и их высших доз.
Международные соглашения явились основой создания междуна-
родной фармакопеи, национальных и региональных фармакопей. Все-
мирная организация здравоохранения при ООН образовала в 1947 г.
Комитет экспертов и Секцию унификации фармакопей. Итогом ее
работы было создание в 1951 г. первого тома Международной фарма-
копеи, который включает 218 статей и 43 приложения. В 1955 г. вы-
шел в свет второй том первого издания (217 статей, 26 приложений), а
в 1959 г. — дополнение к первому изданию. В 1967 г. издано на анг-
лийском языке, а в 1969 г. — в русском переводе второе издание Меж-
дународной фармакопеи, которое имеет подзаголовок ’’Спецификации
для контроля качества фармацевтических препаратов”. Это издание
включает 555 статей и 69 приложений. Исключение из первого изда-
ния 116 статей и включение 163 статей явилось свидетельством прог-
ресса фармации за истекшие 16 лет. В 1971 г. вышло дополнение ко
второму изданию.
Отличие Международной фармакопеи от национальных фармако-
пей заключается в том, что ее требования имеют не законодательный,
а рекомендательный характер. Таким образом, Международная фарма-
копея — это своеобразная основа для разработки национальных фар-
макопей. Требованиями на лекарственные средства, изложенными в
Международной фармакопее, руководствуются страны, не имеющие
своих фармакопей или приобретающие лекарства из других стран.
Учитывая, что из 150 стран мира, членов ООН, только 33 имеют свои
133
национальные или региональные фармакопеи, значение Международ-
ной фармакопеи в деле улучшения контроля за качеством лекарств
очень велико.
Построение фармакопейных статей на лекарственные средства в
Международной фармакопее мало отличается от ГФ X. Большинство
физических, химических и физико-химических методов анализа, реко-
мендованных вторым изданием Международной фармакопеи, исполь-
зуется также в ГФ X.
,В 1979 г. вышел в свет первый том третьего издания Международ-
ной фармакопеи, названный ’’Основные методы анализа”. Он состоит
из ’’Предисловия”, ’’Общих замечаний”, пяти разделов, включающих
описания физических, физико-химических, химических, биологичес-
ких, фармакогностических методов анализа и ’’Приложения”.
В 1981 г. вышел в свет второй том третьего издания Международ-
ной фармакопеи, который в 1983 г. выпущен на русском языке. Он
содержит спецификации (статьи) для контроля качества 126 лекарст-
венных средств, которые, по мнению экспертов ВОЗ и других специа-
листов, наиболее широко применяются в медицинской практике.
Построение статей во втором томе третьего издания несколько отли-
чается от ГФ X и от второго издания Международной фармакопеи.
После латинского и русского названий лекарственного вещества приво-
дятся его брутто-формула, относительная молекулярная масса, струк-
турная формула, химическое наименование и синонимы. Затем следу-
ют описание внешнего вида, сведения о растворимости, применении в
медицине (категории), хранении лекарственного средства и в случае
необходимости дополнительная информация о нем, излагаются требо-
вания к количественному содержанию лекарственного вещества и
только после этого приводятся способы оценки подлинности, чистоты
и количественного определения. В качестве приложения во втором
томе имеется список реактивов, испытательных растворов и титрован-
ных растворов, а также международных химических стандартных
образцов.
По сравнению со вторым изданием Международной фармакопеи в
третье издание впервые введены новые статьи на такие физические
методы, как установление фазовой растворимости; химические методы:
комплексонометрическое и нитритометрическое титрование; физико-
химические методы: атомная абсорбционная спектрофотометрия, ион-
нообменная хроматография, жидкостная хроматография под высоким
давлением, газовая хроматография, электрофорез. Значительно расши-
рены статьи: турбидиметрия и нефелометрия; спектрофотометрия в
видимой и ультрафиолетовой областях; определение воды методом
Фишера. Указанные дополнения свидетельствуют о перспективности
134
этих методов в фармацевтическом анализе. В третьем издании Между-
народной фармакопеи отражены новые требования к точности измере-
ний температуры и pH, даны нормы отклонений, допустимых при их
количественном определении. В отдельную статью выделены единицы
измерения, соответствующие принятой новой международной системе.
Третий том третьего издания Международной фармакопеи ’’Специ-
фикации для контроля качества фармацевтических препаратов" выпу-
щен ВОЗ в 1988 г. В 4990 г. вышло в свет его издание на русском
языке. Оно является продолжением второго тома и содержит специфи-
кации для контроля качества остальных 157 субстанций, которые
вошли в "Примерный список основных лекарственных средств". Дан-
ный список был составлен специалистами ВОЗ на основе экспертной
оценки номенклатуры лекарственных средств, применяемых в боль-
шинстве стран мира. Следует отметить, что некоторые из лекарствен-
ных средств, вошедших во второй и третий тома, ранее не были вклю-
чены ни в один национальный или международный справочник.
Последующие тома Международной фармакопеи третьего издания
будут содержать стандарты качества широко применяемых готовых
лекарственных форм, а также вспомогательных веществ и упаковочных
материалов, необходимых для приготовления и упаковки этих средств.
В следующий том будут также включены ряд газообразных лекарст-
венных веществ (кислород, оксид азота и др.).
4.8. НАЦИОНАЛЬНЫЕ И РЕГИОНАЛЬНЫЕ ФАРМАКОПЕИ
Систематически через 5—8 лет осуществляют выпуск национальных
фармакопей такие крупные государства, как США, Великобритания,
Франция, Германия, Япония, Италия, Швейцария и некоторые др.
Изданные в 1924—1946 гг. фармакопеи Греции, Чили, Парагвая, Пор-
тугалии, Венесуэлы уже утратили свое значение.
Первый опыт создания региональной фармакопеи осуществили
Скандинавские страны (Норвегия, Финляндия, Дания и Швеция).
Изданная Скандинавская фармакопея с 1965 г. приобрела законода-
тельный характер для этих стран.
Восемь западноевропейских государств (Великобритания, ФРГ,
Франция, Италия, Бельгия, Люксембург, Нидерланды и Швейцария),
входящих в ЕЭС (Европейское экономическое сообщество), создали в
1964 г. Фармакопейную комиссию. Она подготовила и в 1969 г. выпус-
тила в свет первый, а в 1971 г. — второй том Фармакопеи ЕЭС (в
1973 г. выпущено дополнение к этим изданиям). В 1976 г. Фармакопея
ЕЭС была признана Скандинавскими странами, Исландией и Ирлан-
дией. Фармакопея ЕЭС имеет законодательный характер, но не заме-
няет национальные фармакопеи этих стран.
135
Региональные фармакопеи способствуют унификации номенклатуры
и требований к качеству лекарственных средств, получаемых в различ-
ных странах региона.
В 1976 г. выпущен третий том Европейской фармакопеи. В нем
опубликованы более 300 частных статей на лекарственные средства.
Уже само их число свидетельствует о том, что региональная фармако-
пея не охватывает всей номенклатуры применяемых в этих странах
лекарственных средств. Однако она оказывает влияние на специфику
национальных фармакопей, используемые в них методы исследования,
критерии оценки, причем главенствующая роль при арбитражной и
других видах оценки качества препаратов принадлежит Европейской
фармакопее, хотя, например, в Британской фармакопее содержится
более 1200 частных статей на лекарственные средства.
Выпущенная в 1988 г. Британская фармакопея включает два тома.
Первый из них содержит введение, предисловие, общие положения,
состав Британской и Европейской фармакопейных комиссий. Здесь
изложены требования к индивидуальным лекарственным веществам.
Во втором томе приведены требования к лекарственным формам как
заводского, так и индивидуального изготовления, а также к иммуноло-
гическим средствам и препаратам, изготовленным из крови. Сюда
включены общие и частные статьи на лекарственные формы, в том
числе суппозитории, пасты и др. В частных статьях указаны состав,
соотношение компонентов, описаны методики контроля каждого из
них. Для идентификации использована И К-спектрофотометрия с
выделением характерных полос поглощения.
Фармакопея США ХХЦ издания (1990 г.) включает 2958 частных
статей на лекарственные средства, в том числе 1015 на индивидуаль-
ные лекарственные вещества и 1943 на лекарственные формы, сум-
марные препараты и растительное сырье.
Структура фармакопейной статьи сходна с Международной фарма-
копеей: название лекарственного средства (на английском языке),
графическая и структурная формулы, молекулярная масса, рациональ-
ное химическое название. Затем указаны содержание лекарственного
вещества в препарате (в %), упаковка и правила хранения, рекоменду-
емый стандартный образец, способы идентификации лекарственного
средства, его температура плавления, потеря в массе при высушива-
нии, остаток после прокаливания, испытания на присутствие примесей,
количественное определение. В фармакопейных статьях отсутствует
описание физических свойств лекарственных средств. Они изложены
во второй части фармакопеи в разделе ’’Описание и растворимость”.
Там же приведены общие испытания и методы, используемые для
количественного определения, общие правила проведения испытаний
136
и определений, аппаратура для их выполнения, микробиологические,
биологические, физические и химические тесты, испытания на под-
линность, чистоту, химические методы количественного определения.
В разделе "Физические тесты и определения" описаны методы устано-
вления подлинности и количественного определения с помощью спект-
рофотометрии в УФ- и ИК-области, масс-спектрометрии, поляримет-
рии, дифракции рентгеновских лучей, термического анализа, рН-мет-
рии, полярографии, ЯМР-спектроскопии, хроматографии и др.
В приложениях к Фармакопее США XXII издания имеется обшир-
ный справочный материал, представленный в виде таблиц, включаю-
щих сведения о растворимости, реагентах, индикаторах, атомных и
молекулярных массах, а также алкоголеметрические таблицы.
В фармакопею включен также XVII национальный формуляр США,
содержащий 243 статьи на не вошедшие в фармакопею препараты.
Первое издание "Национального формуляра неофициальных препара-
тов" вышло в свет в 1888 г. и, как следует из самого названия, вклю-
чало только неофициальные препараты. Начиная с 1906 г. (третье
издание) название изменилось на "Национальный формуляр" и он, так
же как и Фармакопея, стал признанным официальным компендиумом.
Первые 14 изданий Национального формуляра выпускались отдельным
томом вначале один раз в 10 лет, а с 1936 г. — раз в 5 лет. С января
1975 г. они издаются в одном томе, что создает удобства при
пользовании.
Хотя Фармакопея и Национальный формуляр США готовятся и
издаются неправительственными организациями, они имеют офици-
альную юридическую силу и статус государственного стандарта на
лекарственные средства. Федеральные законы, принятые в США,
требуют, чтобы все лекарства отвечали требованиям Фармакопеи по
стандартам эффективности, качества и чистоты, упаковке и маркиров-
ке. В США имеется Конвенция Фармакопеи, которая выполняет при-
мерно те же функции, что и Фармакопейный комитет в России. В сос-
тав Конвенции входят представители медицинских и фармацевтичес-
ких высших учебных заведений, научных учреждений, медицинских и
фармацевтических ассоциаций, химических обществ, других научных и
торговых ассоциаций, различных федеральных бюро и департаментов.
4.9. КОМПЕНДИУМ МЕДИКАМЕНТОРУМ
Впервые Компендиум Медикаменторум вышел в свет в 1970 г. на
русском и немецком языках. Он представляет собой сборник унифици-
рованных требований и методов испытаний лекарственных средств,
которые выпускались в странах—членах СЭВ и Югославии. Необходи-
137
мость создания такого сборника была вызвана тем, что в этих странах
широко развита кооперация и специализация производства лекарств.
Взаимными поставками обеспечивалось до 95% потребности в них.
Компендиум Медикаменторум был подготовлен рабочей группой,
состоящей из представителей различных стран — членов СЭВ. Основ-
ное его назначение — обеспечение унифицированного контроля за
лекарственными средствами, выпускаемыми в этих странах. В отличие
от фармакопей Компендиум Медикаменторум — сборник, состоящий
из отдельных заменяемых листов, что позволяет систематически его
обновлять. Издавался он периодически отдельными выпусками и
сохранил свое значение по настоящее время, так как номенклатура
большинства лекарств и методов оценки их качества не претерпели
существенных изменений.
В I выпуске Компендиума Медикаменторума приведена
номенклатура лекарственных веществ, составленная в соответствии с
рекомендациями ВОЗ. Затем дано описание некоторых общих методов
химического, физико-химического и биологического анализа лекарств;
приведены термины, применяемые для обозначения массы, объема,
температуры, длины, времени, давления, концентрации. Рассмотрены
способы установления точности измерения этих величин и оценка
результатов испытаний. Описаны способы проверки прозрачности и
окраски жидких веществ; категории, характеризующие растворимость;
методы определения температуры плавления; температуры кипения; pH
среды. Обусловлен также срок хранения готовых лекарственных форм
и порядок оформления ампул с инъекционными растворами.
Затем вышли II и III выпуски Компендиума Медикаменторума. Во
II выпуске содержатся указания в отношении обозначения готовых
лекарственных средств, а также сроков их хранения.
В 1975 г. вышли IV—X, а в 1978 г. — XI и XII выпуски Компендиума
Медикаменторума. В IV, V и VI выпуски включены общие статьи на
тонкослойную хроматографию, микробиологическое определение анти-
биотиков. Приведены разделы, включающие описание испытаний на
стерильность, пирогенные примеси, вещества гистаминоподобного
действия; способ определения острой токсичности. В VII—X выпусках
содержится описание общих положений по испытанию готовых лекар-
ственных форм, критерии оценки их качества. Приведены общие ста-
тьи на таблетки, капсулы, глазные капли и мази, ушные капли, жид-
кости для инъекций, суппозитории, суспензии, а также на испытание
изделий из пластмасс и резины, стеклянных сосудов, используемых
для инъекционных растворов.
В XI—XIV выпусках Компендиума Медикаменторума приведены
общие статьи, содержащие требования к установлению иодного числа,
138
кислотного числа, числа омыления, перекисного (пероксидного) числа
и содержания неомыляемых веществ. Имеются также разделы, предус-
матривающие испытания на микробиологическую чистоту, специфи-
ческую электрическую проводимость, растворимость, определение
содержимого упакованных лекарственных веществ, биологическое
определение инсулина.
Выпуски XV—XVIII включают разделы, в которых описаны испыта-
ния инъекционных лекарственных форм инсулина продленного дейст-
вия, опредапение гидроксильного числа, температуры затвердевания.
В разделе "Аэрозоли” дана общая характеристика этой лекарственной
формы, приведены требования к баллонам, клапанам и описаны мето-
дики проведения испытаний аэрозолей. Здесь же имеется общая ста-
тья ’’Испытание на однородность дозирования в лекарственных фор-
мах разового применения”. В ней указаны условия и методики выпол-
нения испытания таблеток, покрытых оболочкой, капсул или сухих
лекарственных форм, содержание действующих веществ в которых 0,05
г и менее. Сущность испытаний заключается в определении содержа-
ния действующего вещества в одной таблетке (капсуле, драже) и уста-
новления отклонения от номинала, которое, как правило, не должно
превышать ± 15%. Большое внимание уделено в указанных выпусках
методам расчетов и статистической оценке биологических испытаний.
К 1983 г. составлено 20 выпусков Компендиума Медикаменторума.
4.10. СИСТЕМА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВ
В УСЛОВИЯХ
ХИМИКО-ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Основным документом, нормирующим технологию производства и
контроль качества серийно выпускаемых лекарств в условиях химико-
фармацевтических предприятий, является промышленный регламент.
Цель разработки и использования в производстве промышленного рег-
ламента состоит в создании таких лекарств, которые обладают макси-
мальной фармакологической активностью при минимальном побочном
действии, требуют малых доз для проявления терапевтического эф-
фекта и сохраняют эти качества в течение максимально возможного
промежутка времени.
Промышленные регламенты разрабатываются отраслевыми научно-
исследовательскими институтами совместно с промышленными пред-
приятиями, опытными или экспериментальными подразделениями
этих предприятий. Требования, указанные в промышленном регламен-
те, по контролю качества лекарственного средства имеют такой же
законодательный характер, как требования ГФ, ФС, ВФС. Контроль
за выполнением этих требований возлагается на ОТК предприятия.
139
Разработка промышленного регламента осуществляется поэтапно в
соответствии с отраслевым стандартом ОСТ 64-2 — 72 и вхрючает
четыре стадии.
I. Разработка лабораторного регламента — документа, которым
завершаются научные исследования по получению лекарственного
средства в лабораторных условиях.
II. Разработка опытно-промышленного регламента — документа,
которым завершается отработка технологии получения и контроля
производства лекарственного средства в условиях опытно-промышлен-
ного цеха.
III. Разработка пускового регламента, осуществляемая на основе
опытно-промышленного регламента и проектной документации на
производство лекарственного средства. Это документ, позволяющий
осуществить промышленное производство нового лекарственного пре-
парата или лекарственной формы.
IV. Оформление пускового регламента в промышленный осуществ-
ляется только тогда, когда достигнуты проектные данные по технико-
экономическим показателям и по мощности, а качество лекарственного
средства соответствует требованиям, установленным ГФ, ФС или ВФС.
Промышленный регламент включает следующие разделы: характе-
ристика конечного продукта производства; химическая схема произ-
водства; технологическая схема производства; промежуточные продук-
ты, сырье и материалы; аппаратурная схема производства и специфи-
кация оборудования; изложение технологического процесса; отходы
производства, выбросы в атмосферу, их использование и обезврежива-
ние; контроль производства; техника безопасности, пожарная безопас-
ность, производственная санитария; перечень производственных инст-
рукций; технико-экономические нормативы; информационные материа-
лы.
Промышленный регламент отражает сведения, необходимые для
оптимального и безопасного осуществления технологического процесса
производства. Содержание этой части регламента изучается в курсе
технологии лекарств.
Тесная взаимосвязь между технологическим процессом производст-
ва лекарственного вещества и аналитическим контролем находит свое
отражение при разработке лабораторного, опытно-промышленного и
промышленного регламентов. Однако функции аналитического контро-
ля при этом отличаются. При разработке лабораторного регламента
используется экспериментальный материал, обосновывающий выбор
метода анализа, характеристики и области применения методик при
исследовании. При этом используются методы анализа с высокой
степенью информативности (ИК-, УФ-, ЯМР-, ЭПР-, масс-спектро-
140
метрид), позволяющие всесторонне исследовать химические превраще-
ния и их механизм. В опытно-промышленных регламентах используют-
ся методики контроля, апробированные в лабораторном регламенте.
Подбор их осуществляется с учетом имеющейся аппаратуры, экспрес-
сности и способов выражения результатов. На данном этапе необходи-
мы простые, но высокопроизводительные методы (поляриметрия,
рефрактометрия, кондуктометрия и др.), позволяющие осуществить
автоматический контроль. В промышленные регламенты включают
методики, основанные на применении стандартной серийной аппарату-
ры, стандартных реактивов. В основном это методы, апробированные в
опытно-промышленных регламентах.
Технический и аналитический контроль осуществляется на всех
стадиях производства лекарственных средств. Это находит отражение
в промышленном регламенте в виде так называемых контрольных
точек, обеспечивающих соблюдение установленного технологического
режима. Под контрольной точкой понимают место, название опреде-
ляемого параметра, норматив, техническое средство и метод его опре-
деления. Контрольные точки описываются в таких разделах регламен-
та, как характеристика конечного продукта производства, промежуточ-
ные продукты, сырье и материалы; аппаратурная схема производства и
спецификация оборудования; изложение технологического процесса;
отходы производства, выбросы в атмосферу, их использование и обез-
вреживание.
В регламенте должен быть изложен точный порядок проведения
контроля, т.е. перечислены объекты и средства контроля, контролиру-
емые параметры, их нормативы, методы и частота контроля.
В разделе промышленного регламента ’’Контроль производства”
приводят описание последовательности выполнения постадийного
контроля. Указаны места технологической схемы, в которых осуществ-
ляется забор проб для выполнения анализа, дается перечень парамет-
ров, которые необходимо проверять, описываются методы анализа. В
промышленном регламенте подробно отражается система контроля
качества исходных и промежуточных продуктов, сырья и материалов.
Качество лекарственного средства обеспечивается до начала его произ-
водства тщательным контролем исходного сырья.
Раздел ’’Характеристика конечного продукта производства” вклю-
чает название и основное назначение лекарственного средства, инфор-
мацию о документах, дающих право на его производство и устанавли-
вающих показатели его качества, краткое описание свойств, виды и
формы упаковок.
В этом же разделе даны фармакологическая характеристика и
область применения лекарственного вещества. Здесь же описывают
141
основные результаты исследований, характеризующие изменений свой-
ств, внешнего вида, количественного содержания лекарственного ве-
щества, происходящие под воздействием нагрева, охлаждения/ влаги,
водной среды с разными значениями pH, кислорода воздуха!, света,
углекислого газа и других факторов. Эти данные позволяют сделать
заключение о том, в какой степени указанные факторы ускоряют
процессы разрушения лекарственного вещества, а следовательно, уста-
новить условия хранения и срок годности. Последний указывают в
данном разделе регламента, причем должна быть оговорена зависи-
мость условий и сроков хранения от вида упаковки. Указанные данные
в разделе ’’Характеристика конечного продукта производства” в соче-
тании с НТД (ФС или ВФС) полностью отражают требования, предъ-
являемые к качеству выпускаемого лекарственного средства, и дают
право на его промышленное производство.
Интенсификация химико-фармацевтических производств находится
в прямой зависимости от взаимодействия всех звеньев технологическо-
го процесса: технологической схемы, оборудования, контроля и управ-
ления. В этой системе особое место занимает аналитический контроль
производства, который осуществляется на трех основных уровнях.
Первый, локальный, уровень обеспечивает контроль какого-то одного
процесса, например одной стадии реакции, упаривания, фильтрования
и т.д. Его итогом является получение промежуточного продукта, кото-
рый тут же передается для очистки, кристаллизации и т.д. На этом
уровне необходимы быстродействующие способы анализа, которые, не
задерживая технологического цроцесса, позволяют дать заключение о
качестве промежуточного продукта. Для этой цели используют реф-
рактометрию, колориметрию, pH-метрию, ГЖХ, ВЭЖХ. Нередко этот
контроль обеспечивается непрерывно (автоматизированный контроль).
Второй уровень предполагает управление и контроль за целой
стадией разнотипных реакционных процессов, а также очистки и выде-
ления. В данном случае суммируются выход и затраты на все стадии,
а итогом является выпуск полупродукта для последующих стадий
производства. На этом уровне не требуется быстрых методов, так как
потребность в полупродукте на последующих этапах может возникнуть
через несколько часов и даже суток. Для анализа используются селек-
тивные физико-химические методы: все виды хроматографии, спектро-
фотометрии, полярографии, потенциометрическое титрование. Основ-
ная задача этого уровня — контроль соотношения исходных и конеч-
ного продуктов (выход) и установление ряда параметров качества с
целью коррекции в последующем производстве.
Третий, высший, уровень должен давать возможность установить
количество и качество выпускаемого конечного продукта, а также всех
142
произведенных сырьевых, энергетических и других затрат (эконо-
мичность производства). Оценка выпускаемого продукта производится
по НТД (ГФ, ФС, ВФС). В данном случае быстродействие и перио-
дичность анализа существенного значения не имеют. Они влияют
только на производительность труда службы аналитического контро-
ля. На Первое место выдвигаются селективность и точность исполь-
зуемых методов. Применяются на этом уровне рекомендуемые НТД
химические и физико-химические методы анализа.
Таким образом, задачи и возможности контроля находятся в тесной
взаимосвязи с технологическими процессами. Аналитический контроль
выполняется на всех уровнях производства отделами технического
контроля (ОТК). ОТК контролирует технологию производства, качест-
во промежуточных продуктов получения лекарств, поступающих из
цеха в цех, следит за состоянием измерительных приборов и аппара-
туры, проводит профилактические мероприятия по улучшению качест-
ва выпускаемых лекарств. Особенно тщательно контролируется готовая
продукция: соответствие ее требованиям ГФ, ФС или ВФС. Система-
тически проверяются правильность хранения исходного сырья и гото-
вой продукции, качество тары и упаковки, маркировка, оформление
документации. Последняя должна обязательно сопровождать каждую
партию или серию выпущенных лекарств.
Таким образом, ОТК несет ответственность за качество выпускае-
мых лекарств и осуществляет всесторонний технический контроль на
всех стадиях от приемки сырья до выпуска и отправки готовой про-
дукции.
Структура ОТК зависит от объема и характера производства. Обы-
чно она включает несколько лабораторий: аналитическую, биологичес-
кую, бактериологическую и др. В крупных цехах ОТК имеет аналити-
ческие лаборатории, которые осуществляют текущий контроль произ-
водства и проводят выборочные анализы сырья, полуфабрикатов,
промежуточных продуктов получения лекарственных веществ. Большое
внимание цеховые лаборатории уделяют первичному контролю готовой
продукции, например ампулированных растворов на наличие механи-
ческих примесей, внешней формы таблеток и т.д. Если цех не имеет
аналитической лаборатории, то в нем работают контролеры ОТК.
Особенно тщательному контролю подвергают те лекарственные
средства, которые впервые выпускают на данном предприятии. Сущес-
твуют три основные формы контроля качества таких лекарств: предва-
рительный, последующий выборочный и арбитражный.
Предварительному контролю подвергают все
лекарственные средства, впервые выпускаемые данным предприятием.
Образцы отбирает ОТК завода. Лекарственное средство снимают с
143
предварительного контроля, если качество пяти проанализированных
серий соответствует требованиям НТД. Только после этого завод полу-
чает право на реализацию данного лекарства. /
Последующему выборочному контролю
подвергают все серийно выпускаемые лекарственные средства. В дан-
ном случае анализируют не все выпускаемые серии, а лишь некоторые.
Арбитражный контроль лекарственных средств вы-
полняют в том случае, когда возникают разногласия в оценке их ка-
чества между заводом-поставщиком и потребителем.
4.11. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВ
В КОНТРОЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКИХ ЛАБОРАТОРИЯХ
Деятельность контрольно-аналитической лаборатории включает
организационно-методическую и производственную работу. В зависи-
мости от ее объема лаборатории делят на категории. Функции кон-
трольно-аналитических лабораторий определены Положением, утверж-
денным приказом Министерства здравоохранения СССР № 84 от 24
января 1979 г.
Вопросы организационно-методической деятельности, устройства и
оборудования лабораторий, штатов, учета, отчетности и планирования
основных показателей работы контрольно-аналитической лаборатории
рассматриваются в курсе организации и экономики фармации. Поэто-
му остановимся на производственной деятельности, которая включает
контроль качества лекарств, поступающих от предприятий медицинс-
кой промышленности, а также изготавливаемых на фармацевтических
фабриках и в аптеках. К производственной деятельности следует
также отнести контроль за соблюдением правил и сроков хранения
лекарственных средств.
Вопросы дальнейшего совершенствования и ужесточения контроля
за качеством лекарственных средств, поступающих от предприятий
медицинской промышленности, нашли отражение в приказе М3 СССР
№ 1475 от 28 декабря 1984 г. ”0 мерах по дальнейшему совершенст-
вованию и усилению контроля качества лекарственных средств, посту-
пающих на аптечные склады (базы) от промышленных предприятий”.
Утвержденная этим приказом инструкция устанавливает порядок
осуществления контроля контрольно-аналитическими лабораториями,
на которые возложены обязанности по проверке лекарственных сре-
дств, поступающих от промышленных предприятий, в том числе от
фармацевтических фабрик и от баз снабжения. Прием на аптечный
склад (базу) должен начинаться с тщательного осмотра внешнего вида
лекарственного средства, упаковки, маркировки выборочно от каждой
144
поступившей серии (партии). Обязательной посерийной проверке в
контрольно-аналитической лаборатории на соответствие всем требова-
ниям НТД подлежат лекарственные вещества, используемые в аптеках
для изготовления инъекционных растворов и глазных капель (мазей);
наркотические лекарственные средства в массе и в виде готовых лекар-
ственных форм; лекарственные вещества, используемые для ингаляци-
онного наркоза (за исключением кислорода и азота закиси); бария
сульфат. Все остальные лекарственные средства контролируются в
лаборатории только в случае сомнения в их качестве.
Инъекционные растворы (исключая бактерийные и вирусные пре-
параты) и глазные капли подвергаются посерийному контролю на
подлинность и pH растворов в соответствии с требованиями НТД. Эти
два вида лекарственных форм должны проверяться также на отсутст-
вие механических примесей в ампулах, бутылках, флаконах, их содер-
жащих.
На подлинность, измельченность и содержание примесей в соответс-
твии с требованиями ГФ контролируется каждая партия лекарствен-
ного сырья (в массе, расфасованном виде и в брикетах).
Если лекарственное средство, поступившее от промышленного пред-
приятия, прошло посерийную проверку на аптечном складе (базе), то
при последующей отправке другим местным аптечным складам оно
сопровождается заверенной копией протокола анализа, подтверждаю-
щей качество этого лекарственного средства. Поэтому на местных
аптечных складах повторного анализа этих лекарственных средств не
проводится, за исключением случаев возникновения сомнения в их
качестве.
В функции контрольно-аналитической лаборатории входит система-
тический контроль лекарств, имеющих ограниченный срок годности,
независимо от того, хранятся они на аптечных складах или в аптеках.
Если лекарственное средство данной группы претерпевает внешние
изменения, то его подвергают контрольному анализу вне зависимости
от установленных сроков годности.
В ряде случаев по истечении сроков годности республиканские,
областные (городские) контрольно-аналитические лаборатории могут
провести переконтроль лекарств на возможность их дальнейшего при-
менения в медицинской практике. Переконтроль осуществляют только
тогда, когда НТД предусмотрен для данного препарата дополнитель-
ный срок годности. Продление срока годности возможно после получе-
ния положительных результатов лабораторного анализа по всем пока-
зателям НТД (ФС, ВФС, МРТУ). Дополнительный срок устанавлива-
ют с момента окончания основного срока годности. Он не должен
превышать дополнительный срок годности, установленный НТД для
145
данного препарата. Антибиотики, кровезаменители, гормонально-
эндокринные препараты, требующие биологических и других сложных
методов анализа, подвергают переконтролю на заводах-изготовителях.
Повышение требований к качеству лекарственных средств, срокам
разработки НТД, внедрение новых методов в фармацевтический ана-
лиз настоятельно требуют внедрения электронно-вычислительной
техники в практическую работу провизора-аналитика. Многие аспекты
его деятельности могут быть алгоритмизированы, поддаются формали-
зации и выполнению персональным компьютером. Это относится к
сбору, хранению, тиражированию и использованию аналитических
сигналов, метрологическому контролю и оценке результатов анализа.
В практику повседневной работы контрольно-аналитических лабо-
раторий с помощью персональных компьютеров могут быть внедрены
такие математические методы, как регрессионный и корреляционный
анализ, расчет производных и интегральных характеристик, преобра-
зование Фурье, суммирование и фильтрование аналитических сигналов
и т.д. На базе отечественных персональных компьютеров типа ЕС-1840
(41) 42, ДВК-4, ”Истра-4816” возможны оперативная разработка, пе-
ресмотр и издание НТД, ведение архивов с результатами анализа,
составление отчетов, справок, мониторинг и контроль деятельности
аналитической службы. Для указанных типов компьютеров разработа-
ны программы, позволяющие реализовать обработку данных элемент-
ного анализа, спектрофотометрии в УФ- и ИК-областях и др. Это
позволяет значительно расширить возможности автоматизированного
рабочего места провизора-аналитика в части метрологического контро-
ля аналитических данных, обработки текстовой, графической и число-
вой информации. Компьютеры используют для выбора оптимальных
условий разделения смесей, обработки результатов вычисления раз-
личных параметров, дистанционного управления аналитическими
процессами на основе разработанных программ и алгоритмов. С помо-
щью ЭВМ можно оперативно управлять работой всей аналитической
лаборатории, оснащенной различными приборами.
4.12. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВ В АПТЕКАХ
Внутри аптечный контроль качества лекарств включает не только
аналитический контроль, но и систему мероприятий, которые обеспе-
чивают правильное хранение, приготовление и отпуск лекарств. Внут-
риаптечный контроль основан на строгом соблюдении фармацевтичес-
кого и санитарного режима в аптеке.
Основные требования, предъявляемые к санитарному режиму аптеч-
ного производства и личной гигиене работников аптек, определены
146
специальной ’’Инструкцией по санитарному режиму аптек”, которая
утверждена приказом по М3 СССР № 581 от 30 апреля 1985 г. В ней
приведены санитарные требования к получению, транспортировке и
хранению воды очищенной и воды для инъекций, а также условия,
которые необходимо соблюдать при изготовлении лекарств в асепти-
ческих условиях и при изготовлении нестерильных лекарственных
форм.
Особые требования Предъявляются к приготовлению и контролю
качества лекарств для новорожденных. В приказе по М3 СССР №
1026 от 19 октября 1982 г. ”06 усилении контроля качества санитар-
ного состояния родильных домов, детских лечебных учреждений”
указывается, что все лекарства для новорожденных должны готовиться
в аптеках только в асептических условиях, а растворы как для внут-
реннего, так и для наружного применения и глазные капли должны
быть стерильными.
Внутриаптечный контроль осуществляется в соответствии с ’’Инст-
рукцией по контролю качества лекарственных средств, изготавливае-
мых в аптеках”, утвержденной приказом по М3 СССР № 96 от 3 апре-
ля 1991 г. В ней предусмотрены все необходимые мероприятия, обес-
печивающие изготовление в аптеках лекарств, качество которых соот-
ветствует требованиям, регламентированным ГФ, действующими при-
казами и инструкциями.
Все лекарства, изготовленные в любой аптеке (независимо от ведом-
ственной подчиненности) по индивидуальным рецептам или по требо-
ваниям лечебно-профилактических учреждений, а также внутриаптеч-
ная заготовка, фасовка, концентраты и полуфабрикаты подвергаются
внутриаптечному контролю. Система внутриаптечного контроля пре-
дусматривает проведение предупредительных мероприятий, органолеп-
тический контроль, письменный контроль, опросный контроль, физи-
ческий контроль, химический контроль и контроль при отпуске. Обя-
зательными для всех изготавливаемых в аптеке лекарственных средств
являются письменный, органолептический контроль и контроль при
отпуске. Опросный, физический и химический контроль осуществляет-
ся выборочно.
Внутриаптечный контроль выполняют заведующий аптекой, его
заместители, провизор-аналитик и провизор-технолог. Заведующий
аптекой, его заместители и провизор-аналитик обязаны владеть всеми
видами внутриаптечного контроля качества лекарств и обеспечить их
выполнение. Провизор-технолог обязан уметь осуществлять все виды
внутриаптечного контроля, включая качественный анализ и полный
химический контроль. Для внутриаптечного контроля в аптеках дол-
жны быть аналитические кабинеты или аналитические столы, осна-
147
щенные необходимыми приборами, реактивами, справочной и специа-
льной литературой.
Предупредительные мероприятия включают проведение прие-
мочного контроля, в частности проверку упаковки, укупор-
ки, внешнего вида и других возможных дефектов. Контроль внешнего
вида заключается в проверке агрегатного состояния, цвета, запаха
лекарственных средств. В случае сомнения в качестве лекарственное
вещество направляется для проверки в контрольно-аналитическую
лабораторию и до решения вопроса о его качестве хранится в аптеке
изолированно с обозначением ’’Забраковано при приемочном контро-
ле”.
В число предупредительных также входят следующие мероприя-
тия: соблюдение санитарного и противоэпидемического режимов,
правил асептики, фармацевтического порядка в аптеке, обеспечение
исправности и точности приборов, аппаратов и другого оборудования;
необходимость тщательной проверки поступающих в аптеку рецептов и
требований от больных и лечебно-профилактических учреждений с
целью контроля правильности выписывания, совместимости, прописан-
ных доз; строгое соблюдение утвержденной номенклатуры и требова-
ний ГФ, НТД по технологии изготовления лекарств, концентратов,
полуфабрикатов и внутриаптечной заготовки; обеспечение сроков и
условий хранения в аптеках лекарственных веществ в зависимости от
их физических и химических свойств и в соответствии с требованиями
ГФ, действующих приказов и инструкций.
Важное значение имеет правильность заполнения и оформления
штангласов с лекарственными средствами. На всех без исключения
штангласах в помещениях хранения должны быть указаны номер
серии завода-изготовителя и номер анализа склада (если лекарство на
нем подвергалось контролю), срок годности, дата и подпись заполнив-
шего штанглас. На штангласах с сердечными гликозидами указывает-
ся число ЕД/г или ЕД/мл.
В ассистентских комнатах на всех штангласах должны быть: дата
заполнения, подписи заполнившего и проверившего подлинность
лекарственного вещества, а если они относятся к спискам А и Б, то
указываются также высшие разовые и суточные дозы. Штангласы с
растворами, настойками и жидкими полуфабрикатами должны иметь
нормальные каплемеры или пипетки. На штангласе должно быть ука-
зано число капель в определенном объеме.
Заполнение штангласа должно производиться только после полного
использования лекарственного вещества и соответствующей обработки
штангласа. Если содержимое штангласа предназначено для изготовле-
ния стерильных лекарств, то это должно быть указано на этикетке. В
148
аптеках I—IV групп должны быть дублированные штангласы для
препаратов, которые наиболее часто используются для изготовления
лекарственных форм.
Лекарственное растительное сырье, поступившее от населения,
проверяется на подлинность по внешним признакам в соответствии с
требованиями ГФ и немедленно отсылается в контрольно-аналитичес-
кую лабораторию для проведения анализа.
Письменный контроль осуществляется при изготовлении лекарст-
венных форм по индивидуальным прописям и требованиям лечебно-
профилактических учреждений. При этом заполняются паспорта
письменного контроля, в которых указываются дата, номер рецепта
(требования), взятые лекарственные вещества и их количество, число
доз. Паспорт подписывают лица, изготовившие, расфасовавшие и
проверившие лекарства. Все расчеты производятся до изготовления
лекарственной формы и записываются на оборотной стороне паспорта.
Записи названий лекарственных веществ производятся в паспорте на
латинском языке по памяти после изготовления лекарственной формы.
При использовании полуфабрикатов и концентратов указываются их
количества и концентрация. При изготовлении порошков (суппозито-
риев, пилюль) указываются масса отдельных доз и их количество. В
паспорте указываются также формулы, используемые при расчетах,
коэффициенты увеличения объема водных растворов при растворении
лекарственных веществ, величина суппозиторной (пилюльной) массы,
количество изотонирующих или стабилизирующих веществ, добавляе-
мых в глазные капли или растворы для инъекций.
Ведение паспортов письменного контроля является обязательным и
в тех случаях, когда лекарство изготавливается и отпускается одним и
тем же лицом. Паспорт при этом заполняется в процессе изготовления
лекарственной формы. Во всех остальных случаях производит провер-
ку рецепта и заполненного паспорта провизор-технолог или лицо, его
заменяющее. Контроль заключается в проверке соответствия записей в
паспорте, прописи в рецепте и правильности произведенных расчетов.
Если лекарственная форма проверена провизором-аналитиком полным
химическим контролем, то на паспорте ставятся номер анализа и под-
пись провизора-аналитика. Паспорта письменного контроля хранятся в
аптеке в течение одного месяца.
Опросный контроль производится выборочно после изготовления
фармацевтом не более пяти лекарственных форм. При проведении
опросного контроля провизор-технолог называет первый входящий в
лекарственную форму ингредиент, а в сложных лекарственных формах
указывает также его количество. После этого фармацевт перечисляет
все взятые им ингредиенты и их количества. Если для приготовления
149
лекарственной формы использовались полуфабрикаты или концентра-
ты, то фармацевт должен назвать их состав и концентрацию.
Органолептический контроль заключается в тщательной проверке
внешнего вида лекарственной формы, ее цвета, запаха, однородности
смешения. В жидких лекарственных формах проверяют отсутствие
механических примесей. Контроль осуществляют до разделения массы
на дозы. Органолептический контроль осуществляется выборочно в
течение всего рабочего дня у каждого фармацевта, но должно быть
проверено не менее трех лекарственных форм в день.
Физический контроль основан на проверке общей массы (объема)
лекарственной формы, а также количества и массы отдельных доз.
Контролируют массу 5—10% от общего числа доз, входящих в состав
лекарственной формы, но не менее трех доз. Физическому контролю
подвергаются каждая серия фасовки и внутриаптечной заготовки (не
менее трех-пяти единиц от серии), все лекарственные формы, требую-
щие стерилизации, до ее проведения, но после того, как проведена
расфасовка. Лекарственные формы индивидуального изготовления
контролируют выборочно, периодически в течение рабочего дня в
количестве не менее чем 3% от общего количества всех видов лекарст-
венных форм, изготовленных за день. При выполнении физического
контроля проверяется также качество упаковки.
Химический контроль основан на выполнении либо только качест-
венного анализа (установление подлинности), либо полного химическо-
го контроля, включающего качественный анализ и количественное
определение содержания лекарственных веществ в изготовленных в
аптеке лекарственных формах.
Ежедневно качественному анализу подвергается вода очищенная из
каждого баллона или из трубопровода на каждом рабочем месте. Воду
очищенную в соответствии с требованиями ФС контролируют на отсут-
ствие хлоридов, сульфатов и солей кальция. Вода для приготовления
инъекционных растворов, а также лекарств для новорожденных и
глазных капель кроме указанных испытаний проверяется также на
отсутствие восстанавливающих веществ, аммиака и углекислого газа.
Один раз в квартал вода очищенная направляется из аптеки в конт-
рольно-аналитическую лабораторию для полного химического анали-
за.
Качественному химическому анализу подлежат лекарственные сред-
ства, в том числе концентраты и полуфабрикаты, которые поступают
из помещений хранения в ассистентскую. В случае возникающих сом-
нений аналогичным образом контролируют лекарственные средства,
поступающие в аптеку со склада. Ежедневно контролируют в ассистен-
тской комнате концентраты, полуфабрикаты и жидкие лекарственные
150
формы, находящиеся в бюреточной установке и в штангласах с пипе-
ткой, а также каждую серию лекарств, расфасованных в аптеке. Ле-
карственные формы, изготовленные по индивидуальным рецептам и
требованиям лечебно-профилактических учреждений, подвергают
качественному анализу выборочно в течение рабочего дня. Число
контролируемых ежедневно лекарственных форм находится в зависи-
мости от объема выполняемой работы (количества приготавливаемых
лекарственных форм) в аптеке. У каждого фармацевта в аптеках I—II
группы — не менее 25 лекарств, III группы — не менее 15, IV—VI груп-
пы — не менее 8, VII—VIII группы — не менее трех лекарств в день.
Качественному анализу подвергаются все виды лекарственных форм,
но главное внимание уделяется контролю детских лекарственных форм
(особенно для новорожденных), а также лекарственных форм, приме-
няемых в офтальмологии или содержащих наркотические и ядовитые
вещества. При отсутствии методик количественного анализа лекарст-
венных форм для новорожденных они подвергаются проверке качест-
венными реакциями.
Полному химическому контролю подвергаются все растворы для
инъекций до и после стерилизации. Аналогично контролируются
глазные капли (мази), содержащие наркотические и ядовитые вещест-
ва, все лекарственные формы для новорожденных детей, растворы
кислоты соляной (для приема внутрь), атропина сульфата, ртути дих-
лорида и серебра нитрата, все концентраты, полуфабрикаты (в том
числе тритурации) и каждая серия внутриаптечной заготовки, а также
стабилизаторы, применяемые для изготовления растворов для инъек-
ций, и буферные растворы, применяемые для изготовления глазных
капель. Контролируется также концентрация этилового спирта при
разведении в аптеке или при получении со склада путем определения
плотности (спиртометром).
Лекарственные формы, изготовленные в аптеке по индивидуальным
рецептам или требованиям лечебно-профилактических учреждений,
подвергаются полному химическому контролю в количестве не менее
восьми от общего количества лекарственных форм, изготовленных в
одну смену. Особое внимание при этом следует уделять контролю
лекарственных форм для детей, а также применяемых в офтальмоло-
гии или содержащих наркотические и ядовитые вещества или раство-
ры для лечебных клизм.
Провизор-аналитик Центральной районной аптеки (ЦРА) осуществ-
ляет ежемесячно химический контроль не менее трех лекарственных
форм, изготовленных в прикрепленных аптеках, если в их штате нет
должности провизора-аналитика. В аптеках VI—VIII групп и в аптеч-
151
ных пунктах первой категории контролируется качество изготовления
не менее трех лекарственных форм в квартал.
Результаты органолептического, физического, качественного и
полного химического контроля регистрируются в соответствующих
журналах. Все случаи неудовлетворительного изготовления лекарств,
выявленные в аптеке, фиксируются в специальном журнале. Брак
устраняется, лекарственное средство вновь контролируется, а если
необходимо, готовится заново, проверяется и только после этого отпус-
кается.
Особые требования к контролю растворов для инъекций. Этот
контроль должен охватывать все стадии изготовления инъекционных
растворов. Результаты постадийного контроля вносятся в специальный
журнал, отдельно регистрируются результаты полного химического
анализа растворов для инъекций.
Помимо полного химического контроля качества инъекционных
растворов до стерилизации (включая определение pH изотонирующих
и стабилизирующих веществ) они контролируются также после стери-
лизации по внешнему виду, величине pH раствора, установлению под-
линности и количественному содержанию каждого ингредиента. Для
контроля отбирают один флакон с инъекционным раствором от каж-
дой серии. Осуществляется также контроль на качество упаковки
флаконов, достаточность их заполнения, отсутствие механических
включений до и после стерилизации, а также в случаях, предусмот-
ренных инструкциями, на стерильность и пирогенные вещества. Стери-
лизация растворов для инъекций осуществляется не позднее чем через
три часа после начала приготовления. Повторная стерилизация раст-
воров для инъекций не допускается. Параметры стерилизации регис-
трируются В журнале.
Изготовление растворов для инъекций не допускается при отсутст-
вии данных о химической совместимости входящих в них ингредиен-
тов, технологии изготовления, режиме стерилизации, а также при
отсутствии методик их полного химического контроля. Категорически
запрещается одновременное изготовление нескольких инъекционных
растворов, содержащих лекарственные вещества с разными наимено-
ваниями или одни и те же лекарственные средства, но в различных
концентрациях. Растворы для инъекций считаются забракованными
при несоответствии их физико-химических показателей, наличии
видимых механических включений, нестерильности, недостаточного
объема заполнения флакона, нарушении фиксированности укупорки.
Хранят растворы для инъекций в строгом соответствии с физико-
химическими свойствами входящих в их состав лекарственных веществ
и установленными сроками годности.
152
Контроль при отпуске. Ему подвергаются все изготовленные в
аптеке лекарства. При этом контролируют соответствие упаковки
физико-химическим свойствам входящих в них ингредиентов, пра-
вильность оформления отпускаемых лекарств, требования норматив-
ных документов, соответствие указанных в рецепте доз лекарственных
веществ списка А или Б возрасту больного, соответствие фамилии
больного и номера на рецепте и этикетке, правильность содержания и
оформления копии рецепта. Лицо, отпустившее лекарственное средст-
во, обязано поставить свою роспись на оборотной стороне рецепта
(требования).
Порядок оценки качества лекарств, изготовляемых в аптеках, и
нормы допустимых отклонений при изготовлении лекарств установле-
ны приказом по М3 СССР № 276 от 27 сентября 1991 г. Для оценки
качества изготовленных лекарств используют термины '’удовлетворя-
ет” или "не удовлетворяет” требованиям ГФ, ФС, ВФС или инструк-
циям М3 СССР. Лекарство может "не удовлетворять” установленным
требованиям по физическим свойствам (недостаточная чистота раство-
ра, плохое смешение и растирание ингредиентов порошка); по подлин-
ности (ошибочная замена одного препарата другим, отсутствие пропи-
санного или наличие непрописанного ингредиента, замена прописан-
ного препарата его аналогом без внесения изменений в рецепт); по
отклонениям от прописанных количеств; по общей массе (объему), по
развеске отдельных доз, по массе отдельных ингредиентов.
Повышение качества лекарств, изготавливаемых в аптеках, настоя-
тельно требует новых подходов к их стандартизации. Удельный вес
ГЛС, отпускаемых из аптек, не превышает 65%. Около 315 млн. ле-
карств изготавливается в аптеках по поликлиническим рецептам и 64
млн. — по стандартным рецептам. Такое обилие приготавливаемых
лекарств не может быть обеспечено надлежащим контролем за качест-
вом, технологией приготовления и соблюдением технологической
дисциплины. Причем увеличение и усложнение экстемпоральной ре-
цептуры, разнообразие прописанных компонентов и их дозировок
нередко совершенно ничем не оправданы. Вот почему необходимо
проведение работы по унификации часто повторяющихся прописей и
разработке на них НТД с включением технологии и способов контроля
качества. Эта огромная, сложнейшая работа проводится контроль-
но-аналитическими лабораториями, научно-исследовательскими и
учебными фармацевтическими институтами и факультетами. Целесо-
образность применения, терапевтическая эффективность, рациональ-
ная дозировка, фармакологическая совместимость должны подтверж-
даться соответствующими главными специалистами, учеными, врачами.
Затем в НИИ и вузах на соответствующих кафедрах разрабатываются
153
технология и методики контроля качества, рациональная упаковка,
сроки годности для включения в НТД. Проекты НТД апробируются в
базовых аптеках, контрольно-аналитических лабораториях, а затем
рассматриваются на комиссии по стандартизации ВНИИФ. Конечной
стадией является утверждение НТД и издание сборников унифициро-
ванных прописей для врачей и провизоров.
4.13. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ЛЕКАРСТВ
В ДРУГИХ СТРАНАХ
Вопросам контроля за безопасным применением лекарств придает
большое значение ВОЗ, которая с 1968 г. осуществляет Международ-
ную программу контроля за лекарственными средствами. С 1985 г. в
этой программе принимают участие 26 стран. В Швеции создан Сот-
рудничающий центр ВОЗ по международному контролю за лекарст-
венными средствами. Все сведения о неблагоприятных побочных реак-
циях лекарств собираются в национальных центрах этих стран, а затем
направляются в Центр ВОЗ, который информирует с помощью выпус-
каемых бюллетеней другие страны.
Все большее значение придается концепции о необходимости кон-
троля лекарств не только в процессе разработки, промышленного
освоения, но и после поступления их в продажу. В большинстве стран
есть государственные организации, регламентирующие применение
лекарств. Они выдают лицензии на них, отвечают за эффективность,
безопасность и качество. Наиболее высокие требования к качеству
лекарств предъявляются в США, Великобритании, Скандинавских
странах, Канаде, Нидерландах, Австралии, Новой Зеландии. Они
имеют ряд особенностей, обусловленных наличием частной собствен-
ности. Широко развито здесь патентование, позволяющее скрыть
производственные секреты. Вместе с тем конкуренция побуждает фир-
мы к производству медикаментов высокого качества и совершенствова-
нию внутрипроизводственного контроля.
Государственная система контроля в развитых странах отличается
высокой требовательностью к проверке качества лекарств на стадии
выдачи разрешений на их производство. Специальные ведомства ми-
нистерств здравоохранения осуществляют глубокую проверку много-
численных документов, подтверждающих качество новых препаратов,
условия их выпуска, результаты клинических испытаний. Затем препа-
рат регистрируется и разрешается его выпуск. В процессе последую-
щего производства государственный контроль осуществляется в плано-
вом порядке или эпизодически. В ряде стран государственный конт-
роль проводится в соответствии с принятыми законами (США, Вели-
154
кобритания, Франция, Швеция, Норвегия, Финляндия). В США он
называется ’’Закон о контроле пищевых продуктов, лекарственных и
косметических средств”. В нем установлен порядок введения в практи-
ку новых лекарственных средств и информации о них, приведены
требования к безопасности, эффективности, к соблюдению технологии
производства и требований к экологии, к проведению государствен-
ного инспектирования. Р Великобритании государственный контроль
за качеством осуществляется в соответствии с ’’Законом о лекарствен-
ных средствах”, принятым парламентом в 1968 г.
Вопросами обеспечения эффективности, безопасности и качества
лекарственных средств в капиталистических странах занимаются госу-
дарственные органы здравоохранения: в Великобритании — отдел
лекарственных средств Департамента здравоохранения и социального
обеспечения, во Франции — Центральное бюро фармации и медика-
ментов Министерства здравоохранения, в Швеции — Департамент ле-
карственных средств, в Финляндии — отдел лекарственных средств
при Национальном управлении здравоохранения. Эти органы осущест-
вляют контроль на всех стадиях: от оценки новых лекарственных
средств и разрешения их выпуска до контроля деятельности аптек и
фармацевтических предприятий. Так, например, во Франции при
Центральном бюро фармации и медикаментов имеются комиссия по
вопросам выпуска медикаментов на рынок, технический комитет по
фармакобдительности, Государственная фармакопейная комиссия,
контрольные фармацевтические лаборатории и др. В последнее время
создаются межгосударственные системы контроля качества лекарств,
например в Скандинавских странах. Такая структура обусловлена
централизацией снабжения медикаментами в этих странах и имеет
несомненные преимущества.
В США контроль за соблюдением основных законодательных ак-
тов о лекарственных средствах, принятых Конгрессом США в 1938 г.,
осуществляет Управление по надзору за качеством пищевых продуктов
и медикаментов. Оно входит в состав Службы общественного здраво-
охранения Министерства здравоохранения и социального обеспечения
страны. Главной задачей Управления является анализ и оценка ин-
формации о безопасности, эффективности, использовании, сбыте,
рекламе и маркировке продукции. Все производители лекарственных
средств проходят обязательную регистрацию в Управлении и инспек-
тируются им каждые два года, а также в связи с подачей заявки на
новое лекарство или при поступлении жалоб на качество. Законода-
тельство США большое внимание уделяет процессу юридического
оформления новых лекарственных средств, в котором важнейшую роль
играют этапы доклинического и клинического испытания, а также
155
правовые, социальные и моральные аспекты данной проблемы. Вся эта
работа осуществляется в строгом соответствии с правилами GLP и GCP.
Все лекарственные средства в США разделены на несколько катего-
рий, к каждой из которых предъявляются свои требования. Препара-
ты, выпускаемые до 1938 г., т.е. до принятия Федерального акта,
признаны, как правило, безопасными и эффективными, а выпущенные
после 1938 г. считаются новыми и с медицинской, и с юридической
точки зрения. К ним предъявляются строгие требования и осуществ-
ляется более тщательный контроль. Новым считается препарат,
если он содержит новое химическое соединение, ранее не применявше-
еся в медицине, или если известный препарат предлагается применять
в новых дозировках или при новых медицинских показаниях. К числу
предписываемых лекарств относятся препараты, которые
отпускаются только по рецепту врача. Есть еще группа так называе-
мых исследуемых лекарств — это фармакологические средст-
ва, проходящие испытания на безопасность и эффективность.
Порядок и последовательность проведения контроля в каждой
стране имеет свои специфические особенности. Все новые лекарства в
Великобритании проходят клинические испытания. Фирма, выпускаю-
щая новый препарат, должна представить данные о физико-химичес-
ких свойствах, технологии приготовления (с описанием методов пос-
тадийного контроля производства), способах установления подлин-
ности и чистоты препарата, определения количественного содержания,
подробные материалы о фармакологических и фармакокинетических
испытаниях, показатели токсичности, биологической доступности,
сведения о клинических испытаниях с указанием о возможном побоч-
ном действии. Только потом оформляется лицензия на право выпуска
и продажи препарата. Но и после этого фирма обязана проводить
’’контролируемый выпуск”, т.е. в течение определенного времени пред-
ставлять в подкомитет по побочным реакциям лекарственных средств
необходимые сведения с целью установления и устранения нежела-
тельных побочных эффектов вплоть до прекращения выпуска. Конт-
роль за лекарственными средствами, находящимися в обращении и
производстве, осуществляется путем обследования фирм и отбора
образцов на анализ как на предприятиях, производящих медикамен-
ты, так и у организаций, занимающихся оптовой продажей. Эти фун-
кции осуществляют Инспекция отдела лекарственных средств и конт-
рольно-аналитические лаборатории. Департамент своих лабораторий
не имеет, но в стране имеется Национальный институт биологических
стандартов и контроля.
Аналитические испытания нового лекарственного средства во Фра-
нции проводятся в соответствии с требованиями протокола, утве-
156
ржденного Министерством здравоохранения страны. Протокол содер-
жит описание качественного и количественного состава препарата с
указанием сведений обо всех компонентах и наполнителях. Затем
описываются все этапы производства с указанием стадий, на которых
осуществляется отбор проб для анализа. Подробно указываются мето-
дики контроля для каждого исходного продукта. При этом исходное
сырье обязательно испытывается на биологическую доступность. Конт-
роль конечного продукта осуществляется в соответствии с требованием
общих статей Национальной или Международной фармакопей на
готовые лекарственные формы. Отклонения в содержании действующе-
го вещества допускаются в пределах ±5%. В твердых лекарственных
формах предусматривается исследование in vitro высвобождения, а
также скорость растворения и резорбции лекарственного вещества.
Проводятся испытания на стабильность с целью установления условий
хранения и срока годности. Через год после выпуска нового препарата
на рынок Национальная лаборатория производит отбор его проб и
проверку качества.
Контроль качества лекарств в Финляндии осуществляет лаборато-
рия по контролю медикаментов. Лаборатория состоит из двух отделов:
химического и фармакологического, в который входит микробиологи-
ческий. Здесь ведут разработку новых фармакопей, проводят экспер-
тизу химических, фармакологических и токсикологических методов
анализа лекарственных веществ, представляемых на регистрацию
предприятиями-разработчиками. Исследуются также контрацептивы,
таблетки, вакцины и сыворотки, дезинфекционные средства, изделия
разового применения. Осуществляется и выборочный контроль гото-
вых лекарственных форм, изготовляемых в аптеках и на 10 фармацев-
тических заводах страны, принадлежащих различным фирмам и кон-
цернам. Контроль новых лекарственных средств проводится из первой
промышленной серии, остальные медикаменты проверяются периоди-
чески один раз в 3—4 года.
Особенности системы Государственного контроля качества лекарст-
венных средств в странах Восточной Европы состоят в обязательном
его осуществлении контрольными институтами, ОТК предприятий и в
региональных (окружных, воеводских) контрольно-аналитических
лабораториях, а также в аптеках. В Болгарии, Румынии, Чехии, Сло-
вакии имеются Институты государственного контроля лекарств, в
Польше — Институт лекарственных средств, в Венгрии — Государст-
венный фармацевтический институт. Их деятельность сходна с рабо-
той ВНИИФ и ГИИИСКЛС в России. Отличаются они только видами
проводимого контроля, в том числе лекарственных средств, выпускае-
мых отечественной промышленностью, закупаемых по импорту, выбо-
157
рочно — изготавливаемых в аптеках. Там же выполняются арбитраж-
ный и пролонгированный контроль (переконтроль) перед истечением
срока годности. В функции институтов входят также методическое
руководство работой контрольно-аналитических лабораторий страны,
разработка НТД совместно с фармацевтическими предприятиями и
периодический контроль их деятельности.
Организация работы в системе ОТК и региональных контрольно-
аналитических лабораториях такая же, как в Российской Федерации.
Лаборатории проверяют качество медикаментов, поступающих в аптеч-
ную сеть от промышленности, фармацевтических фабрик, аптечных
складов, выборочно — изготавливаемых в аптеках, а также контроли-
руют в них фармацевтический порядок.
В большинстве стран Восточной Европы, как и в России, в аптеках
имеются аналитические кабинеты и столы (Болгария, Польша, Румы-
ния). В Чехии и Словакии внутриаптечный контроль не производится,
так как в основном отпускаются готовые лекарственные средства. В
Румынии контролируются только изготовленные в аптеках инъекцион-
ные растворы.
В Венгрии методическое руководство и контроль за работой аптек
осуществляют областные или городские Аптечные центры. Лекарствен-
ные средства и растительное сырье при поступлении в аптеку подвер-
гаются провизорами качественному и количественному анализу в соот-
ветствии с требованиями Венгерской Фармакопеи. Провизоры выборо-
чно контролируют 30% внутриаптечных заготовок. Функции по конт-
ролю качества лекарств в аптеках выполняют все провизоры поочеред-
но. Кроме того, обязательной функцией заведующего аптекой является
осуществление органолептического контроля качества лекарственных
средств, изготовленных в условиях аптеки. Выборочно не реже одного
раза в Квартал эти лекарственные средства контролируют провизоры-
инспекторы Аптечного центра. При этом в проверяемой аптеке они
выполняют органолептический и физический контроль, а в аналити-
ческих лабораториях Аптечного центра — качественный и количест-
венный анализ.
Страны ближнего зарубежья, так же как и Российская Федерация,
в основном сохранили структуры системы Государственного контроля
качества лекарственных средств, которые существовали в бывшем
СССР. Некоторые из них создают свои подразделения, аналогичные
уже существующим в Российской Федерации, другие заключают сог-
лашения о совместной деятельности с подразделениями Управления по
стандартизации и контролю качества лекарственных средств и меди-
цинской техники М3 РФ.
ГЛАВА 5
СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
5.1. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО
АНАЛИЗА
Фармацевтический анализ —- это наука о химической характеристи-
ке и измерении биологически активных веществ на всех этапах произ-
водства: от контроля сырья до оценки качества полученного лекарст-
венного вещества, изучения его стабильности, установления сроков
годности и стандартизации готовой лекарственной формы. Фармацев-
тический анализ имеет свои специфические особенности, отличающие
его от других видов анализа. Эти особенности заключаются в том, что
анализу подвергают вещества различной химйческой природы: неорга-
нические, элементорганические, радиоактивные, органические соедине-
ния от простых алифатических до сложных * природных биологически
активных веществ. Чрезвычайно широк диапазон концентраций анали-
зируемых веществ. Объектами фармацевтического анализа являются
не только индивидуальные лекарственные вещества, но и смеси, содер-
жащие различное число компонентов. Количество лекарственных сред-
ств с каждым годом увеличивается. Это вызывает необходимость раз-
работки новых способов анализа.
Способы фармацевтического анализа нуждаются в систематическом
совершенствовании в связи с непрерывным повышением требований к
качеству лекарственных средств, причем растут требования как к
степени чистоты лекарственных веществ, так и к количественному
содержанию. Поэтому необходимо широкое использование не только
химических, но и более чувствительных физико-химических методов
для оценки качества лекарств.
К фармацевтическому анализу предъявляют высокие требования.
Он должен быть достаточно специфичен и чувствителен, точен по
отношению к нормативам, обусловленным ГФ XI, ВФС, ФС и другой
НТД, выполняться в короткие промежутки времени с использованием
минимальных количеств испытуемых лекарственных препаратов и
реактивов.
Фармацевтический анализ в зависимости от поставленных задач
включает различные формы контроля качества лекарств: фармакопей-
159
ный анализ, постадийный контроль производства лекарственных
средств, анализ лекарственных форм индивидуального изготовления,
экспресс-анализ в условиях аптеки и биофармацевтический анализ.
Составной частью фармацевтического анализа является фармако-
пейный анализ. Он представляет собой совокупность способов исследо-
вания лекарственных препаратов и лекарственных форм, изложенных
в Государственной фармакопее или другой нормативно-технической
документации (ВФС, ФС). На основании результатов, полученных при
выполнении фармакопейного анализа, делается заключение о соответ-
ствии лекарственного средства требованиям ГФ или другой норматив-
но-технической документации. При отклонении от этих требований
лекарство к применению не допускают.
Заключение о качестве лекарственного средства можно сделать
только на основании анализа пробы (выборки). Порядок ее отбора
указан либо в частной статье, либо в общей статье ГФ XI (вып. 2).
Отбор пробы производят только из неповрежденных укупоренных и
упакованных в соответствии с требованиями НТД упаковочных еди-
ниц. При этом должны строго соблюдаться требования к мерам предо-
сторожности работы с ядовитыми и наркотическими лекарственными
средствами, а также к токсичности, огнеопасности, взрывоопасности,
гигроскопичности и другим свойствам лекарств. Для испытания на
соответствие требованиям НТД проводят многоступенчатый отбор
проб. Число ступеней определяется видом упаковки. На последней
ступени (после контроля по внешнему виду) берут пробу в количестве,
необходимом для четырех полных физико-химических анализов (если
проба отбирается для контролирующих организаций, то на шесть
таких анализов).
Из расфасовки ’’ангро” берут точечные пробы, взятые в равных
количествах из верхнего, среднего и нижнего слоев каждой упаковоч-
ной единицы. После установления однородности все эти пробы сме-
шивают. Сыпучие и вязкие лекарственные средства отбирают пробо-
отборником, изготовленным из инертного материала. Жидкие лекарст-
венные средства перед отбором проб тщательно перемешивают. Если
это делать затруднительно, то отбирают точечные пробы из разных
слоев. Отбор выборок готовых лекарственных средств осуществляют в
соответствии с требованиями частных статей или инструкций по конт-
ролю, утвержденных М3 РФ.
Выполнение фармакопейного анализа позволяет установить подлин-
ность лекарственного средства, его чистоту, определить количествен-
ное содержание фармакологически активного вещества или ингредиен-
тов, входящих в состав лекарственной формы. Несмотря на то, что
каждый из этих этапов имеет свою конкретную цель, их нельзя рас-
160
сматривать изолированно. Они взаимосвязаны и взаимно дополняют
друг друга. Так, например, температура плавления, растворимость, pH
среды водного раствора и т.д. являются критериями как подлинности,
так и чистоты лекарственного вещества.
В ФС (ВФС) описаны методики соответствующих испытаний
применительно к тому или иному фармакопейному препарату. Многие
из этих методик идентичны. Для обобщения большого объема частных
сведений по фармакопейному анализу будут рассмотрены основные
критерии фармацевтического анализа и общие принципы испытаний
на подлинность, чистоту и количественное определение лекарственных
веществ.
5 2. КРИТЕРИИ ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
На различных этапах фармацевтического анализа в зависимости от
поставленных задач имеют значение такие критерии, как избиратель-
ность, чувствительность, точность, время, затраченное на выполнение
анализа, израсходованное количество анализируемого препарата (ле-
карственной формы).
Избирательность метода очень важна при проведении
анализа смесей веществ, поскольку дает возможность получать истин-
ные значения каждого из компонентов. Только избирательные методи-
ки анализа позволяют определять содержание основного компонента в
присутствии продуктов разложения и других примесей.
Требования к точности и чувствительности
фармацевтического анализа зависят от объекта и цели исследования.
При испытании степени чистоты препарата используют методики,
отличающиеся высокой чувствительностью, позволяющие устам авли~
вать минимальное содержание примесей.
При выполнении постадийного контроля производства, а также при
проведении экспресс-анализа в условиях аптеки важную роль имеет
фактор времени, которое затрачивается на выполнение
анализа. Для этого выбирают методы, позволяющие провести анализ в
наиболее короткие промежутки времени и вместе с тем с достаточной
точностью.
При количественном определении лекарственного вещества исполь-
зуют метод, отличающийся избирательностью и высокой точностью.
Чувствительностью метода пренебрегают, учитывая возможность
выполнения анализа с большой навеской препарата.
Мерой чувствительности реакции является предел обна-
ружения. Он означает наименьшее содержание, при котором по
данной методике можно обнаружить присутствие определяемого ком-
6-29 161
понента с заданной доверительной вероятностью. Термин '’предел
обнаружения” введен вместо такого понятия, как ’’открываемый мини-
мум”, им пользуются также взамен термина ’’чувствительность”. На
чувствительность качественных реакций оказывают влияние такие
факторы, как объемы растворов реагирующих компонентов, концент-
рации реактивов, pH среды, температура, продолжительность опыта.
Это следует учитывать при разработке методик качественного фарма-
цевтического анализа. Для установления чувствительности реакций все
шире используют показатель поглощения (удельный или молярный),
устанавливаемый спектрофотометрическим методом. В химическом
анализе чувствительность устанавливают по величине предела обнару-
жения данной реакции. Высокой чувствительностью отличаются физи-
ко-химические методы анализа. Наиболее высокочувствительны радио-
химические и масс-спектральный методы, позволяющие определять
10“8—10"9% анализируемого вещества, полярографические и флуори-
метрические 10“6—10“9%; чувствительность спектрофотометрических
методов 10“3—10“6%, потенциометрических 10“2%.
Термин ’’точность анализа” включает одновременно два понятия:
воспроизводимость и правильность полученных результатов. Вос-
производимость характеризует рассеяние результатов ана-
лиза по сравнению со средним значением. Правильность
отражает разность между действительным и найденным содержанием
вещества. Точность анализа у каждого метода различна и зависит от
многих факторов: калибровки измерительных приборов, точности
отвешивания или отмеривания, опытности аналитика и т.д. Точность
результата анализа не может быть выше, чем точность наименее точно-
го измерения.
Так, при вычислении результатов титриметрических определений
наименее точная цифра — количество миллилитров титранта, израс-
ходованного на титрование. В современных бюретках в зависимости от
класса их точности максимальная ошибка отмеривания около ±0,02 мл.
Ошибка от натекания тоже равна ±0,02 мл. Если при указанной общей
ошибке отмеривания и натекания ±0,04 мл на титрование расходуется
20 мл титранта, то относительная ошибка составит 0,2%. При уменьше-
нии навески и количества миллилитров титранта точность соответст-
венно уменьшается. Таким образом, титриметрическое определение
можно выполнять с относительной погрешностью ±(0,2—0,3)%.
Точность титриметрических определений можно повысить, если
пользоваться микробюретками, применение которых значительно
уменьшает ошибки от неточного отмеривания, натекания и влияния
температуры. Погрешность допускается также при взятии навески.
Отвешивание навески при выполнении анализа лекарственного
162
вещества осуществляют с точностью до ±0,2 мг. При взятии обычной
для фармакопейного анализа навески 0,5 г препарата и точности взве-
шивания ±0,2 мг относительная ошибка будет равна 0,4%. При анализе
лекарственных форм, выполнении экспресс-анализа такая точность
при отвешивании не требуется, поэтому навеску берут с точностью
±(0,001—0,01) г, т.е. с предельной относительной ошибкой 0,1—1%. Это
можно отнести и к точности отвешивания навески для колориметри-
ческого анализа, точность результатов которого ±5%.
При выполнении количественного определения любым химическим
или физико-химическим методом могут быть допущены три группы
ошибок: грубые (промахи), систематические (определенные) и случай-
ные (неопределенные).
Грубые ошибки являются результатом просчета наблюда-
теля при выполнении какой-либо из операций определения или не-
правильно выполненных расчетов. Результаты с грубыми ошибками
отбрасываются как недоброкачественные.
Систематические ошибки отражают правильность
результатов анализа. Они искажают результаты измерений обычно в
одну сторону (положительную или отрицательную) на некоторое пос-
тоянное значение. Причиной систематических ошибок в анализе могут
быть, например, гигроскопичность препарата при отвешивании его
навески; несовершенство измерительных и физико-химических прибо-
ров; опытность аналитика и т.д. Систематические ошибки можно час-
тично устранить внесением поправок, калибровкой прибора и т.д. Од-
нако всегда необходимо добиваться того, чтобы систематическая ошиб-
ка была соизмерима с ошибкой прибора и не превышала случайной
ошибки.
Случайные ошибки отражают воспроизводимость резу-
льтатов анализа. Они вызываются неконтролируемыми переменными.
Среднее арифметическое случайных ошибок стремится к нулю при
постановке большого числа опытов в одних и тех же условиях. Поэто-
му для расчетов необходимо использовать не результаты единичных
измерений, а среднее из нескольких параллельных определений.
Правильность результатов определений выражают абсолютной
ошибкой и относительной ошибкой.
Абсолютная ошибка представляет собой разность меж-
ду полученным результатом и истинным значением. Эта ошибка выра-
жается в тех же единицах, что и определяемая величина (граммах,
миллилитрах, процентах).
Относительная ошибка определения равна отноше-
нию абсолютной ошибки к истинному значению определяемой величи-
ны. Выражают относительную ошибку обычно в процентах (умножая
163
полученную величину на 100). Относительные ошибки определений
физико-химическими методами включают как точность выполнения
подготовительных операций (взвешивание, отмеривание, растворение),
так и точность выполнения измерений на приборе (инструментальная
ошибка).
Значения относительных ошибок находятся в зависимости от того,
каким методом выполняют анализ и что представляет собой анализи-
руемый объект — индивидуальное вещество или многокомпонентную
смесь. Индивидуальные вещества можно определять при анализе спек-
трофотометрическим методом в УФ- и видимой областях с относитель-
ной погрешностью ±(2—3)%, ИК-спектрофотометрией ±(5—12)%, газо-
жидкостной хроматографией ±(3—3,5)%; полярографией ±(2—3)%;
потенциометрией ±(0,3—1)%.
При анализе многокомпонентных смесей относительная погреш-
ность определения этими методами возрастает примерно в два раза.
Сочетание хроматографии с другими методами, в частности использо-
вание хроматооптических и хроматоэлектрохимических методов, позво-
ляет выполнять анализ многокомпонентных смесей с относительной
погрешностью ±(3—7)%.
Точность биологических методов намного ниже, чем химических и
физико-химических. Относительная ошибка биологических определе-
ний достигает 20—30 и даже 50%. Для повышения точности в ГФ XI
введен статистический анализ результатов биологических испытаний.
Относительная ошибка определения может быть уменьшена за счет
увеличения числа параллельных измерений. Однако эти возможности
имеют определенный предел. Уменьшать случайную ошибку измере-
ний, увеличивая число опытов, целесообразно до тех пор, пока она
станет меньше систематической. Обычно в фармацевтическом анализе
выполняют 3—6 параллельных измерений. При статистической обрабо-
тке результатов определений с целью получения достоверных резуль-
татов выполняют не менее семи параллельных измерений.
5.3. ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ИСПЫТАНИЙ ПОДЛИННОСТИ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Испытание на подлинность — это подтверждение идентичности
анализируемого лекарственного вещества (лекарственной формы),
осуществляемое на основе требований Фармакопеи или другой норма-
тивно-технической документации (НТД). Испытания выполняют физи-
ческими, химическими и физико-химическими методами. Непремен-
ным условием объективного испытания подлинности лекарственного
вещества является идентификация тех ионов и функциональных
164
групп, входящих в структуру молекул, которые обусловливают фарма-
кологическую активность. С помощью физических и химических кон-
стант (удельного вращения, pH среды, показателя преломления, УФ- и
ИК-спектра) подтверждают и другие свойства молекул, оказывающие
влияние на фармакологический эффект. Применяемые в фармацевти-
ческом анализе химические реакции сопровождаются образованием
окрашенных соединений, выделением газообразных или нераствори-
мых в воде соединений. Последние можно идентифицировать по темпе-
ратуре плавления.
5.3.1. Физические методы установления подлинности
Это группа методов основана на проверке физических свойств или
измерении физических констант лекарственных веществ. Подлинность
лекарственного вещества подтверждают: агрегатное состояние (твердое
вещество, жидкость, газ); окраска, запах; форма кристаллов или вид
аморфного вещества; гигроскопичность или степень выветриваемости
на воздухе; устойчивость к воздействию света, кислорода воздуха;
летучесть, подвижность, воспламеняемость (жидкостей). Окраска лека-
рственного вещества — одно из характерных свойств, позволяющее
осуществить его предварительную идентификацию.
Определение степени белизны порошко-
образных лекарственных средств — физический
метод, впервые включенный в ГФ XI. Степень белизны (оттенка) твер-
дых лекарственных веществ можно оценить различными инструмен-
тальными методами на основе спектральной характеристики света,
отраженного от образца. Для этого измеряют коэффициенты отраже-
ния при освещении образца белым светом, полученным от специально-
го источника со спектральным распределением или пропущенным
через светофильтры с максимумом пропускания 614 нм (красный) или
459 нм (синий). Можно также измерять коэффициент отражения света,
пропущенного через зеленый светофильтр (522 нм). Коэффициент
отражения г — это отношение величины отраженного светового потока
к величине падающего светового потока. Он позволяет определить
наличие или отсутствие у лекарственных веществ цветового оттенка по
степени белизны а и степени яркости /?. Для белых или белых с серо-
ватым оттенком веществ а теоретически равна 1. Вещества, у которых
а = 0,95—1,00, а 3 < 0,85, имеют сероватый оттенок.
Более точно оценку белизны лекарственных веществ можно осущес-
твить с помощью спектрофотометров отражения, например СФ-18,
выпускаемых ЛОМО (Ленинградским оптико-механическим объеди-
нением). Интенсивность цветовых или сероватого оттенков устанавли-
165
вают по абсолютным коэффициентам отражения R. Прибор настраива-
ют по эталону, у которого R » 1. Степень белизны а' у веществ с жел-
товатым, кремоватым и розоватым оттенками соответствует отношению
а имеющих голубоватый оттенок — 8,614/8,459. Степень яркости
0' характеризуют значением максимального коэффициента отражения
образца в видимой области (Лпах)- Значения степени белизны (а и а')
и степени яркости (0 и 0') являются характеристиками качества бе-
лых и белых с оттенками лекарственных веществ. Их допустимые
пределы регламентируются в частных статьях.
Более объективным является установление различных физических
констант: температуры плавления (разложения), температуры затвер-
девания или кипения, плотности, вязкости. Важный показатель под-
линности — растворимость лекарственного препарата в воде, растворах
кислот, щелочей, органических растворителях (эфире, хлороформе,
ацетоне, бензоле, этиловом и метиловом спирте, маслах и др.).
Константой, характеризующей гомогенность твердых веществ, явля-
ется температура плавления. Ее используют в фарма-
цевтическом анализе для установления подлинности и чистоты боль-
шинства твердых лекарственных веществ. Известно, что это темпера-
тура, при которой твердое тело находится в равновесии с жидкой
фазой при насыщенной фазе пара. Температура плавления является
постоянной величиной для индивидуального вещества. Присутствие
даже небольшого содержания примесей изменяет (как правило, сни-
жает) температуру плавления вещества, что позволяет судить о степени
его чистоты. Подтвердить индивидуальность исследуемого соединения
можно пробой смешанного плавления, так как
смесь двух веществ, имеющих одинаковые температуры плавления,
плавится при той же температуре.
Для установления температуры плавления ГФ XI рекомендует
капиллярный метод, позволяющий подтвердить подлин-
ность и ориентировочно степень чистоты лекарственного препарата.
Так как в лекарственных препаратах допускается некоторое содержа-
ние примесей (нормируемое ФС или ВФС), то температура плавления
может быть выражена не всегда четко. Поэтому большинство фармако-
пей, в том числе и ГФ XI, под температурой плавления подразумевает
интервал температур, при котором происходит процесс плавления
испытуемого препарата от появления первых капель жидкости до
полного перехода вещества в жидкое состояние. Некоторые органичес-
кие соединения при нагревании разлагаются. Процесс этот происходит
при температуре разложения и зависит от ряда
факторов, в частности от скорости нагрева.
Приведенные в частных статьях ГФ (ФС, ВФС) интервалы тем-
166
пер ату р плавления указывают на то, что между началом и окончанием
плавления лекарственного вещества интервал не должен превышать
2°С. Если он превышает 2°С, то в частной статье должно быть указано,
на какую величину. Если переход вещества из твердого в жидкое
состояние нечеткий, то вместо интервала температуры плавления уста-
навливают температуру, при которой происходит только начало или
только окончание плавления. Это значение температуры должно укла-
дываться в интервал, приведенный в частной статье ГФ (ФС, ВФС).
Описание прибора и методик определения температуры плавления
приведено в ГФ XI, вып.1 (с. 16). В зависимости от физических
свойств применяют различные методы. Один из них рекомендуется
для твердых веществ, легко превращаемых в порошок, а два других —
для веществ, не растирающихся в порошок (жиры, воск, парафин,
вазелин и др.). Следует учитывать, что на точность установления
температурного интервала, при котором происходит плавление испы-
туемого вещества, могут влиять условия подготовки образца, скорость
подъема и точность измерения температуры, опытность аналитика.
В ГФ XI, вып. 1 (с. 18) уточнены условия определения температуры
плавления и рекомендован новый прибор с диапазоном измерений в
пределах от 20 до 360°С (ПТП) с электрическим обогревом. Он отли-
чается наличием стеклянного блока-нагревателя, обогрев которого
осуществляется навитой константановой проволокой, оптическим прис-
пособлением и щитком управления с номограммой. Капилляры для
этого прибора должны иметь длину 20 см. Прибор ПТП обеспечивает
более высокую точность определения температуры плавления. Если
получаются расхождения при определении температуры плавления
(указанной в частной статье), то следует приводить результаты ее
определения на каждом из использованных приборов.
Под температурой затвердевания понимают
наиболее высокую, остающуюся в течение короткого времени, постоян-
ную температуру, при которой происходит переход вещества из жид-
кого состояния в твердое. В ГФ XI, вып. 1 (с. 20) описаны устройство
прибора и методика определения температуры затвердевания. По
сравнению с ГФ X в нее внесено дополнение, касающееся веществ,
способных переохлаждаться.
Температура кипения, или, точнее говоря, темпе-
ратурные пределы перегонки, — это интервал между
начальной и конечной температурой кипения при нормальном давле-
нии 760 мм рт.ст. (101,3 кПа). Температуру, при которой в приемник
перегнались первые 5 капель жидкости, называют начальной
температурой кипения, а температуру, при которой
перешло в приемник 95% жидкости, — конечной темнера-
167
турой кипения. Указанные пределы температур можно уста-
новить макрометодом и микрометодом. Помимо прибора, рекомендо-
ванного ГФ XI, вып. 1 (с. 18), для определения температуры плавле-
ния (ПТП) может быть использован прибор для определения темпера-
турных пределов перегонки (ТПП) жидкостей, изготавливаемый Елин-
ским заводом ’’Лаборприбор” (ГФ XI, вып. 1, с. 23). Этот прибор обес-
печивает получение более точных и воспроизводимых результатов.
Следует учитывать, что температура кипения зависит от атмосфер-
ного давления. Температуру кипения устанавливают только у сравни-
тельно небольшого числа жидких лекарственных препаратов: цикло-
пропана, хлорэтила, эфира, фторотана, хлороформа, трихлорэтилена,
этанола.
При установлении плотности берут массу вещества опреде-
ленного объема. Плотность устанавливают с помощью пикнометра или
ареометра по методикам, описанным в ГФ XI, вып. 1 (с. 24—26), строго
соблюдая температурный режим, так как плотность зависит от темпе-
ратуры. Обычно это достигают термоста^ированием пикнометра при
20° С. Определенные интервалы значений плотности подтверждают
подлинность этилового спирта, глицерина, масла вазелинового, вазели-
на, парафина твердого, галогенопроизводных углеводородов (хлорэти-
ла, фторотана, хлороформа), раствора формальдегида, эфира для
наркоза, амилнитрита и др. ГФ XI, вып. 1 (с. 26) рекомендует устанав-
ливать содержание спирта в препаратах спирта этилового 95, 90, 70 и
40%-ного по плотности, а в лекарственных формах либо дистилляцией
с последующим установлением плотности, либо по температуре кипе-
ния водно-спиртовых растворов (в том числе настоек).
Дистилляцию осуществляют кипячением определенных количеств
спиртоводных смесей (настоек) в колбах, герметически соединенных с
приемником. Последний представляет собой мерную колбу вмести-
мостью 50 мл. Собирают 48 мл отгона, доводят его температуру до
20°С и добавляют водой до метки. Плотность отгона устанавливают
пикнометром.
При определении спирта (в настойках) по температуре кипения
используют прибор, описанный в ГФ XI, вып. 1 (с. 27). Показания
термометра снимают через 5 мин после начала кипения, когда темпе-
ратура кипения стабилизируется (отклонения не более ±0,1 °C). Полу-
ченный результат пересчитывают на нормальное атмосферное давле-
ние. Концентрацию спирта вычисляют с помощью таблиц, имеющихся
в ГФ XI, вып. 1 (с.28).
Вязкость (внутреннее трение) — физическая константа, под-
тверждающая подлинность жидких лекарственных веществ. Различают
динамическую (абсолютную), кинематическую, относительную, уд ель-
168
ную, приведенную и характеристическую вязкость. Каждая из них
имеет свои единицы измерения.
Для оценки качества жидких препаратов, имеющих вязкую консис-
тенцию, например глицерина, вазелина, масел, обычно определяют
относительную вязкость. Она представляет собой отношение вязкости
исследуемой жидкости к вязкости воды, принятой за единицу. Для
измерения кинематической вязкости используют различные модифи-
кации вискозиметров типа Оствальда и Уббелоде. Кинематическую
вязкость обычно выражают в м2*с’к Зная плотность исследуемой жид-
кости, можно затем вычислить динамическую вязкость, которую выра-
жают в Па*с. Динамическую вязкость можно также установить с по-
мощью ротационных вйскозиметров различных модификаций типа
’’Полимер РПЭ-1” или микрореометров серии ВИР. На измерении
скорости падения шарика в жидкости основано устройство вискозимет-
ров типа Гепплера. Они позволяют установить динамическую вяз-
кость. Все приборы должны термостатироваться, так как вязкость в
значительной степени зависит от температуры испытуемой жидкости.
Растворимость в ГФ XI рассматривают не как физичес-
кую константу, а как свойство, которое может служить ориентировоч-
ной характеристикой испытуемого препарата. Наряду с температурой
плавления растворимость вещества при постоянной температуре и
давлении является одним из параметров, по которому устанавливают
подлинность и чистоту практически всех лекарственных веществ.
В ГФ XI, вып. 1 (с. 176) приняты условные термины (табл 5.1),
обозначающие растворимость лекарственного препарата.
5.1. Условные термины растворимости
Условный термин
Количество растворителя,
мл, необходимое для раство-
рения 1,0 г препарата
Очень легко растворим
Легко растворим
Растворим
Умеренно растворим
Мало растворим
Очень мало растворим
Практически нерастворим
Не более 1
От 1 до 10
>10> 30
>30> 100
> 100 > 1000
> 1000 > 10 000
Более 10 000
Методика определения растворимости по ГФ XI основана на том,
169
что навеска предварительно растертого (в необходимых случаях) пре-
парата вносится в отмеренный объем растворителя и непрерывно пере-
мешивается в течение 10 мин при (20±2)°С. Растворившимся считают
препарат, в растворе которого в проходящем свете не наблюдается
частиц вещества. Если для растворения препарата требуется более 10
мин, то его относят к числу медленно растворимых. Их
смесь с растворителем нагревают на водяной бане до 30 ° С и наблюда-
ют полноту растворения после охлаждения до (20±2)°С и энергичного
встряхивания в течение 1—2 мин. Более детальные указания об усло-
виях растворения медленно растворимых лекарственных веществ, а
также препаратов, образующих мутные растворы, приведены в частных
статьях. Показатели растворимости в различных растворителях ука-
зываются в частных статьях. В них оговариваются случаи, когда раст-
воримость подтверждает степень чистоты лекарственного вещества.
В ГФ XI, вып. 1 (с. 149) включен метод фазовой раст-
воримости, который дает возможность осуществлять количест-
венную оценку степени чистоты лекарственного вещества путем точных
измерений значений растворимости. Этот метод основан на правиле
фаз Гиббса, которое устанавливает зависимдсть между числом фаз и
числом компонентов в условиях равновесия. Суть установления фазо-
вой растворимости заключается в последовательном прибавлении
увеличивающейся массы препарата к постоянному объему растворите-
ля. Для достижения состояния равновесия смесь подвергают длитель-
ному встряхиванию при постоянной температуре, а затем с помощью
диаграмм определяют содержание растворенного лекарственного ве-
щества, т.е. устанавливают, является ли испытуемый препарат индиви-
дуальным веществом или смесью. Метод фазовой растворимости отли-
чается объективностью, не требует для выполнения дорогостоящего
оборудования, знания природы и структуры примесей. Это позволяет
использовать его для качественного и количественного анализов, а
также для изучения стабильности и получения очищенных образцов
препаратов (до степени чистоты 99,5%). Важное достоинство метода —
возможность отличать оптические изомеры и полиморфные формы
лекарственных веществ. Метод применим ко всем видам соединений,
которые образуют истинные растворы.
5.3.2. Химические методы установления подлинности
5.3.2.1. Идентификация неорганических лекарственных веществ
Установление подлинности неорганических лекарственных веществ
основано на обнаружении с помощью химических реакций катионов и
170
анионов, входящих в состав молекулы. С точки зрения общих приемов
выполнения испытаний и получаемых при^ этом результатов можно
выделить несколько способов установления подлинности неорганичес-
ких лекарственных веществ.
Реакции осаждения анионов и катионов. С помощью этой группы
реакций обнаруживают наибольшее число катионов и анионов, входя-
щих в состав молекул лекарственных веществ. Образующиеся нераст-
воримые в воде вещества могут быть охарактеризованы по окраске,
растворимости (в кислотах, щелочах, органических растворителях),
способности образовывать растворимые в избытке реактивов комплекс-
ные соединения и т.д.
Реакции осаждения используют для идентификации ионов натрия
(с цинкуранилацетатом) й ионов калия (с винной кислотой):
Na+ 4- Zn [(U02)3(CH3C00)8] + СН3СООН 4- 9Н20 —♦
—► NaZn[(U02)3(CH3C00)9] -9Н2(Ц 4- Н+
К+ 4- НООС - (СН0Н)2—СООН —♦ НООС---(СН0Н)2—COOK! 4- н+
Ион калия можно также обнаружить, используя в качестве реакти-
ва тетрафенил борат натрия. В нейтральной и щелочной среде он обра-
зует белый осадок тетрафенилбората калия:
(C6H5)4BNa 4- К+ —♦ (СбН5)4ВК1 4- Na+
Процесс происходит количественно, в том числе в присутствии
ионов натрия, лития, ряда анионов. Ион аммония, органические ам-
мониевые основания (включая алкалоиды) образуют осадки в тех же
условиях.
Соль лития, растворенная в воде, образует белый кристаллический
осадок с раствором карбоната натрия, а с раствором фосфата натрия —
желеобразный осадок фосфата лития:
2IAC1 4- Na2C03 —♦ Li2C03l 4- 2NaCl
3LiCl 4- Na2HP04 4- NaOH —♦ Li3P04l 4- 3NaCl 4- H20
Ион кальция обнаруживают по образованию белого осадка с раст-
вором оксалата аммония:
C00NH4 С00
Са2+ +| —► | 'Njal + 2NH4
C00NH4 С0(Г
171
В свою очередь, ион кальция применяют как реактив на цитрат-
ион.
По образованию окрашенных или белых осадков сульфидов испы-
тывают подлинность препаратов ртути (черный), цинка (белый), вис-
мута (коричнево-черный), мышьяка (ярко-желтый):
Hg2+ 4- S2“ —► HgS|
Zn2* + S2' —♦ ZnSl
2Bi3+ 4- 3S2' —♦ Bi2S3l
2As3* 4- 3S2' —► As2S3l
Из растворов солей висмута в серной кислоте после добавления
иодида выпадает черный осадок, растворимый в избытке реактива с
образованием раствора желтовато-оранжевого цвета:
Bi3+ 4- 31' —♦ Bil3j 4- KI —♦ К[Bil4]
После добавления к образовавшемуся комплексу нескольких объе-
мов воды и нагревания вновь образуется осадок оранжевого или мед-
ного цвета.
Реакции осаждения гидроксидом аммония подтверждают подлин-
ность катионов цинка, меди и серебра. Полученные белые осадки
гидроксидов растворяются в избытке раствора аммиака вследствие
образования водорастворимых комплексных солей:
Zn2+ 4- 20Н' —♦ Zn(0H)2i 4- 4NH3 —♦ [Zn(NH3)4] (0H)2
Cu2+ 4- 20H- —♦ Cu(0H)2l 4- 4NH3 —♦ [Cu(NH3)4] (0H)2
Ag+ + OH’ —► AgOHj 4- 2NH3 —► [Ag (NH3) 2] OH
Подобный метод применяют для идентификации солей ртути (II),
растворы которых с эквимолекулярным количеством иодида калия
образуют красный осадок дииодида ртути. Последний в избытке ио-
дида калия превращается в бесцветный раствор комплексной соли:
Hg2+ + 2Г Hgl2l 4- 2KI —► K2[HgI4]
Растворимые соли ртути (II) с раствором гидроксида натрия обра-
зуют желтый осадок оксида ртути (II):
Hg2+ 4- 20Н- —> HgO| 4- Н20
Гексацианоферрат (III) калия — реактив на ион железа (II) (синий
осадок):
172
K3[Fe(CN)6] + Fe2+ —> FeK[Fe(CN)6]i + 2K*
а гексацианоферрат (II) калия — на ион цинка (белый гелеобразный
осадок):
K4[Fe(CN)6] + Zn2+ —♦ K2Zn [Fe(CN)6J X + 2K+
Некоторые реакции осаждения применяют для испытания подлин-
ности обоих реагирующих ионов. Так, ион калия используют как
реактив на тартрат-ион, а взаимодействие иона бария с сульфат-ионом
— для идентификации как катиона, так и аниона:
Ва2+ 4- SO2" —► BaS041
Сульфат бария практически нерастворим в растворах кислот и
щелочей. Аналогичную реакцию осаждения с растворами солей бария
дают растворы сульфитов:
Ва2+ 4- SO2" —> BaSOal
Однако образующийся белый осадок сульфита бария в отличие от
сульфата бария растворяется в разведенной соляной кислоте.
Сульфат-ионы можно также обнаружить с помощью раствора ацета-
та свинца, появляется белый осадок сульфата свинца:
SO2" + (СН3СОО)2РЬ —* PbS04l + 2СН3СОО"
Осадок растворим в концентрированной серной кислоте и в раство-
рах едких щелочей (гидроксидов):
PbS04 + H2S04 Pb2+ + 2HS0"
PbS04 4- 40Н" ;=± PbO2",4- SO2" 4- 2Н20
Хлориды, бромиды, иодиды обнаруживают, используя в качестве
реактива раствор нитрата серебра, а ион серебра — по реакции с хло-
ридами:
Ag* + Cl' -> AgCll
173
При испытании бромидов (гидробромидов) и хлоридов (гидрохло-
ридов) нерастворимых и мало растворимых оснований вначале взбал-
тывают их с раствором аммиака и фильтруют. Затем фильтрат подкис-
ляют азотной кислотой и выполняют реакцию с раствором нитрата
серебра.
Растворы карбонатов при добавлении насыщенного раствора суль-
фата магния образуют белый осадок:
4Na2C03 + 4MgS04 4- 4Н20 —♦ 3MgC03-Mg(0H)2-3H20l + 4Na2S04 + C02T
Гидрокарбонаты дают эту реакцию только после кипячения смеси.
Растворы фосфатов, имеющие pH около 7,0, с раствором нитрата
серебра образуют желтый осадок:
РОЗ' + 3Ag+-► Ag3P04
Фосфаты, растворенные в разведенной азотной кислоте, с раствором
молибдата аммония образуют желтый кристаллический осадок фос-
фор-молибдата аммония:
Н3Р04 4- 12(NH4)2Mo04 + 21HN03 —►
—♦ (NH4)3P04‘ 12Мо(Ц + 21NH4N03 + 12H20
Реакцию образования белого осадка фосфата магния-аммония
используют для обнаружения катиона магния и фосфат-ионов:
Mg2> + РОЗ- + NH* —♦ NH4MgP04j
Подобную реакцию образования осадка арсената магния-аммония
применяют для установления подлинности арсенат-иона:
AsOf 4- Mg2+ 4- NH* —► NH4MgAs04l
В качестве реактива на арсенит- и арсенат-ионы используют раст-
вор нитрата серебра. Образуется соответственно желтый или шоколад-
ного цвета осадок:
As03- 4- 3Ag+ *—► Ag3AsO3|
Asfls- + 3Ag+ —► Ag3AsO4
174
Тиосульфат-ион в этих условиях дает белый осадок, который затем
желтеет, буреет и становится черным:
S202- + 2Ag+ —► Ag2S203l Г-» Ag2S03 + S
+ S + H2O —► Ag2Sj 4- H2SO4
Окислительно-восстановительные реакции. Реакции восстановления
металлов из оксидов-или солей используют для испытания подлин-
ности препаратов серебра, меди:
Ag20 + НС^° —* 2Ag| + НСООН
C11SO4 Fe •—► Cu| FeS04
Окислительные свойства галогенов (хлора) используют для иденти-
фикации бромидов и иодидов и, наоборот, для обнаружения свободно-
го хлора.
С12 + 21“ —» 12 + 2СГ
С12 4" 2Вг ——> Вг2 4" 2С1
Выделившийся бром окрашивает хлороформный слой в оранжевый
цвет, а иод — в фиолетовый цвет. Специфичной для иода является
реакция с крахмалом (синее окрашивание).
Соли железо (III) ионов образуют с тиоцианатом аммония окра-
шенное в красный цвет комплексное соединение — тиоцианат железа
(III), состав которого в зависимости от концентрации реагирующих
компонентов колеблется от [Fe(NCS)]2+ до [Fe(NCS)e]3'.
Реакция окисления дифениламина лежит в основе испытаний под-
линности нитратов и нитритов. Дифениламин восстанавливает нитраты
(нитриты), окисляясь до дифенил бензидина, а затем до имеющего
синюю окраску хиноидного соединения:
175
Нитраты в отличие от нитритов не обесцвечивают раствор перман-
ганата калия в разведенной серной кислоте. Обнаружить нитраты
можно с помощью нитробензола в присутствии концентрированной
серной кислоты. Смесь охлаждают во льду, перемешивают, добавляют
воду и раствор гидроксида натрия. После добавления ацетона, встря-
хивания и разделения слоев в верхней фазе появляется интенсивное
фиолетовое окрашивание, обусловленное образованием псевдонитро-
кислот в щелочной среде:
О—N+— ONa
Йодиды при нагревании с концентрированной серной кислотой
выделяют фиолетовые пары иода.
Растворы сульфитов и тиосульфатов обесцвечивают раствор иода:
S02- + 12 4- Н20 SO*' + 2HI
2S202" + 12 —♦ S402- + 21-
Перманган ат-ион обесцвечивается от действия восстановителей
[лактаты, пероксид водорода, сульфат железа (II)]:
МпО“ 4- 8Н+ 4- 5е- —► MiP* 4- 4Н20
Реакции нейтрализации и разложения анионов. Карбонаты и гид-
рокарбонаты под действием минеральных кислот образуют газообраз-
ный диоксид углерода:
С02- 4- 2НС1 —* C02f 4- Н20 4- 2С1“
НСО- 4- НС1 —► С02| 4- Н20 4- СГ
Соли аммония под действием едких щелочей (гидроксидов) выде-
ляют аммиак, который обнаруживают по запаху или по изменению
окраски красной лакмусовой бумаги:
NH* 4- NaOH —► NH3J 4- Na+ 4- Н20
176
Сульфиты под действие^ минеральных кислот разлагаются на воду
и диоксид серы, имеющий характерный резкий запах:
S02- 4- 2НС1 —> 2С1- + S02| + Н20
Нитриты под действием кислот выделяют оксиды азота (диоксид
азота имеет красно-бурую окраску)\
2N0- 4- H2S04 —♦ NOf + №2! 4- Н20 4- SO*-
Тиосульфат-ион под действием разбавленной соляной кислоты
выделяет диоксид серы и мелкодисперсный желтый осадок (сера):
S202- 4- 2НС1 —♦ S02| 4- SI 4- Н20 4- 2СГ
Изменение окраски бесцветного пламени. Соли натрия при внесе-
нии в бесцветное пламя горелки окрашивают его в желтый цвет, калия
— в фиолетовый, кальция — в кирпично-красный, лития — в кармин-
ново-красный цвет. Препараты бора (растворенные в этиловом спирте)
горят пламенем, окаймленным зеленым цветом. Данные испытания
позволяют обнаруживать атомы натрия, калия, кальция, лития и бора
в неорганических и в элементорганических лекарственных веществах.
Изменения, происходящие при нагревании и прокаливании препа-
ратов. Иод кристаллический, препараты мышьяка и ртути возгоняют-
ся и сублимируются (испытания выполнять под тягой!). Цинка
оксид желтеет при прокаливании. Висмута нитрат основной разлагает-
ся с образованием желтого остатка (оксид висмута) и желто-бурых
паров (диоксид азота):
ОН
20=Bi-0-Bi-/ —♦ 2Bi203j 4- 2N02f 4- Н20 4- Of
XN03
5.3.2.2. Идентификация элементорганических лекарственных веществ
Качественный элементный анализ используют для испытания под-
линности лекарственных веществ, содержащих в молекуле атомы серы,
фосфора, галогенов, мышьяка, висмута, ртути и др. Поскольку атомы
этих элементов в элементорганических лекарственных веществах неио-
низированы, необходимым условием испытания их подлинности явля-
177
ется предварительная минерализация. В результате происходит разру-
шение органической части молекулы (превращение углерода, водорода
и кислорода в диоксид углерода и во^у), а атомы серы, фосфора,
галогенов, мышьяка, висмута, ртути образуют соответствующие ионы.
Последние затем идентифицируют с помощью рассмотренных осадоч-
ных реакций на неорганические ионы^
Для обнаружения серы используют две группы реакций. Одна
основана на восстановлении серы до сульфид-иона, другая — на окис-
лении до сульфат-иона. Процесс восстановления тиоэфирной и тиоке-
тонной серы из препаратов (норсульфазол, фталазол, этазол, тиофос-
фамид, тиамин и др.) осуществляют нагреванием с 10%-ным раствором
гидроксида натрия. Образовавшийся сульфид затем открывают реак-
цией с нитропруссидом натрия (красно-фиолетовое окрашивание), с
помощью солей свинца (черное окрашивание) или по выделению серо-
водорода после добавления кислоты:
Na2S + 2НС1 —► H2Sf + 2NaCl
Этот способ применим для открытия тиоэфирной и тиокетонной серы
в растительных объектах, аминокислотах и белковых веществах, эфир-
ных маслах.
Серу, содержащуюся в молекулах производных сульфокислот,
сульфаниламидных препаратов, в метансульфат-ионе можно обнару-
жить озолением, окислением (концентрированной азотной кислотой)
или сплавлением со смесью нитрата и карбоната калия. Происходит
образование сульфат-иона, который обнаруживают реакцией с раство-
римыми солями бария:
S02- + Ва2> —> ВаЗОД
Способ, основанный на разрушении органической части молекулы
путем спекания, можно использовать для обнаружения не только серы,
но и хлора, например в галогенпроизводных алкилуреидов сульфокис-
лот (хлорпропамид). Образовавшиеся сульфат- и хлорид-ионы откры-
вают обычными аналитическими реакциями. Аналогичный способ
используют для обнаружения кобальта (в цианокобаламине) после
спекания с гидросульфитом калия.
Галогены (Hal) в элементорганических соединениях можно обнару-
жить, используя восстановительную минерализацию:
R—CH2Hal HHal + R-CH3
178
Процесс восстановления может быть выполнен как в кислой, так и
в щелочной среде с использованием в качестве восстановителя цинко-
вой пыли:
R—CH2Hal + Zn + 2НС1 —♦ R-CH3 + HHal + ZnCl2
R—CH2Hal + Zn + 3NaOH —4 R-4JH3 + NaHal 4- Na2ZnO2 + H20
Элементный качественный анализ иодсодержащих органических
лекарственных веществ производных алифатического, ароматического
и гетероциклического рядов осуществляют двумя путями. Либо нагре-
вают иодпроизводное в пробирке на пламени горелки, либо действуют
концентрированной серной кислотой:
r-ch2i i2
И в том и в другом случае органическая часть молекулы разрушается,
а образование молекулярного иода наблюдают по выделению фиолето-
вых паров или по окраске в фиолетовый цвет хлороформного извлече-
ния (йодоформ).
Иногда (тиреоидин) органическую часть молекулы разрушают
спеканием со смесью нитрата калия и карбоната натрия:
i-ВД *’ И*0?, МОзСконц.)^ Nal
Образовавшийся иодид-ион обнаруживают действием активного хлора,
а выделившийся иод извлекают хлороформом (красно-фиолетовое
окрашивание).
Фтор и хлор открывают обычными аналитическими реакциями
после разрушения органической части молекулы расплавленным ме-
таллическим натрием (фторотан):
Na
R—CH2Hal NaHal
Образовавшиеся фторид-ионы затем обнаруживают по исчезновению
красного окрашивания раствора тиоцианата железа (III), а хлорид-
ионы — реакцией с раствором нитрата серебра.
Для обнаружения органически связанного фосфора рекомендована
методика окисления до фосфат-иона. В качестве окислителей исполь-
зуют смесь концентрированных серной и азотной кислот. Фосфат-ион
обнаруживают реакцией осаждения в виде фосфата магния-аммония
(белый осадок):
179
Mg2+ + nh; + pof —► NH4igP04l
или в азотнокислой среде реакцией с молибдатом аммония (желтый
осадок):
Н3Р04 + 12(NH4)2io04 + 2IHNO3 —► (NH4)3P04- 12Мо03| + 21NH4N03 + 12Н20
Способы минерализации висмут- мышьяк- и ртутьсодержащих
элементорганических лекарственных веществ можно разделить на три
группы: озоление (сжигание и прокаливание), минерализация в при-
сутствии окислителей и минерализация в присутствии восстановите-
лей.
Способ озоления пригоден только для соединений висмута, так как
мышьяк- и ртутьсодержащие соединения при этом возгоняются.
Минерализацию в присутствии окислителей можно осуществлять
смесью концентрированной серной и азотной кислот, а также концент-
рированной серной кислотой в присутствии пероксида водорода или
перманганата калия. Эти два способа пригодны для качественного и
количественного анализа элементорганических соединений мышьяка и
ртути.
Минерализацию в присутствии восстановителей выполняют, ис-
пользуя смесь концентрированной серной кислоты с сульфитом калия.
Такой способ применим для анализа мышьяксодержащих элементорга-
нических лекарственных веществ.
Качественный элементный анализ мышьяксодержащих лекарствен-
ных веществ основан на озолении в присутствии смеси для спекания,
состоящей из химически чистых карбонатов и нитратов. Органическая
часть молекулы при этом разрушается, а мышьяк окисляется до арсе-
нат-иона. Последний обнаруживают в фильтрате, действуя солью
магния и раствором аммиака (белый осадок):
AsOf -f- Mg2+ + NH* NH4MgAs04l
Качественный анализ ртутьсодержащих лекарственных веществ
основан на предварительном превращении в ионогенное состояние
ртути нагреванием в растворе соляной кислоты. Затем открывают ион
ртути, используя в качестве реактива раствор иодида калия.
5.3.2.3. Способы испытаний подлинности органических
лекарственных веществ
Химические реакции, используемые для испытаний подлинности
органических лекарственных веществ, можно разделить на три основ-
ные группы:
180
I. Общие химические реакции органических соединений.
II. Реакции образования солей и комплексных соединений.
III. Реакции, используемые для идентификации органических
оснований и их солей.
Эти группы химических реакций основаны на использовании фу-
нкционального анализа. Функциональной группой
называют реакционно-способный атом, группу атомов или реакцион-
ный центр в молекуле органического соединения. Поскольку те или
иные функциональные группы обусловливают фармакологическую
активность лекарственного вещества, функциональный анализ позволя-
ет сделать объективную оценку о его подлинности.
Подлинность подтверждают с помощью реакций на ту иди иную
функциональную группу. При этом происходит образование продукта
реакции растворимого или нерастворимого в воде. При использовании
цветореагентов образуются окрашенные соединения. В качестве
реактивов на органические лекарственные вещества используют как
неорганические ионы и комплексные соединения, так и органические
вещества различной химической структуры. Наиболее просты по вы-
полнению цветные реакции, выполняемые при участии ионов и орга-
нических реагентов в водной среде. Их используют для испытания
подлинности, а также в фотометрическом и спектрофотометрическом
анализе.
В результате взаимодействия ряда неорганических солей,
комплексных соединений, органических реагентов с органическими
лекарственными веществами образуются белые или окрашенные
осадки. Реакции осаждения позволяют устанавливать подлинность
препарата. Нередко внешний эффект реакции (окраска, растворимость,
кристаллическая форма), а также температура плавления,
растворимость, кристаллооптические и другие константы позволяют
идентифицировать лекарственное вещество и дифференцировать его от
других препаратов данной химической группы. Кроме того, реакции
осаждения, сопровождающиеся образованием труднорастворимых
осадков постоянного химического состава, могут быть применены в
количественном анализе. На основе таких реакций разработаны
многочисленные методики анализа, в которых использованы
гравиметрические, прямые и косвенные титриметрические,
нефелометрические, турбидиметрические, полярографические,
экстракционно-фотометрические, амперометрические и другие методы
анализа.
Далее будет рассмотрен механизм всех трех основных групп хими-
ческих реакций, в результате которых образуются окрашенные раство-
ры или осадки.
181
Общие химические реакции органических соединений
Общие реакции органических соединений рассмотрены в гл. 3. Для
фармацевтического анализа применимы те же три типа химических
реакций, которые используют для синтеза: реакции замещения (нитро-
вание, галогенирование, конденсация карбонильных соединений);
реакции превращения заместителей (диазотирование и азосочетание,
ацилирование, этерификация); реакции окисления — восстановления.
В фармацевтическом анализе применяют также химические процес-
сы, основанные на реакциях элиминирования или гидролиза:. десуль-
фирование, дегалогенирование, гидролиз сложных эфиров и ацилиро-
ванных производных, разложение третичных аминов, амидопроизвод-
ных и продуктов конденсации.
Реакции нитрования и нитрозирования. Нитрование ароматическо-
го ядра находит применение для идентификации ряда препаратов
(фенобарбитал, фенацетин, дикаин). Появляющееся характерное (жел-
тое) окрашивание обусловлено образованием моно-, ди- и тринитро-
производных, например
N02
По этой схеме происходит нитрование фенацетина с образованием
^ононитропроизводного (З-нитро-4-ацетаминофенола).
Фенолы при нитровании образуют окрашенную в желтый цвет
ациформу нитрофенола:
Подобные продукты реакции дают в этих условиях некоторые
вторичные ароматические амины, например дикаин, который образует
калиевую соль о-хиноидного соединения, окрашенную в кроваво-
красный цвет.
Ряд лекарственных веществ, содержащих в молекуле нитрогруппу
(левомицетин, производные нитрофурана) или продукты нитрования
182
(производные тропанового ряда, дикаин), под действием едких щело-
чей (гидроксидов) образуют окрашенные а ц и с о л и:
Процесс нитрования с образованием тринитросоединений троповой
или ди фенил уксусной кислот, являющихся продуктами кислотного
гидролиза сложных эфиров производных тропина, лежит в основе
реакции Витали — Морена. В результате реакции под действием гид-
роксида калия образуется окрашенное в фиолетовый цвет соединение
хиноидной структуры. Общая схема этой реакции:
Образование окрашенных продуктов из нитросоединений под дейс-
твием раствора гидроксида натрия используют для идентификации
производных нитрофурана. Предполагают, что окраска обусловлена
расщеплением фуранового цикла:
Нитрозирование ряда гетероциклических лекарственных веществ с
подвижным атомом водорода в молекуле (антипирин, бутадион и др.)
приводит к образованию окрашенных нитрозосоединений, которые
можно использовать для идентификации. Окрашенные продукты
реакции в этих условиях дают производные барбитуровой кислоты,
содержащие иминную группу. Гидразины (апрессин) и пиперазины
образуют с азотистой кислотой нитрозосоединения со стабильной
температурой плавления.
Реакция нитрозирования вторичных аминов в ряде случаев (резер-
пин) сопровождается образованием флуоресценции. Во всех указанных
случаях нитрозирование вторичной аминогруппы происходит по схеме
183
л
R-NH-Ri 4- NaNO2 4- HC1 —► 4- NaCl 4- H20
Нитрозирование с последующим окислением до индофенола ис-
пользуют для идентификации производных фенолов. Индофенол —
вещество интенсивно-синего цвета. Общая схема этой реакции:
n-нитрозофенол п—хинноксим
индофенол
Ароматические амины (анестезин, новокаин, аминоакрихин) при
окислении превращаются в орто- или пара- хинонимины:
Хинонимины, вступая в реакцию конденсации с ароматическими
аминами, образуют индофенол:
С образованием индофенольных красителей связано взаимодействие
с фенолами и их производными таких реактивов, как 4-аминоантипи-
184
рин, диметил- и диэтил-^п-фенилендиамин. Окрашенные продукты
образуются в присутствии окислителей. Реакции отличаются высокой
чувствительностью. Положительные результаты достигаются и при
идентификации веществ, содержащих в молекуле активную метилено-
вую группу. При использовании в качестве реактива 4-аминоантипири-
на в щелочной среде возникает красное окрашивание, а диметил- и
диэтил-п-фенилен ди амина — синее или фиолетово-синее. Положи-
тельные результаты дают осарсол, хинозол, мезатон и др. Указанные
реактивы с аммиачным раствором бутадиона в присутствии окислите-
лей образуют белые осадки.
К числу химических реакций, основанных на образовании индофе-
нолов, следует отнести так называемую фенолгипохлоритную реакцию.
Ее использовали еще в прошлом веке для обнаружения и определения
аммиака и других азотсодержащих соединений после их минерализа-
ции. Позже было установлено, что окрашенные соединения при опре-
деленных условиях дают также мочевина, ацетамид, некоторые барби-
тураты. При использовании в качестве реактивов 1%-ного водного
раствора гипохлорита натрия, 5%-ного водного раствора фенола и
0,1 М раствора соляной кислоты окрашенные соединения образуют ряд
производных пурина (кофеин, теобромин, теофиллин, дипрофиллин).
Цвет и интенсивность окраски зависят от условий выполнения реак-
ции. Установлено, что в образовании индофенольных красителей при-
нимают участие два атома азота пуринового цикла после расщепления
имид азол ового кольца.
Реакции диазотирования и азосочетания. Применение реакций
диазотирования и азосочетания для испытания подлинности разносто-
ронне. Некоторые аминопроизводные гетероциклического ряда (этак-
ридина лактат) образуют окрашенные диазосоединения.
Диазотирование и последующее азосочетание широко используют
как для качественного анализа лекарственных препаратов, производ-
ных первичных ароматических аминов (производных анилина, сульфа-
ниламидов, производных n-аминобензойной кислоты и др.), так и для
идентификации фенолов. Для анализа фенолов используют диазореак-
тив, представляющий собой соль диазония.
Азосоединения получают в две стадии. Первая из них — диазоти-
рование:
Ar-NH2 + NaN02 + 2НС1 —> [Ar-N=N]C1- 4- NaCl + 2H20
Диазотирование ведут в кислой среде.
Затем соли диазония образуют азосоединения с фенолами или
аминами:
185
Если в пара-положении имеется радикал, то образуется орто-азосое-
динение:
НО НО
[Аг—N=N]C1" + L* [I + —> Jl 4- HC1
AHHr
Могут образоваться также бис- и тетразосоединения (синэстрол).
Процесс азосочетания обусловлен наличием в этих соединениях
электронодонорных групп —ОН и —NH2, создающих частичные отрица-
тельные заряды в орто- и пара-положениях ароматического ядра. В
этих положениях происходит электрофильное замещение водорода
катионом диазония. Фенолы и нафтолы вступают в азосочетание в
ионизированной форме (в виде феноксид-ионов), а амины — в виде
свободных оснований. Соли аминов азосоединений не образуют. Азосо-
четание с фенолами и нафтолами наиболее благоприятно происходит в
слабощелочной среде, а с аминами — в слабокислой.
Реакцию диазотирования и азосочетания используют также для
идентификации сложных эфиров фенолов, ароматических ацилирован-
ных аминов и нитропроизводных.
Если фенольный гидроксил связан в сложноэфирную группу или
первичный ароматический амин ацилирован (тримекаин, ксикаин,
прозерин), то предварительно проводят щелочной гидролиз:
О
II NafiW
Ar—0—С—R Аг—ОН 4- R—COONa
Ar—NH—С—R Ar—NH2 + R—COONa
Образовавшийся фенол или ароматический амин сочетают с солями
диазония.
186
Реакции галогенирования и дегалогенирования. Эти химические
реакции широко применяют для количественного анализа непредель-
ных соединений, спиртов, фенолов, ароматических аминов, галогено-
производных и других лекарственных веществ.
Используют галогенирование, происходящее по типу реакций при-
соединения и реакций замещения. Обнаружение и определение непре-
дельных соединений основано на реакциях присоединения брома (пос-
ледний при этом обесцвечивается):
-сн=сн- 2^ -сн-сн-
Вг Вг
Способ непригоден, если одновременно происходит реакция окисления
или реакция замещения (например, в присутствии фенолов, енолов,
аминов). К методам галогенирования, происходящим по типу реакции
замещения, может быть отнесена йодоформная проба, применяемая
для идентификации этилового спирта и соединений, содержащих
этоксильную (анестезин) группу:
С2Н5ОН + 412 4- 6К0Н —> СН131 4- 5KI 4- НСООК 4- 5Н20
Образующийся йодоформ выпадает в виде желтого осадка с характер-
ным запахом.
Широко используют в фармацевтическом анализе реакции броми-
рования или иодирования производных фенолов и ароматических
аминов. Они протекают по типу реакций электрофильного замещения.
Наличие в молекулах этих веществ заместителей первого рода (окси- и
аминм! рупп) обусловливает количественно происходящий процесс
бромирования с образованием белого осадка трибромфенола или три-
броманилина по общей схеме
ОН
187
nh2
Аналогично происходит процесс иодирования указанных производ-
ных. Если аминогруппа или фенольный гидроксил ацилированы, то
предварительно проводят процесс гидролиза (в кислой или щелочной
среде). Если у фенола или анилина в орто- или пара-положении нахо-
дятся радикалы, то образуются моно- или дигалогенпроизводные.
В реакции галогенирования вступают не только ароматические, но
и гетероциклические соединения, содержащие фенольный гидроксил,
в том числе витамины, антибиотики.
Процесс, обратный галогенированию, — дегалогенирование — ис-
пользуют для анализа хлор-, бром- и иодпроизводных органических
лекарственных препаратов.
Галогены в органической молекуле связаны не ионогенной, а кова-
лентной связью. В зависимости от прочности этой связи применяют
различные способы дегалогенирования, например отщепление галогена
под действием раствора нитрата серебра:
R—СН2—Hal *gN°3 > AgHalj 4- В,—СН2—0N02
щелочное отщепление:
R—СН2—Hal 4- NaOH —► NaHal + R-CH20H
Процесс дехлорирования можно осуществлять нагреванием препара-
та (хлорэтил, хлороформ) в спиртовом растворе едкой щелочи или в
водно-спиртовой среде с раствором нитрата серебра. Этот способ ле-
жит в основе определения органически связанного хлора в молекуле
производных бис-(Д-хлорэтил)-амина. Происходит процесс дехлориро-
вания (обратный синтезу) с образованием хлорид-иона. Последний
сразу же осаждается ионом серебра. В отличие от элементного анализа
органическая часть молекулы при этом не разрушается. Если ковален-
тная связь более прочна, то хлорид-ион образуется только после пред-
варительного нагревания препарата с раствором гидроксида натрия.
Аналогичным образом анализируют бромсодержащие органические
лекарственные вещества (бромизовал). Образовавшийся при кипяче-
188
нии в растворе щелочи ион брома окисляют хлорамином до свободно-
го брома, который окрашивает слой хлороформа в желто-бурый цвет.
Реакции десульфирования. Аналитическое применение имеет де-
сульфирование производных А-метан-сульфата натрия и производных
сульфоната натрия. Производные А-метан-сульфата натрия (стрепто-
цид растворимый, анальгин) при нагревании в присутствии минераль-
ных кислот разлагаются с образованием диоксида серы и формальде-
гида:
S03Na
I
^n-ch2
HC1___
-NaCl ’
S02f + HC
Продукты разложения имеют характерный запах.
Сульфонаты (викасол) в этих условиях образуют диоксид серы:
R—S03Na S02|
Реакции конденсации карбонильных соединений. Реакции конден-
сации альдегидов и кетонов с первичными аминами, гидроксиламином,
гидразинами, семикарбазидом, тиосеми карбазидом и другими амино-
производными идут по общей схеме
Й-С^ 4- H2N—Ri —► R-€H=N-fti + Н20
'ХС=0 + H2N-R —♦ '4C=N-R + Н20
Эту группу химических реакций используют для идентификации
лекарственных веществ, содержащих в молекуле аминогруппу, альде-
гидную и кетогруппу.
При взаимодействии альдегидов с первичными аминами в кислой
среде происходит конденсация с образованием солей оснований Шиф-
фа:
-СН=О + [H3N~ft] CL —♦ [-4)H=NH-ft]Cl’ 4- H20
Эти соединения имеют обычно желтую, красную или оранжевую
189
окраску. Реакцию используют для идентификации сульфаниламидов и
других первичных ароматических аминов, применяя в качестве реак-
тива 4-диметил аминобензальдегид, коричный альдегид и другие
альдегиды. Реакция образования окрашенных оснований Шиффа
лежит в основе лигниновой пробы на первичные арома-
тические амины.
Для идентификации кетопроизводных используют реакции образо-
вания гидразонов
+ H2N-NH-4l —» ^=N-NH-4ll 4- Н20
и реакции получения кетоксимов
'^C=G + H2N-0H —» 'NisN-OHl + н2о
Кетоны, вступая в реакции конденсации с различными гидразина-
ми (фенилгидразин, 2,4-динитрофенилгидразин),.образуют гидразоны,
а взаимодействуя с гидроксиламином, дают кетоксимы. И те и другие
представляют собой бесцветные или окращенные устойчивые
соединения, нерастворимые в воде, со стабильной температурой плав-
ления. Это позволяет использовать их для установления подлинности
таких кетонов, как камфора, бромкамфора, а также стероидных соеди-
нений, содержащих в молекуле кетогруппу.
Для идентификации лекарственных веществ используют также
процесс, обратный конденсации, в результате которого образуются
альдегиды и кетоны. Последние затем обнаруживают по характерному
запаху или с помощью цветных реакций (фтивазид, эфедрин и др ).
Реакции окислительной конденсации. Процесс окислительного
расщепления и образования азометинового красителя лежит в основе
нингидриновой реакции. При нагревании с нингидри-
ном (трикетогидринденгидрат) растворов аминокислот, иминокислот,
пептонов, полипептидов, первичных и вторичных алифатических ами-
нов возникает окрашивание. Наиболее широко нингидриновая реакция
используется для идентификации и фотокол ори метрического опреде-
ления о- и ^-аминокислот, в присутствии которых появляется темно-
синяя окраска. Она обусловлена образованием замещенной соли дике-
тогидриндилидендикетогидрамина — продукта конденсации избытка
нингидрина и восстановленного нингидрина с аммиаком, выделившим-
ся при окислении испытуемой аминокислоты:
190
Более поздние исследования нингидриновой реакции показали, что
появляющаяся окраска присуща не одному соединению, а нескольким
окрашенным веществам в зависимости от химической структуры ис-
ходной аминокислоты. Однако во всех случаях образуется фиолетового
цвета бис-1,3-дикетоинденил:
В фармацевтическом анализе нингидриновую реакцию используют
для идентификации аминокислот (кислота глутаминовая, кислота
191
аминокапроновая, фенибут, аминалон, метионин) и их производных
(сарколизин, дииодтирозин и др.).
Кроме аминокислот и их прозводных нингидрин в слабощелочной
среде образует окрашенные, как и в случае алифатических аминокис-
лот, сине-фиолетовые продукты реакции с мезатоном и эфедрином.
Положительную реакцию в этих условиях дают также рибофлавин
(зеленое окрашивание), изониазид (нестойкое красное), эуфиллин
(красно-фиолетовое).
Сходна по химизму с нингидриновой реакцией мурексид-
ная проба, основанная на окислении молекулы пурина с образо-
ванием метилированных производных аллоксантина. Последующее
действие раствором аммиака приводит к образованию аммонийной
соли метилированного производного пурпуровой кислоты, окрашенно-
го в пурпурно-красный цвет. Мурексидную пробу используют для
испытания подлинности производных пурина (кофеин, теобромин,
теофиллин и др.).
Альдегиды, спирты, органические кислоты, ангидриды кислот,
барбитураты образуют окрашенные продукты конденсации с фенола-
ми. Процесс конденсации лежит в основе цветной реакции формаль-
дегида с салициловой кислотой, хромотроповой кислотой.
В этих цветных реакциях последовательно происходят процессы
конденсации, а затем окисления с образованием окрашенных соедине-
ний пара-хиноидной структуры (ауриновый краситель):
Концентрированная серная кислота оказывает дегидратирующее
действие в реакции конденсации и, кроме того, является окислителем
при образовании хиноидного соединения. Эту цветную реакцию при-
меняют для обнаружения формальдегида, выделяющегося при окис-
лении метилового спирта, а также при гидролизе некоторых лекарст-
венных веществ (никодин, метазид, гексамидин и др.). К этому же
типу можно отнести реакцию резорцина с фталевым ангидридом,
сопровождающуюся образованием флуоресцеина.
В основе взаимодействия гексаметилентетрамина с фенолами в
192
присутствии концентрированной серной кислоты лежит рассмотренная
выше реакция образования ауринового красителя. Но этот реактив
образует окрашенные соединения и с ментолом, терпингидратом, про-
медолом (красное), а также с производными бензиловой кислоты -
амизилом, бензацином, метацином (сине-зеленое) и этакридином (зеле-
ное). Вместе с тем производные дифенилуксусной и дифенилпропионо-
вой кислоты (апрофен, спазмолитик) в этих условиях положительной
реакции не дают.
Ряд лекарственных веществ, содержащих в молекуле фенильный
радикал (промедол, фенобарбитал), подвергаются формальдегидом и
концентрированной серной кислотой окислительной конденсации
(проба Ле Розена):
При осторожном наслаивании на раствор формальдегида в концент-
рированной серной кислоте раствора препарата на границе слоев появ-
ляется кольцо красного цвета.
Ароматические альдегиды образуют окрашенные продукты с соеди-
нениями, содержащими в молекуле активную метиленовую группу
(камфора):
R-CH2
I
R.j—С=0
Ri-C=O
С помощью ванилина можно обнаружить наличие индольного цик-
ла в молекуле (стрихнин, резерпин).
Реакции этерификации, ацилирования и гидролиза. Для испыта-
ний подлинности лекарственных веществ, содержащих в молекуле
спиртовой (фенольный) гидроксил или карбоксильную группу, ис-
пользуют реакцию этерификации, а для идентификации сложных
эфиров — обратный процесс — гидролиз (омыление):
7-29 193
Ri—ОН + R—-COOH R-C^" 4- H20
N)R1
Этерификация протекает в присутствии дегидратирующих веществ
(концентрированная серная кислота), а гидролиз — в кислой или
щелочной среде.
Аналогичный процесс лежит в основе идентификации простых
эфиров:
R-0-Ri 4- Н20 R—0H 4- Rp-OH
Применение в анализе находит и реакция ацилирования (особенно
ацетилирования) аминопроизводных и обратный процесс — гидролиз
ацильных производных:
О
Л1—соон ||
R—NH2 ?=====* R-4JH-C-41! + н2о
Образовавшиеся в результате реакций этерификации, ацилирова-
ния и гидролиза сложные эфиры, ацильные производные и продукты
гидролиза могут иметь характерный запах, стабильную температуру
плавления или другие константы, подтверждающие подлинность ле-
карственного вещества.
Реакцию этерификации применяют, например, для идентификации
препаратов, производных этилового спирта или уксусной кислоты
(калия ацетат), по образованию этил ацетата, имеющего характерный
запах.
Чаще для испытания подлинности используют процесс гидролиза
эфиров и ацильных производных (парацетамол, фенацетин и др.).
Концентрированную серную кислоту используют для гидролиза
простых эфиров, в частности метоксильных групп (кодеин, хинин,
котарнина хлорид). Гидролиз простых арилалифатических эфиров
(димедрол) основан на дезалкилировании при нагревании в присутст-
вии минеральных кислот:
R-0-Ri 4- H2S04 R—ОН 4- Rj—0S03H
Стабильная температура плавления образовавшегося спирта (бен-
згидрола) позволяет идентифицировать простой эфир.
Для идентификации сложных эфиров салициловой кислоты (кисло-
Г94
ты ацетилсалициловой, метилсалицилата, фенил салицилата) использу-
ют процесс гидролиза и в кислой, и в щелочной среде. Образовавшие-
ся продукты гидролиза идентифицируют с помощью цветных реакций,
органолептически (по запаху) или по температуре плавления. Сложные
эфиры арил алифатических кислот идентифицируют путем щелочного
гидролиза с последующим установлением температуры плавления
выделенных кислот.
Сложные эфиры азотной кислоты (нитроглицерин, эринит) образу-
ют при гидролизе нитраты, которые затем обнаруживают, используя в
качестве реактива дифениламин.
Иногда для идентификации сложных эфиров их вначале подверга-
ют гидролизу, а затем осуществляют этерификацию образовавшейся
органической кислоты спиртом (амилнитрит, кислота ацетилсалицило-
вая) или, наоборот, выделившегося спирта кислотой (мепротан). Воз-
можен также вариант, кбгда образовавшиеся при гидролизе двойного
эфира (кокаин) спирт и кислота взаимодействуют между собой с обра-
зованием сложного эфира. Полученные сложные эфиры обнаруживают
по характерному запаху или по температуре плавления.
Общим способом испытаний лекарственных веществ, содержащих в
молекуле сложноэфирную, лактонную или лактамную группу, являет-
ся так называемая гидроксамовая реакция. Если про-
цесс гидролиза сложных эфиров выполнять в щелочной среде в при-
сутствии гидроксиламина, то образуются гидроксамовые кислоты:
+ NH20H R1—ОН +
\\Н—ОН
Последние, взаимодействуя с солями металлов, например с ионом
железа (III), в зависимости от pH среды образуют различные соста-
ву и окраске продукты реакции:
красно-бурая
вишнев о—кра сная
•Cl-
195
красно-фиолетовая
Особенно широко применяют эту реакцию для идентификации
сложных эфиров (салициловой кислоты — фенилсалицилат и метил-
салицилат, n-аминобензойной кислоты, арил алифатических и других
кислот), содержащих сложную эфирную группу, алкалоидов (атропин,
кокаин), стероидных гормонов (кортизона ацетат, тестостерона пропио-
нат и др.), высших жирных кислот, коллагенов, пептидных связей в
белках. Дают эту реакцию также амиды (бромизовал, фенацетин,
парацетамол, нитразепам) и имиды (барбитураты, бемегрид, фенсукци-
нимид).
Легко реагируют с гидроксиламином сложные эфиры, значительно
медленнее в сильнощелочной среде и при повышенной температуре —
амиды и имиды. Также в щелочной среде вступают в эту реакцию
лактоны (пилокарпин и сердечные гликозиды с лактоновым циклом).
Для образования окрашенных комплексов наряду с солями железа
(III) используют соли меди (II), реже другие катионы металлов.
Синтетические и природные пенициллины, содержащие ^лактамный
цикл, образуют гцдроксамат меди при pH 7,0, а цефалоспорины — при
pH 6 в присутствии никеля (II).
Образование устойчивых красно-фиолетовых комплексов гидрокса-
мовых кислот с солями железа (III) в кислой среде (pH 1,5—3,0) с
максимумом светопог лощения в области 470—540 нм использдвано для
фотометрического определения большинства указанных лекарственных
веществ. При выборе условий выполнения анализа важное влияние
оказывают не только химическая структура препарата, но и природа
растворителя, pH среды, температура.
Реакции разложения аминов и амидопроизводных. Некоторые соли
четвертичных аммониевых оснований при нагревании до плавления
выделяют триметиламин, другие (ацетилхолин-хлорид) разлагаются с
его выделением под действием щелочей:
^СН3
R-CH2-N—СИз
^СНз
^СНз
СГ R-CH20H + N—СН3| + КС1
^СНз
196
Амиды ароматических, гетероциклических кислот при нагревании в
растворах едких щелочей (гидроксидов) разлагаются с образованием
аммиака или соответствующего алкил- или диалкиламина, которые
обнаруживают по характерному запаху:
Этот процесс лежит в основе испытаний подлинности амида салицило-
вой, амида и диэтил амида никотиновой и других кислот.
Производные уретана под действием щелочей образуют спирт,
аммиак и карбонат натрия (прозерин, пармидин, мепротан):
О
II
R4)-C-NH2 + 2NaOH —» R—ОН + NH3j + Na2C03
Лекарственные вещества, содержащие в молекуле уреидную груп-
пировку, гидролизуются в кислой и в щелочной среде по общей схеме
R-C^NH-C-NH2 + 2Н20 —► R-COOH + 2NH3| + C02f
О
Для испытания подлинности производных ациклических и цикли-
ческих уреидов, алкилуреидов сульфокислот, производных гуанидина
и семикарбазона используют реакцию гидролиза в щелочной среде. В
результате щелочного гидролиза образуется аммиак, который обнару-
живают по запаху или по изменению окраски влажной красной лакму-
совой бумаги:
О О
II II ЧЫаПН
R-C4VH-C4W2 2NH3| 4- Na2C03 + R-ЧК
N)Na
ациклические уреиды
197
Ri
-Na0” > 2NH3f + ^CH-COONa + 2Na2C03
циклические уреиды
О
11 QVfiH
Ri-SO^H-C-^H-^ ——♦ NH3J 4- Ri~SO3K 4- R2-^H2 4- K2C03
алкилуреиды сульфокислот
1-NH-C-NH2 R-nh-c-nh2 + NH3f
11 NaOH 11
NH 0
производные гуанидина
О
R-CH=N-NH-C-NH 2 ^.№.0 , Жз| + + h2N—NH2 + Na2C03
семикарбазоны Х'''Н
Мочевина, образующаяся при действии щелочей на производные
гуанидина, разлагается до аммиака и карбоната натрия. Если на про-
дукты щелочного гидролиза подействовать избытком минеральной
кислоты, то наблюдается выделение газа (диоксид углерода). Продук-
ты гидролиза ациклических и циклических уреидов при этом нейтра-
лизуются с образованием соответствующей жирной кислоты, которую
обнаруживают по запаху:
1>4sCH—COONa »
D / -NaCI
R2
1хХ'Н-С00Н
Гидролиз уреидов, алкилуреидов, производных гуанидина и семи-
карбазона в кислой среде приводит к образованию солей аммония,
диоксида углерода и в зависимости от исследуемого вещества — соот-
ветствующих кислот, сульфамида и т.д. Если выделившиеся вещества
(кислоты, сульфамиды) имеют стабильную температуру плавления, то
это служит дополнительным признаком подлинности.
Для идентификации амидов сульфаниловой кислоты применяют
реакцию пиролитического расщепления (пиролиза) плавлением по-
198
рошка лекарственного вещества в сухой пробирке. При этом выделяет-
ся аммиак (или другие газы), а плав приобретает характерную окрас-
ку.
Реакцию разложения нагреванием в присутствии карбоната натрия
используют для идентификации некоторых производных пиридинкар-
боновых кислот и их амидов. Образуется пиридин, обнаруживаемый
по запаху.
Реакции окисления — восстановления. Окислительно-восстанови-
тельные процессы лежат в основе многих химических реакций, исполь-
зуемых для испытаний подлинности лекарственных веществ.
Реакция гидрирования нитросоединений (металлическим цинком в
присутствии соляной кислоты)
Аг-Л02 4- ЗН2 —> Ar—NH2 4- 2Н20
применяется для получения аминов и последующего образования из
них окрашенных диазо- и азосоединений.
Процесс гидрирования, основанный на присоединении водорода по
месту двойной связи, может быть использован для идентификации
непредельных соединений.
Препараты, содержащие в молекуле непредельные связи (сферефи
зина бензоат, карбокромен, нистатин, амфотерицин В), под действием
окислителей (перманганат калия) подвергаются окислительной гидра-
тации:
ОН ОН
Происходит обесцвечивание раствора перманганата калия.
Препараты, содержащие в молекуле хинонную группу (викасол),
под действием восстановителей (цинковая пыль в присутствии мине-
ральных кислот) гидрируются до образования фенольных групп:
199
Реакцию окисления спиртов до альдегидов используют для иден-
тификации лекарственных веществ, содержащих в молекуле первич-
ную спиртовую группу:
R-CH20H -И-» R-C^° + Н20
Вторичные спирты при окислении образуют кетоны:
"Njh-oh -И-» 'Nho + н2о
Ri-***^
Широко используют в фармацевтическом анализе реакцию окисле-
ния альдегидов до кислот:
»-Z ж
Восстановительные свойства лекарственных веществ производных
альдегидов (формальдегид, хлоралгидрат, цитраль, глюкоза), изони-
котиновой кислоты (изониазид, салюзид), стероидных гормонов, соде-
ржащих в молекуле о-кетольную группу, антибиотиков тетрациклино-
вого ряда и стрептомицинов устанавливают с помощью реакции
образования ’’серебряного зеркала”, а также реактивом
Фелинга или реактивом Несслера.
Реакция образования ’’серебряного зеркала” основана на восстано-
влении серебра из аммиачного раствора оксида серебра:
R-C^0 + 2 [Ag(NH3) 2] ОН —► R-C^° 4- 2Agj 4- 4NH3| + H20
Реактив Фелинга представляет собой смесь приготавливаемых
отдельно двух растворов: раствора сульфата меди и раствора, содержа-
щего сеньетову соль (соль винной кислоты) и гидроксид натрия. При
смешивании этих растворов с альдегидами после нагревания образует-
ся вначале желтый осадок гидроксида меди (I), а затем красный оса-
док оксида меди (I):
О
II
2KNa[Cu(C4H406)2] + R-C-4I + 3NaOH + 2К0Н —» 2Си(ПЦ + RCOONa +
4- 4KNaC4H406 + 2Н20
200
2CuOH —► Cu20 4- H20
Процесс окисления лежит в основе использования ’’реакции сереб-
ряного зеркала” и реактива Фелинга для обнаружения алкогольной
группы в стероидных соединениях (кортизона ацетат, гидрокортизон,
преднизолон, ДОКСА):
R—С^—СН20И + 2Ag(NH3)2N03 + Н20 —♦ 2Ag| + R-C^—0NH4 + HC00NH4 +
+ 2NH4N03
COOK COOK
R—Z + 4CH0\ 4- 4H20 —► 2Cu20| + 4CH0H + R-C^ + HCOOH
^H20H I Cu I N)H
CHO-^ CHOH
COONa COONa
Действие реактива Несслера основано на восстановлении ртути в
щелочной среде:
K2HgI4 4- ЗКОН 4- R—(г
—► R—COOK 4- 4KI 4- Hgl 4- 2Н20
Восстановительные свойства альдегидов могут быть использованы
для испытания подлинности неорганических лекарственных веществ
(соединений ртути, серебра).
Препараты, содержащие в молекуле гидразинную группу (изониа-
зид, апрессин), под действием раствора сульфата меди, аммиачного
раствора нитрата серебра окисляются по схеме
NH2-NH2 4- 2 [0] —> N2f 4- 2Н20
R-NH-NH2 4- 2[0] —► N2| 4- R-OH 4- Н20
При действии на сь-гидроксикарбоновые кислоты (адреналина
гидротартрат, натрия цитрат, кальция лактат, ацеклидий, платифил-
лина гидротартрат) минеральными кислотами в присутствии окислите-
лей происходит разложение:
R-CH-COOH R-Чг + И—С;
ОН
201
Н-С^ -И-» Н20 + СОгТ
NJH
Значительная группа лекарственных веществ претерпевает химичес-
кие превращения под действием окислителей. Окрашенные продукты
окисления образуют гетероциклические соединения, производные
пиразолона и фенотиазина; алкалоиды, производные бензил изохино-
лина (папаверин), морфинана (морфин, кодеин, апоморфин), индола
(резерпин). Процесс окисления использован в мурексидной (пуриновые
алкалоиды) и таллейохинной (хинин) пробах. В основе испытаний
подлинности гормонов, имеющих в молекуле фенольный гидроксил, а
также препаратов ряда витаминов лежат химические реакции, основан-
ные на их окислении. В качестве окислителей используют галогены
(раствор иода, бромная вода) или вещества, легко отщепляющие гало-
гены (хлорамины, гипохлориты), а также растворы пероксида водоро-
да, перманганата калия, дихромата калия, солей церия и др.
Реакции образования солей и комплексных соединений
Неорганические соли железа (III), меди (II), серебра, кобальта,
ртути (II), кадмия, свинца, сурьмы широко используют для испыта-
ния подлинности органических соединений: карбоновых кислот (в том
числе аминокислот, оксикислот), производных барбитуровой кислоты,
спиртов, фенолов, сульфаниламидов, некоторых алкалоидов, гормонов,
антибиотиков. В результате реакций образуются соответствующие соли
или комплексные соединения за счет наличия в молекулах карбок-
сильной группы, фенольного гидроксила, имидной группы, вторичной
аминогруппы и спиртового гидроксила.
Образование из органических кислот солей и комплексных соеди-
нений происходит по общей схеме
R—C00H 4- MX —► R-COOM + НХ
Алифатические амины вступают в реакцию комплексообразования:
R-NH2 4- X —► R-NH2-X
202
Реакции на натриевые, калиевые, кальциевые соли органических кис-
лот, в том числе сульфаниламидов, витаминов, антибиотиков и др.,
выполняют так же, как и испытания неорганических лекарственных
веществ.
Для идентификации пользуются реакцией нейтрализации натрие-
вых (калиевых) солей органических кислот (бензойной, салициловой и
др)
R—COONa + НС1 —» R-COOH + NaCl
Выделившиеся нерастворимые в воде кислоты осаждаются. Затем
их идентифицируют по температуре плавления или цветными реак-
циями с ионами тяжелых металлов. Если лекарственное вещество мало
растворимо в воде, его вначале превращают в натриевую соль или соль
аммония, а затем выполняют реакцию с солями тяжелых металлов.
Один из наиболее широкоупотребительных реактивов в фармацев-
тическом анализе — хлорид железа (III). Взаимодействуя с фенолами,
он образует комплексные ионы феноксидов (фенолятов) железа. Они в
зависимости от присутствия в молекуле тех или иных функциональных
групп могут иметь различную химическую структуру:
Феноксиды железа окрашены в синий или фиолетовый цвет (фенол,
резорцин и др.). Установлено, что наличие карбонильной и некоторых
других групп в орто-положении к фенольному гидроксилу обус-
ловливает фиолетовую окраску испытуемого вещества; в пар a-положе-
нии — желтую или красную, лхе ma-замещенные фенолы не образуют
окрашенных соединений (тимол).
203
Окрашенные соединения с хлоридом железа (III) образуют лекарс-
твенные вещества, содержащие в молекуле фенольный гидроксил:
производные n-аминофенола, сложные эфиры салициловой кислоты и
производные салицил амида с незамещенным фенольным гидроксилом;
производные 8-оксихинолина, 4-оксикумарина; оксипиридиновые
витамины и витамины группы флаваноидов; препараты гормонов,
являющиеся производными аминофенолов; антибиотики тетрацикли-
нового ряда и продукт щелочного гидролиза стрептомицина — маль-
тол; синтетические эстрогены, производные ди-(п-оксифенил)-гексана.
Если фенольный гидроксил связан в сложноэфирную группу органи-
ческой кислотой, то необходимо предварительное гидролитическое
расщепление эфирной связи.
Хлорид железа (III) образует окрашенные соли с ацетат-, глюко-
нат-ионом, терпингидратом (п-ментандиолом-1,8). Окрашенные
соединения с салицилат- и аминосалицилат-ионом обусловлены
наличием фенольного гидроксила и карбоксильной группы. Состав и
свойства окрашенных соединений с солями железа (III) зависят от pH
среды. Так, например, салициловая кислота в зависимости от
значения pH образует соединение I (рН1; окраска фиолетовая);
соединение II (рН2,5; красная окраска); соединение III (рН7,4; желтая
окраска):
III
Соли тяжелых металлов используют в качестве реактивов для
идентификации органических кислот различной химической структу-
ры: лимонной, бензойной, цинхониновой, аминокислот, п-
аминосалициловой кислоты и др.
Лекарственные вещества, содержащие в молекуле меркаптогруппу
(цистеин, мерказолил, меркаптопурин), образуют с солями тяжелых
металлов нерастворимые в воде меркаптиды:
К—SH + IX —► R—SM1 4- НХ
Под действием растворов едких щелочей (гидроксидов) меркаптаны
гидролизуются с образованием сульфидов:
2R-SH 4- 2NaOH —► R—S—R 4- Na2S 4- 2Н20
Образующиеся сульфиды можно обнаружить с помощью цветных
204
реакций, используя в качестве реактивов нитропруссид натрия или
ацетат свинца.
Препараты, содержащие в молекуле сульфогруппу (хиниофон,
сигетин, диазолин), взаимодействуя с ионом бария, образуют осадки:
2R—S03H 4- ВаС12 —► (R—80з)2Ва| 4- 2НС1
Ионы железа (III), серебра, меди (II), кобальта позволяют под-
твердить наличие имиДной группы в молекулах сульфаниламидов,
барбитуратов, пуринов.
Соли меди (II) в нейтральной среде образуют комплексные соеди-
нения с сульфаниламидными препаратами:
Различия в растворимости и окраске позволяют отличать друг от
друга эти препараты. Подобные комплексы образуют с сульфанилами-
дами и другие ионы тяжелых металлов.
Препараты, молекула которых включает циклическую уреидную
группу (барбитураты, производные пурина), с солями тяжелых метал-
лов в присутствии гидроксида натрия образуют комплексные окра-
шенные соединения:
U) М/п
\С=О 4- NaX
---NIK
Барбитураты превращаются в сине-фиолетовые комплексные соеди-
нения под действием солей кобальта и кальция, а с солями меди обра-
зуют комплексы, имеющие различную окраску от голубой до сирене-
вой. Реакции следует выполнять при определенных значениях pH
среды.
Алкалоиды — производные пурина (теобромин, теофиллин) — осаж-
даются солями меди, кобальта.
Некоторые производные барбитуровой, цинхониновой кислот и
пурина осаждаются в виде нерастворимых в воде солей серебра.
Многоатомные спирты (глицерин, глюкоза, сахара) с солями меди
(II) в щелочной среде образуют окрашенные комплексные соли:
205
CuS04 + 2NaOH -» Cu(0H)2 + Na2S04
H—C-OH
I + Cu(0H)2 -»
H—C-OH
Аналогичную цветную реакцию дают аминоспирты, /^-диэтанола-
мин, 1,2-этилендиамин, входящие в состав лекарственных препаратов
(эуфиллин).
Наличие спиртового гидроксила и вторичной аминогруппы в моле-
кулах производных гуанидина и арилалифатических аминоспиртов
(эфедрин, мезатон и др.) создает условия для комплексообразования.
Полученные окрашенные комплексы имеют структуру
Си**
Реакции комплексообразования и образования солей с ионами
железа (III), меди (II) используют для идентификации гетероцикли-
ческих производных пиразолона (антипирин, амидопирин, анальгин,
бутадион). Нерастворимые окрашенные осадки с солями меди (II)
дают производные никотиновой и изоникотиновой кислот.
Соли тяжелых металлов позволяют идентифицировать также неко-
торые алкалоиды (цитизин), витамины (рибофлавин, кислота фолие-
вая, кислота никотиновая, витамины групп А и D).
Из комплексных соединений в качестве реактива наиболее широко
используют в фармацевтическом анализе нитропруссид натрия
Na2[Fe(CN)5N0] *2Н20. Он образует характерные окрашенные продукты с
различными органическими лекарственными веществами. Окраска
возникает вследствие замещения нитрозогруппы в ионе нитропруссида,
например кетонами:
Na2 Fe(CN)5N0
СИз C-R > Na2 Fe(CN)5CH2—С—R
Окрашенные соединения с нитропруссидом натрия образуют также
альдегиды, фенолы, ряд аминопроизводных, тиосемикарбазоны и др.
206
Нитропруссид натрия применяют в фармакопейном анализе для
испытания подлинности производных тиосемикарбазона (метисазон),
сульфаниламидов (стрептоцид растворимый, норсульфазол, сульфади-
мезин, сульфапиридазин, сульфамонометоксин, сульфадиметоксин);
производных имидазола (мерказолил, нафтизин), пиридина (ипразид),
фурохромона (келлин), изоникотиновой кислоты (изониазид). Нитро-
пруссид натрия дает характерные цветные реакции с некоторыми
алкалоидами (пилокарпин, теофиллин, пахикарпин, сферофизин).
Раствор нитропруссида натрия в щелочной среде позволяет обнару-
жить наличие пятичленного лактонного цикла в молекуле сердечных
гликозидов.
Сходный по химической структуре с нитропруссидом пентациано-
акваферриат натрия Na2[Fe(CN)5*H20] образует окрашенные в синий
или зеленый цвет соединения с первичными ароматическими аминами,
с серосодержащими соединениями (меркаптанами, тиокетонами и др.),
в том числе с производными тиоурацила.
Пентацианоаминоферроат натрия NaafFe^N^NHa] образует окра-
шенные вещества, взаимодействуя с гидразинами (красного или фио-
летового цвета), изоникотиновой кислотой, Л-оксиуретанами.
Идентификация органических оснований и их солей
Большое число лекарственных веществ представляет собой органи-
ческие основания или их соли. К ним относятся многочисленные азо-
тосодержащие алифатические, ароматические, гетероциклические
соединения, а также препараты алкалоидов и некоторых витаминов,
гормонов, антибиотиков.
Для испытания подлинности солей органических оснований ис-
пользуют две группы реакций. Одна из них основана на осаждении
органического основания и обнаружении связанной с ним кислоты, а
вторая заключается в использовании так называемых осадите-
льных и специальных реактивов.
Общим испытанием на соли оснований [R=N] • НА с неорганическими
или органическими кислотами (НА) является реакция нейтрализации
растворами гидроксида натрия:
[R=N] НА 4- NaOH —► R^Nj 4- NaA 4- Н20
Большинство органических оснований при этом выпадает из раст-
вора в осадок. Для повышения специфичности реакции образовавше-
еся основание можно извлечь органическим растворителем, а затем
установить температуру плавления или идентифицировать основание с
помощью цветной реакции. Иногда анионы кислот (А) обнаруживают в
фильтрате после отделения осадка основания.
207
Соли органических оснований идентифицируют по аниону соответ-
ствующей связанной кислоты: соляной — по хлорид-иону; серной — по
сульфат-иону; бромоводородной — по бромид-иону, иодоводородной —
по иодид-иону; фосфорной — по фосфат-иону; азотной — по нитрат-
иону. И од метилаты и бромметилаты, связанные с органическими осно-
ваниями, идентифицируют соответственно по иодид- или бромид-иону.
Тартраты идентифицируют по связанной винной кислоте, осаждая
ее ионом калия; салицилаты й бензоаты открывают ионом железа
(III). Лактаты испытывают с помощью реакции на молочную кислоту
(по обесцвечиванию раствора перманганата калия):
5СН3—CH—СООН 4- 2КМпО4 4- 3H2S04 —► 5СН3-(Г 4- 5С02 4- 2MnS04 4-
I хи
он
+ K2SO4 + 8Н20
Тартраты можно также обнаружить цветными реакциями. В среде
уксусной кислоты после добавления растворов сульфата железа (II),
пероксида водорода и гидроксида натрия появляется пурпурное или
фиолетовое окрашивание. При действии на тартраты концентрирован-
ной серной кислотой, резорцином, бромидом калия и нагревании на
водяной бане (5-—10 мин) появляется интенсивно-синее окрашивание.
После охлаждения жидкость выливают в воду, раствор приобретает
красный цвет.
Для идентификации органических оснований и их солей широко
используют осадительные или общеалкалоидные
реактивы. Термин '’общеалкалоидные реактивы” неточен, так как с
осадительными реактивами кроме алкалоидов дают положительные
реакции многие азотсодержащие органические основания. Известно
более 200 осадительных реактивов, которые образуют с органическими
основаниями (в том числе с алкалоидами) нерастворимые в воде прос-
тые или комплексные соли. Наиболее общеупотребительные осадитель-
ные реактивы представляют собой комплексные неорганические соеди-
нения и некоторые органические соединения (табл. 5.2).
5.2. Осадительные реактивы
Название реактива
Химический состав
Цвет образую-
щегося осадка
Раствор иода в ио диде калия
(реактив Вагнера - Бушар-
да)
208
Фз]
Бурый
Продолжение табл. 5.2
Название реактива
Химический состав
Цвет образую-
щегося осадка
Раствор иодида висмута в
иодиде калия (реактив Дра-
гендорфа)
Раствор иодида ртути в ио-
диде калия (реактив Май-
ера)
Раствор иодида кадмия в ио-
диде калия (реактив Марме)
Фосфорновольфрамовая кис-
лота (реактив Шейблера)
Фосфорномолибденовая кис-
лота (реактив Зонненштейна)
Кремневольфрамовая кисло-
та (реактив Бертрана)
Дихлорид ртути (сулема)
Платинохлороводородная
кислота
Золотохлороводородная
кислота
Оранжевый
K[BiI4] или красный
Белый или
K2[HgI4] светло-желтый
K2[CdI4] Белый
Н3Р04-12¥0з-2Н20
Н3Р04-12Мо03-2Н20
Si0212W03-2H20
HgCi2
>
Бурый или
светло-желтый
Белый
>
H2[PtCl6]
H[AuC14]
>
Желтый
Пикриновая кислота -
2,4,6—тринитрофенол
Стифниновая кислота —
2,4,6—тринитрорезорцин
>
209
Продолжение табл. 5.2
Название реактива Химический состав Цвет образую-
щегося осадка
Белый или
светло-желтый
Пикролоновая кислота
1-( п—нитрофенил )-3-метил
4-ни тропир а золон-5
Раствор танина (водный
или спиртовой)
Осадительные реакции используют для испытания подлинности
лекарственных веществ, являющихся органическими Основаниями и их
солями. При выполнении реакций выпадают аморфные или кристал-
лические осадки. Последние нередко имеют характерную температуру
плавления, которая также может быть использована для идентифика-
ции лекарственного вещества. Реакции с пикриновой кислотой отлича-
ются наименьшей чувствительностью, а с такими реактивами, как
фосфорновольфрамовая, фосфорномолибденовая и кремневольфрамо-
вая кислоты, — наибольшей.
Осадительные реактивы дают положительные реакции с лекарст-
венными веществами алифатической (амины), ароматической (фенолы,
производные п-аминобензойной кислоты), гетероциклической структу-
ры (производные пиразолона, пиридина, хинолина, фенотиазина и
др)-
Так, например, испытывают на подлинность с помощью реактива
Вагнера, Майера, Драгендорфа, раствора пикриновой кислоты произ-
водные хинолина (хинозол, нитроксолин, цинхофен, совкаин, трихомо-
нацид, хингамин, хиноцид); раствором фосфорномолибденовой кисло-
ты обнаруживают производные фенолов (фенол, резорцин, мезатон,
фетанол, адреналин, норадреналин) и производные изоникотиновой
кислоты (изониазид, метазид, салюзид, фтивазид). Для испытания
подлинности противоопухолевых лекарственных веществ, производных
бис-(/£-хлорэтил)-амина (сарколизин, хлорбутин), этиленимина (тиофо-
сфамид) и других, применяют реактив Драгендорфа.
Из осадительных реактивов для испытания подлинности алкалои-
дов используют пикриновую кислоту и раствор иода в иодиде калия
(реактив Вагнера — Буш ар да), а также реактивы Драгендорфа, Майе-
ра, Марме и др.
Окрашенные вещества образует пикриновая кислота при взаи-
210
модействии с сердечными гликозидами (реакция Бальета). Положи-
тельные реакции с осадительными реактивами дают некоторые вита-
мины (пиридоксин, тиамин).
Пикраты образуют и другие лекарственные вещества, представляю-
щие собой органические основания и их соли, а также натриевые соли
амфотерных соединений. Они взаимодействуют с пикриновой кислотой
в соотношении 1:1 моль, имеют желтое окрашивание, характерную
кристаллическую форму, нерастворимы в воде, температура плавления
в интервале 90 — 240 °C. Значение последней также используется для
идентификации.
При взаимодействии спиртовых растворов пикролоновой кислоты с
водным раствором органических оснований и их солей образуются
пикролонаты. Их физические свойства сходны с пикратами,
но температуры разложения несколько выше — от 165 до 300°С.
Стифниновая кислота образует с органическими основаниями
стифнаты, которые близки по своим свойствам пикратам и пик-
ролонатам.
Большое число алкалоидов и других органических оснований,
проявляющих различную степень восстановительной активности, мож-
но окислять фосфорномолибденовой кислотой, которая при этом
восстанавливается до молибденовой сини (аналогичную реакцию дает
фосфорновольфрамовая кислота).
Для идентификации органических оснований и их солей использу-
ют реактивы, которые не совсем точно называют специальны-
м и или специфичными на алкалоиды. К таким реактивам
относят концентрированную серную кислоту; концентрированную
азотную кислоту; смесь этих кислот (известную под названием реакти-
ва Эрдмана); концентрированную серную кислоту, содержащую молиб-
деновую кислоту (реактив Фреде); концентрированную серную кислоту
в смеси с ванадиевой кислотой (реактив Манделина); концентриро-
ванную серную кислоту и формальдегид (реактив Марки).
В основе взаимодействия перечисленных реактивов с органически-
ми основаниями лежат такие химические процессы, как окисление и
конденсация. Процесс окисления происходит при взаимодействии
концентрированной азотной кислоты, реактива Фреде и реактива
Манделина с органическими основаниями. Действие реактива Марки
основано на реакции конденсации и окислении веществ, содержащих в
молекуле фенольный гидроксил с формальдегидом. Все эти реактивы
образуют окрашенные соединения, взаимодействуя с большинством
алкалоидов. Однако их нельзя назвать специфичными на алкалоиды,
так как они дают положительные реакции со многими органическими
основаниями. Так, реактив Марки и реактив Манделина образуют
211
окрашенные продукты со сложными эфирами арилалифатических
кислот (спазмолитик, апрофен, арпенал и др.). Реактив Манделина
дает положительные реакции на лекарственные вещества — производ-
ные пиразола (антипирин, амидопирин, анальгин, бутадион), имидазо-
ла (дибазол, нафтизин), пиримидина (барбитураты и их натриевые
соли). Реактив Марки используют для испытания подлинности много-
численных лекарственных веществ различной химической структуры,
содержащих в молекуле фенольный гидроксил (резорцин, кислота
салициловая, бепаск, адреналин, фетанол, пиридоксин, тимол и др.), а
также производных пиперидина (промедол), пиримидина (барбитура-
ты), алкалоидов (морфин).
Концентрированная азотная кислота образует окрашенные продук-
ты окисления с производными пиразола (антипирин, амидопирин,
анальгин, бутадион), фенотиазина (трифтазин, этаперазин и др.), с
алкалоидами (папаверин, морфин, кодеин), витаминами (токоферола
ацетат).
Очень широко в качестве реактива используют концентрированную
серную кислоту. В разд. 5.3.2.3 рассмотрены химические реакции, в
которых последовательно происходят процессы конденсации и окисле-
ния с участием концентрированной серной кислоты. В результате этих
реакций, протекающих с участием формальдегида, образуются окра-
шенные соединения хиноидной структуры. Наряду с окислительными
свойствами концентрированная серная кислота может оказывать дегид-
ратирующее действие, выполнять роль катализатора ряда химических
процессов. При этом также нередко образуются окрашенные соедине-
ния.
Действие концентрированной серной кислоты лежит в основе обра-
зования оксониевых солей. Например, простые эфиры, содержащие
аминогруппу (димедрол), образуют оксониевую соль типа
Концентрированная серная кислота образует окрашенные продукты
окисления, взаимодействуя со сложными эфирами арилалифатических
кислот (амизил, спазмолитик, эстоцин и др.), производными 4-оксику-
марина (неодикумарин), фурохромона и фурокумарина (келлин, ам-
мифурин, бероксан и др.), изоникотиновой кислоты (фтивазид,
ИНГА-17 и др.), урацила (метилурацил, калия оротат, фтОрафур.и
212
др.), хинолина (совкаин, хиниофон, цинхофен), фенотиазина
(аминазин, динезин, дипразин, пропазин и др.), алкалоидами,
производными бензилизохинолина и морфинана, гормонами,
имеющими стероидную структуру, и синтетическими эстрогенами
нестероидного строения.
Некоторые лекарственные вещества образуют окрашенные продук-
ты с концентрированной серной кислотой в присутствии резорцина
(глутаминовая кислота}, пероксида водорода (новокаин), нингидрина
(келлин); ^-нафтола (платифиллин); ванилина (ментол, валидол);
азотной и ледяной уксусной кислот (тимол); ванадата аммония (ново-
каинамид); флороглюцина (котарнина хлорид).
Активное окислительное воздействие с образованием окрашенных
веществ оказывает сочетание концентрированной серной кислоты с
дихроматом калия (стрихнин, секуринин, антибиотик гризеофульвин),
а также с азотной кислотой (алкалоиды, производные морфинана).
Концентрированная серная кислота — реактив не только на органи-
ческие основания, но и на сердечные гликозиды, относящиеся к числу
кар денол и дов. Для обнаружения сахарного компонента в сердечных
гликозидах концентрированную серную кислоту используют в сочета-
нии с ледяной уксусной кислотой, содержащей 0,05% хлорида железа
(III).
Дегидратирующее действие концентрированной серной кислоты
также применяют для идентификации. Так, продукты дегидратации
терпингидрата имеют характерный запах. Дегидратация с последую-
щим окислением антибиотиков тетрациклинового ряда приводит к
образованию соединений, имеющих характерное окрашивание.
В качестве реактива на стероидные гормоны также используют
концентрированную серную кислоту. Оказывая на стероидный цикл
дегидратирующее действие, она вызывает образование окрашенных
продуктов.
Лекарственные вещества, содержащие в молекуле метиленовую цепь
—-X— (СН2)П“, включающую атомы кислорода, азота, серы, галогены (X),
под воздействием окислителей и дегидратирующих веществ (концент-
рированная серная кислота в сочетании с дихроматом калия) образуют
алифатические альдегиды, которые улавливают в парах с помощью
фильтровальной бумаги, смоченной пиперидином и раствором нитро-
пруссида натрия. Последний, взаимодействуя с алифатическими аль-
дегидами, приобретает синее окрашивание. Положительные результаты
дают в этих условиях лекарственные вещества, производные бис-(/?~
хлорэтил)-амина, содержащие в молекуле диалкиламиноалкильную
группу, иминогруппу и другие препараты, имеющие в молекуле мети-
213
леновую цепь (апрофен, тиофосфамид, амиказол, димекарбин).
Окисление происходит по схеме
-О-СНг-СНг-^^ ^п2°7 Н-С-С-Я
\ H2bU4 || ||
О О
Ксантгидрол в присутствии концентрированной соляной кислоты
дает цветные реакции с фенолами (красное, зеленое или синее окра-
шивание) и производными ароматических аминов (синее или зеленое).
При этом образуются соответствующие соли ксантилия. Эта
реакция более чувствительна и специфична, чем реакция с хлоридом
железа (III). Такие препараты, как адреналин, кислоты галловая и
салициловая, их соли и производные, мезатон, хинозол, с ксантгидро-
лом не реагируют.
Положительную реакцию с лх-динитробензолом в щелочной спирто-
водной среде дают лекарственные вещества, содержащие в молекуле
активную метильную или метиленовую группу (алифатические альде-
гиды, кетоны). Возникает уже на холоду красное окрашивание.
Лекарственные вещества, являющиеся сильными восстановителями
(кислоты аскорбиновая, галловая), уже на холоду, а восстанавливаю-
щие сахара, полифенолы и ряд антибиотиков (грамицидин С, стрепто-
мицин, эритромицин), алкалоидов (апоморфин, физостигмин, котарни-
на хлорид) в щелочной среде при нагревании образуют с о-динитро-
бензолом интенсивное фиолетовое окрашивание. Окраска обусловлена
образованием натриевой соли о-нитрофенил гидроксил амина.
Первичные, вторичные, третичные амины и их соли, четвертичные
аммониевые основания, амиды алифатических и ароматических карбо-
новых кислот, аминокислоты, мочевина, гуанидин и их производные
при нагревании до 160 ° С с барбитуровой и тиобарбитуровой кислотами
в среде диметилоксалата образуют продукты реакции, окрашенные
соответственно в оранжевый и темно-красный цвет. Эта цветная реак-
ция лежит в основе Идентификации азотсодержащих лекарственных
веществ, в том числе гетероциклического строения. Она использована
в унифицированных методиках фотометрического определения препа-
ратов, содержащих в молекуле третичный азот (производных сложных
эфиров арил алифатических кислот, п-аминобензойной кислоты пира-
золона, тропана, морфинана) и четвертичных аммониевых соединений
(Г.И.Кудымов).
В качестве реактивов, образующих окрашенные продукты, в фарма-
214
цевтическом анализе используют производные хинона. Раствор п-бен-
зохинона в слабокислой или нейтральной среде приобретает красное
окрашивание с первичными и вторичными аминами (сульфаниламиды,
анестезин, дикаин, новокаинамид, ПАСК-натрий, анальгин, эуфил-
лин), а также с препаратами, молекула которых включает активную
метиленовую группу (резорцин и его производные). Первичные арома-
тические амины в тех же условиях приобретают красное окрашивание,
а затем выпадает такого ’же цвета осадок.
Водный раствор 1,2-нафтохинон^1-сульфоната натрия первичными
ароматическими аминами (сульфаниламиды и производные л-амино-
бензойной кислоты) окрашивается в красный цвет и выпадает такого
же цвета осадок, растворимый в щелочах. Последующими исследова-
ниями установлена возможность использования в качестве цветореаген-
та 2,3-дихлор-1,4-нафтохинона. Оба эти реактива образуют окрашен-
ные продукты реакции не только с первичными ароматическими и
алифатическими аминами, но и производными гидразина, натриевыми
солями слабых кислот и веществами с активной метиленовой группой
в молекуле (В.В.Петренко).
Цветореагентами из группы хинонов являются хлоранил и его
производные (хлораниловая кислота, хлораниловокислая ртуть). Они
дают характерные цветные реакции с аминоспиртами, арилалкилами-
нами, оксифенил ал кил аминами, гидразидами изоникотиновой кисло-
ты, первичными ароматическими аминами, причем последние приобре-
тают, взаимодействуя с хлоранилом, красное окрашивание, вторичные
и третичные амины — зеленое, сине-зеленое или фиолетовое, что де-
лает эти реакции селективными (А.Х.Лайпанов).
В качестве цветореагентов в фармацевтическом анализе используют
такие ароматические С-нитрозосоединения, как 1-нитрозо-2-нафтол,
нитрозо-Л-соли, n-нитрозодиметил анилин, нитрозоантипирин, N-
нитрозодифениламин. Они вступают с органическими веществами,
содержащими подвижные атомы водорода, в реакции конденсации,
образуя азометиновые производные и хинонимины. Реакция конденса-
ции С-нитрозосоединений с первичными ароматическими аминами
(сульфаниламиды и производные n-аминобензойной кислоты) приво-
дит к образованию азокрасителей. Вторичные ароматические амины
образуют производные феназина, а фенолы, замещенные в мета- и
пара-положениях (фентоламин, димекарбин, оксафенамид, мезатон,
резорцин), — производные феноксазина. Указанные нитросоединения
образуют также окрашенные продукты с препаратами, производными
индола (индопан, мексамин), хинолина (хиноцид, примахин), кислотой
аскорбиновой (А.В.Литвиненко).
215
5.4. СПОСОБЫ ИСПЫТАНИЙ НА ЧИСТОТУ
5.4.1. Источники и причины недоброкачественности
лекарственных веществ
Основные источники технологических и специфических примесей —
аппаратура, исходное сырье, растворители и другие вещества, которые
используют при получении лекарственных средств. Материал, из
которого изготовлена аппаратура (металл, стекло), может служить
источником примесей тяжелых металлов и мышьяка. При плохой
я ^^стгор^толей, воло-
кна тканей или фильтровальной бумаги, песок, асбест и т.д., а также
остатки кислот или щелочей.
На качество синтезируемых лекарственных веществ могут оказывать
влияние различные факторы.
Технологические факторы — первая группа факто-
ров, оказывающих влияние в процессе синтеза лекарственного вещест-
ва. Степень чистоты исходных веществ, температурный режим, давле-
ние, pH среды, растворители, применяемые в процессе синтеза и для
очистки, режим и температура сушки, колеблющаяся даже в неболь-
ших пределах, — все эти факторы могут привести к появлению приме-
сей, которые накапливаются от одной к другой стадии. При этом
могут происходить образование продуктов побочных реакций или
продуктов распада, процессы взаимодействия исходных и промежуточ-
ных продуктов синтеза с образованием таких веществ, от которых
трудно затем отделить конечный продукт. В процессе синтеза возмож-
но также образование различных таутомерных форм как в растворах,
так и в кристаллическом состоянии. Так, например, многие органичес-
кие соединения могут существовать в амидной, имидной и других
таутомерных формах. Причем нередко в зависимости от условий полу-
чения, очистки и хранения лекарственное вещество может представ-
лять собой смесь двух таутомеров или других изомеров, в том числе
оптических, различающихся по фармакологической активности.
Вторая группа факторов — образование различных кристалличес-
ких модификаций, или полиморфизм. Около 65% лекарствен-
ных веществ, относящихся к числу барбитуратов, стероидов, антибио-
тиков, алкалоидов и др., образуют по 1—5 и более различных модифи-
каций. Остальные дают при кристаллизации стабильные полиморфные
и псевд©полиморфные модификации. Они различаются не только по
физико-химическим свойствам (температуре плавления, плотности,
растворимости) и фармакологическому действию, но имеют различную
величину свободной поверхностной энергии, а следовательно, неоди-
216
наковую устойчивость к действию кислорода воздуха, света, влаги.
Это вызвано изменениями энергетических уровней молекул, что оказы-
вает влияние на спектральные, термические свойства, растворимость и
абсорбцию лекарственных веществ. Образование полиморфных моди-
фикаций зависит от условий кристаллизации, используемого при этом
растворителя, температуры. Превращение одной полиморфной формы
в другую происходит при хранении, сушке, измельчении.
В лекарственных веществах, получаемых из растительного и живот-
ного сырья, основными примесями являются сопутствующие природ-
ные соединения (алкалоиды, ферменты, белки, гормоны и др.). Мно-
гие из них очень сходны по химическому строению и физико-химичес-
ким свойствам с основным продуктом экстракции. Поэтому очистка его
представляет большую сложность.
Большое влияние на загрязнение примесями одних лекарственных
препаратов другими может оказать запыленность производственных
помещений химико-фармацевтических предприятий. В рабочей зоне
этих помещений при условии получения одного или нескольких препа-
ратов (лекарственных форм) все они могут содержаться в виде аэрозо-
лей в воздухе. При этом происходит так называемое ’’перекрестное
загрязнение”.
Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1976 г. были
разработаны специальные правила организации производства и конт-
роля качества лекарственных средств, которые предусматривают усло-
вия предотвращения ’’перекрестного загрязнения”.
Важное значение для качества лекарств имеют не только техноло-
гический процесс, но и условия хранения. На доброкачественность
препаратов оказывает влияние излишняя влажность, которая может
привести к гидролизу. В результате гидролиза образуются основные
соли, продукты омыления и другие вещества с иным характером фар-
макологического действия. При хранении препаратов-кристаллогидра-
тов (натрия арсенат, меди сульфат и др.) необходимо, наоборот, соб-
людать условия, исключающие потерю кристаллизационной воды.
При хранении и транспортировке препаратов необходимо учиты-
вать воздействие света и кислорода воздуха. Под влиянием этих фак-
торов может происходить разложение, например, таких веществ, как
хлорная известь, серебра нитрат, иодиды, бромиды и т.д. Большое
значение имеет качество тары, используемой для хранения лекарствен-
ных препаратов, а также материал, из которого она изготовлена. Пос-
ледний тоже может быть источником примесей.
Таким образом, примеси, содержащиеся в лекарственных вещест-
вах, можно разделить на две группы: примеси технологичес-
кие, т.е. внесенные исходным сырьем или образовавшиеся в процессе
217
производства, и примеси, приобретенные в процессе хране-
ния или транспортировки, под воздействием различных факторов
(теплоты, света, кислорода воздуха и т.д.).
Содержание тех и других примесей должно строго контролиро-
ваться, чтобы исключить присутствие токсичных соединений или
наличие индифферентных веществ в лекарственных средствах в таких
количествах, которые мешают их использованию для конкретных
целей. Иными словами, лекарственное вещество должно иметь
достаточную степень чистоты, а следовательно, отвечать требованиям
определенной спецификации.
Лекарственное вещество является чистым, если дальнейшая очист-
ка не меняет его фармакологической активности, химической стабиль-
ности, физических свойств и биологической доступности.
В последние годы в связи с ухудшением экологической обстановки
на наличие примесей тяжелых металлов испытывают и лекарственное
растительное сырье. Важность проведения таких испытаний вызвана
тем, что при проведении исследований 60 различных образцов расти-
тельного сырья установлено содержание в них 14 металлов, в том
числе таких токсичных, как свинец, кадмий, никель, олово, сурьма и
даже таллий. Их содержание в большинстве случаев значительно
превышает установленные ПДК для овощей и фруктов.
Фармакопейный тест на определение примесей тяжелых металлов —
один из широко применяемых во всех национальных фармакопеях
мира, которые рекомендуют его для исследования не только индиви-
дуальных лекарственных веществ, но и масел, экстрактов, ряда инъек-
ционных лекарственных форм. По мнению Комитета экспертов ВОЗ,
такие испытания следует проводить в отношении лекарственных сред-
ств, имеющих разовые дозы не менее 0,5 г.
5.4.2. Общие требования к испытаниям на чистоту
Оценка степени чистоты лекарственного препарата — один из важ-
ных этапов фармацевтического анализа. Вее лекарственные препараты
независимо от способа получения испытывают на чистоту. При этом
устанавливают содержание примесей. Их можно разделить на две
группы: примеси, оказывающие влияние на фармакологическое дейст-
вие лекарственного препарата, и примеси, указывающие на степень
очистки вещества. Последние не влияют на фармакологический эф-
фект,, но присутствие их в больших количествах снижает концентра-
цию и соответственно уменьшает активность препарата. Поэтому фар-
макопеи устанавливают определенные пределы этих примесей в лекар-
ственных препаратах.
218
Таким образом, основной критерий доброкачественности лекарст-
венного препарата — наличие допустимых пределов физиологически
неактивных примесей и отсутствие токсичных примесей. Понятие от-
сутствие условно и связано с чувствительностью способа испыта-
ния.
Общие требования, которые предъявляются к испытаниям на чис-
тоту, — чувствительность, специфичность и воспроизводимость исполь-
зуемой реакции, а также пригодность ее применения для установления
допустимых пределов содержания примесей.
Для испытаний чистоты избирают реакции с такой чувствитель-
ностью, которая позволяет определить допустимые пределы примесей
в данном лекарственном препарате. Эти пределы устанавливают пред-
варительной биологической проверкой с учетом возможного токсичес-
кого воздействия примеси.
Определить максимальное содержание примесей в испытуемом
препарате можно двумя путями (эталонным и безэталонным). Один из
них основан на сравнении с эталонным раствором (стандартом). При
этом в одинаковых условиях наблюдают окраску или помутнение, воз-
никающие под действием какого-либо реактива. Второй путь — уста-
новление предела содержания примесей по отсутствию положительной
реакции. При этом используют химические реакции, чувствительность
которых ниже, чем предел обнаружения допустимых примесей.
Для ускорения выполнения испытаний на чистоту, их унификации
и достижения одинаковой точности анализа в отечественных фармако-
пеях использована система эталонов. Эталон представляет собой обра-
зец, содержащий определенное количество открываемой примеси.
Установление наличия примесей производят колориметрическим или
нефелометрическим методом, сравнивания результаты реакций в раст-
воре эталона и в растворе препарата после добавления одинаковых
количеств соответствующих реактивов. Достигаемая при этом точность
вполне достаточна, чтобы установить, больше или меньше, чем допус-
тимо, содержится примесей в испытуемом препарате.
При выполнении испытаний на чистоту необходимо строго соблю-
дать общие указания, предусмотренные фармакопеями. Вода и исполь-
зуемые реактивы не должны содержать ионов, наличие которых уста-
навливают; одинакового диаметра и бесцветными должны быть про-
бирки; навески должны отвешиваться с точностью до 0,001 г; реакти-
вы следует добавлять одновременно и в одинаковых количествах как к
эталонному, так и к испытуемому раствору; образующуюся опалесцен-
цию наблюдают в проходящем свете на темном фоне, а окраску — в
отраженном свете на белом фоне. Если устанавливают отсутствие при-
меси, то к испытуемому раствору прибавляют все реактивы, кроме
219
основного; затем полученный раствор делят на две равные части и к
одной из них прибавляют основной реактив. При сравнении не долж-
но быть заметных различий между обеими частями раствора.
Следует иметь в виду, что последовательность и скорость прибавле-
ния реактива влияют на результаты испытаний на чистоту. Иногда
необходимо также соблюдать интервал времени, в течение которого
следует вести наблюдение за результатом реакции.
Источником примесей при производстве готовых лекарственных
форм могут служить плохо очищенные наполнители, растворители и
другие вспомогательные вещества. Поэтому степень чистоты этих ве-
ществ должна подвергаться тщательному контролю перед использова-
нием их в производстве.
5.4.3. Общие испытания на примеси неорганических ионов
В общей статье ГФ XI, вып. 1 (с. 165) ’’Испытания на чистоту и
допустимые пределы примесей” указаны требования и условия выпол-
нения испытаний на хлориды, сульфаты, соли аммония, соли кальция,
железа, цинка, тяжелых металлов.
Сведения об эталонных растворах, которые используют для устано-
вления пределов указанных примесей, приведены в табл. 5.3.
5.3. Эталонные растворы ГФ XI
Наименова- ние эта- лонов (ионы) Исходное вещест- во для приготов- ления эталона Концентра- ция веще- ства в эта- лоне, мг/мл Реактив Чувстви- тельность реакции, мг/мл
С1* NaCl 0,002 AgN03 0,0001
S02- K2S04 0,01 ВаС12 0,003
NHJ NH4C1 0,002 Реактив Несслера 0,0003
Са2+ СаСОз 0,03 (NH4)2C204 0,0035
Fe3+ FeNH4(S04)2- 12Н20 0,003 Кислота сульфо- 0,00005
салициловая
Zn2t ZnO 0,005 K4[Fe(CN)6] 0,001
Pb2+ Pb(CH3C00)2-3H20 0,0005 Na2S 0,0005
Сущность приготовления эталонов заключается в следующем. На-
веску исходного вещества, отвешенную с точностью до 0,001 г, раство-
220
ряют в мерной колбе определенного объема. Получают так называемые
растворы А достаточно высокой концентрации, пригодные для
продолжительного хранения. Из них по мере необходимости разбавле-
нием готовят растворы Би В, или рабочие раство-
р ы. Концентрации исходного вещества в рабочих растворах зависят
от чувствительности реакции на соответствующий ион (см. табл. 5.3).
При выполнении испытания на чистоту соответствующую навеску
препарата (в зависимостй от допустимой концентрации в нем примеси)
растворяют в определенном объеме растворителя. Если препарат в нем
нерастворим, то извлекают примесь тем же объемом растворителя.
Не останавливаясь на описании методик испытаний (см. ГФ XI,
вып. 1, с. 165), укажем общие принципы, положенные в основу каждо-
го из них.
Испытание на хлориды основано на их взаимодейст-
вии с ионом серебра:
Cl- + Ag+ -► AgCll
Хлорид серебра образует белую опалесценцию, не исчезающую при
добавлении азотной кислоты и растворяющуюся в растворе аммиака:
AgCl + 2NH40H —> [Ag(NH3)2]Cl + 2Н20
Испытание на сульфаты основано на их взаимодейст-
вии с ионом бария:
SQ2- 4- Ва2+ —► BaSO4j
Сульфат бария образует белую опалесценцию, не исчезающую от
прибавления разведенной соляной кислоты.
Испытание на соли аммония основано на взаимо-
действии с реактивом Несслера с образованием желто-бурого осадка
или желтого окрашивания:
I-Hi
NHJ + 2[Hgl4]2- + 20Н- —>
;NH2 II + 51- + 2Н20
В ГФ XI, вып. 1 (с. 168) включен еще один способ установления
примеси солей аммония, основанный на выделении аммиака при до-
бавлении раствора гидроксида натрия. Выделившийся аммиак обнару-
221
живают по запаху или по посинению влажной красной лакмусовой
бумаги. Предел обнаружения этой реакции — 0,003 мг ио^а аммония в
1 мл.
Испытание на соли кальция основано на взаимо-
действии ионов кальция с оксал ат-ионами:
соо- СОО
Са2* + | —► | Хса!
СОО" С00^
Образующийся белый мелкокристаллический осадок (опалесцен-
ция) не исчезает при добавлении уксусной кислоты, но легко раство-
ряется при добавлении соляной или азотной кислот:
СОО СООН
| \а 4- 2НС1 —► СаС12 4- |
СОО^ СООН
СОО СООН
| ^Са + 2HN03 —> Ca(N03)2 + |
СОО^ СООН
Испытание на соли железа (II) и (III) в зависи-
мости от концентрации основано на образовании с раствором
сульфосалициловой кислоты в аммиачной среде коричнево-красных
или желтых растворов феррилсульфосалицилатных комплексов.
Окраска и состав ионов феррилсульфосалицилатного комплекса
зависят от pH среды:
красный
(pH 2, 0-2,5)
желтый
(pH 8,0-11,5)
Испытание на соли цинка основано на взаимодейст-
вии ионов цинка с растворами гексацианоферрата (II) калия:
222
Zn2* + K4 [Fe (CN) 6] —► K2Zn [Fe (CN) 6] 1 + 2K+
Образуется белый осадок, нерастворимый в кислотах.
Если при выполнении испытания появляется синее окрашивание,
это свидетельствует о наличии примеси ионов железа (III). Удаляют
их, нагревая раствор до кипения, добавляя раствор аммиака и филь-
труя. С фильтратом проводят испытание на наличие ионов цинка.
Испытание на соли тяжелых металлов осно-
вано на их взаимодействии с растворами сульфидов. Образуется чер-
ный осадок или бурое окрашивание раствора. Эталоном служит раст-
вор соли свинца:
РЬ2+ + S2- —► PbS|
Испытание выполняют в нейтральной или слабокислой среде, под-
кисляя при необходимости испытуемый раствор разведенной уксусной
кислотой. Определение тяжелых металлов осуществляют также в золь-
ном остатке органических лекарственных препаратов, полученном
после их сжигания в присутствии концентрированной серной кислоты.
Испытания на предельное содержание хлоридов, сульфатов, тяже-
лых металлов, солей кальция, железа, цинка являются общими для
большинства лекарственных препаратов. Они дают лишь косвенное
представление о чистоте лекарственного препарата.
Делают заключение о наличии допустимых количеств примесей
рассмотренных катионов и анионов, если интенсивность опалесценции
или окраски в испытуемом растворе не превышает таковую в эталоне.
Некоторые лекарственные препараты испытывают на наличие при-
меси карбонатов (путем нейтрализации кислотой) и нитратов, исполь-
зуя в качестве реактива дифениламин.
В качестве примесей в неорганических лекарственных препаратах
могут содержаться ионы бария, меди (II), марганца, магния, а также
цианид- и фосфат-ионы.
5.4.4. Обнаружение примеси мышьяка
в лекарственных препаратах
Токсическое действие соединений мышьяка на организм человека
вызывает необходимость тщательной проверки наличия их примесей в
лекарственных препаратах. Источниками примесей соединений мышь-
яка могут быть исходное сырье, растворители, аппаратура, используе-
мые в процессе производства препаратов.
Многочисленные способы обнаружения примеси мышьяка (реакции
223
Зангера — Блека, Буго — Тиле, Гутцайта, Беттендорфа, метод Марша)
основаны на восстановлении его соединений до элементного мышьяка
или до арсина AsH3.
В ГФ XI принято два способа (способ 1 и способ 2) определения
примеси мышьяка в лекарственных препаратах: реакция Зангера —
Блека и реакция Буго—Тиле (подробное описание приведено в ГФ XI,
вып. 1, с. 173).
Химическая сущность реакции Зангера — Блека (способ 1) заклю-
чается в восстановлении соединений мышьяка (содержащихся в испы-
туемом препарате) цинком в специальном приборчике до арсина:
As203 + 6Zn 4- 12НС1 —► 6ZnCl2 4- 2AsH3J 4- 3H20
Последний проходит слой ваты, пропитанной ацетатом свинца, и
освобождается от возможной примеси сероводорода. Затем арсин,
соприкасаясь с бумагой, пропитанной раствором дихлорида ртути,
окрашивает ее в зависимости от концентрации мышьяка в оранжевый
или желтый цвет. Установлено, что этот процесс идет последовательно
в несколько стадий:
AsH3 4- HgCl2 —♦ AsH2(HgCl) 4- НС1
AsH3 4- 2HgCl2 —♦ AsH(HgCl)2 4- 2HC1
AsH3 4- 3HgCl2 —♦ As(HgCl)3 4- 3HC1
AsH3 4- As(HgCl)3 As2Hg3| 4- 3HC1
С помощью этого способа можно обнаружить в реакционной смеси
0,001 г мышьяка. Предел чувствительности реакций можно повысить
до 0,0005 мг, если обрабатывать бумагу раствором иодида калия. Про-
исходит проявление окраски, обусловленное взаимодействием избытка
дихлорида ртути с иодидом калия:
HgCl2 4- 2KI —♦ Hgl2j 4- 2КС1
Hgl2 + 2KI —► K2HgI4
Образующийся дииодид ртути вызывает покраснение бумаги, быст-
ро исчезающее вследствие перехода в комплексное бесцветное соедине-
ние [тетраиодомеркурат (II) калия]. После промывания в воде и
высушивания на бумаге остается буровато-коричневое окрашивание
(As2Hg3), интенсивность которого зависит от концентрации примеси
мышьяка.
По данным В.А.Скворцова, наряду с реакцией замещения водорода
в AsH3 происходит процесс восстановления ртути (II) до ртути (I).
Полученный продукт разлагается в присутствии влаги:
224
2As(HgCl)3-Hg2Cl2 —> 2As| 4- 5Hg2Cl2
Образование свободного мышьяка устанавливают по переходу оран-
жево-красной окраски фильтровальной бумаги в бурую.
С помощью реакции Зангера — Блека нельзя обнаружить примесь
мышьяка в присутствии соединений сурьмы, фосфора, солей тяжелых
металлов, сульфид- и сульфит-ионов. Этот недостаток отсутствует у
реакции Буго — Тиле (способ 2), которая хотя и менее чувствительна
(0,01 мг), но позволяет обнаруживать примесь мышьяка в присутствии
указанных веществ. Химическая сущность этого способа основана на
использовании восстановительных свойств натриевой соли фосфорно-
ватистой кислоты (гипофосфита натрия). Последняя восстанавливает в
кислой среде соединения мышьяка (III) и (V) до свободного мышьяка.
Фосфорноватистая кислота при этом окисляется до фосфористой и в
зависимости от содержания примеси мышьяка появляется бурое окра-
шивание или бурый осадок:
NaH2P02 4- НС1 —► NaCl 4- H3P02
As203 4” ЗН3Р02 —► 2As| 4" ЗН3Р03
As205 4- 5Н3Р02 —► 2Asj 4- 5Н3Р03
Процесс восстановления мышьяка идет в две стадии:
2Н3Р02 —♦ Н3Р04 4- РН3
As203 4" РН3 > 2As| 4- Н3Р03
5.4.5. Определение летучих веществ и воды
Летучие вещества могут попасть в лекарственные препараты либо
вследствие плохой очистки от растворителей или промежуточных
продуктов получения, либо в результате накопления продуктов разло-
жения. Вода в лекарственном веществе может содержаться в виде
капиллярной, абсорбционно связанной, химически связанной (гидрат-
ной и кристаллогидратной) или свободной.
В ГФ XI включены три метода определения воды в лекарственных
препаратах. Два из них являются физическими методами: метод высу-
шивания и метод дистилляции, а один — химический — метод аква-
метрии. В жидких лекарственных веществах примесь воды устанавли-
вают по помутнению при охлаждении до 0°С или с помощью пикрино-
вой кислоты (сравнивая окраску с эталоном).
Сущность метода высушивания заключается в устано-
влении разности массы вещества до и после его высушивания. Сушат
8-29 225
до постоянной массы при определенной температуре. Условия и темпе-
ратура процесса высушивания указаны в соответствующих частных
статьях ГФ. В ГФ XI, вып.1 (с. 176) четко регламентированы условия
высушивания. Первое взвешивание проводят, как правило, после 2-
часового высушивания, а охлаждают в эксикаторе — в течение 50 мин.
Метод дистилляции основан на физическом свойстве
паров двух несмешивающихся жидкостей (например, воды и органи-
ческого растворителя). Смесь воды с органическим растворителем
перегоняется при более низкой температуре, чем каждая из этих жид-
костей. В качестве органического растворителя ГФ XI рекомендует
использовать толуол или ксилол. Содержание воды в испытуемом
препарате устанавливают по объему ее в приемнике после окончания
процесса перегонки. Ряд уточнений внесены в ГФ XI, вып. 1 (с. 177) в
разделы, относящиеся к методам определения воды. В частности,
термин ’’метод дистилляции” заменен на ’’определение воды”, дета-
лизированы и уточнены условия его выполнения.
Одним из вариантов акваметрии является химический
метод определения влаги в веществах, известный под названием ме-
тода Фишера. Метод позволяет определять суммарное содер-
жание как свободной, так и кристаллогидратной воды в органических,
неорганических лекарственных веществах, растворителях. Преимущест-
ва этого метода — быстрота выполнения (по сравнению с методом
высушивания) и селективность по отношению к воде. Реактив Фишера
представляет собой раствор диоксида серы, иода и пиридина в метано-
ле. Процесс определения содержания воды должен осуществляться в
закрытой системе, так как реактив сразу взаимодействует с атмосфер-
ной влагой. Уравнение реакции протекает стехиометрически по схеме
S02
12 + S02 + 3C5H5N + Н20 —♦ 2C5H5N-HI + C5H5N^J
S02
C5H5N^| + CH3OH -♦ H(C5H5N• SO4CH3)
К числу недостатков метода, помимо необходимости строгого соб-
людения герметичности, относится невозможность определения воды в
присутствии веществ, которые реагируют с компонентами реактива.
Так, например альдегиды и кетоны взаимодействуют с метанолом,
образуя ацетали (кетали). Но если метанол в реактиве заменить диме-
тил формами дом, то определение становится возможным.
Реактивом Фишера невозможно определить содержание воды в
226
присутствии кислоты аскорбиновой, меркаптанов, сульфидов, гидрока-
рбонатов и карбонатов щелочных металлов, оксидов и гидроксидов
металлов и некоторых других соединений.
По ГФ XI, вып. 1 (с. 177) рекомендовано наряду с визуальным
определением эквивалентной точки реактивом Фишера (по изменению
окраски от желтой до красновато-коричневой) осуществлять титрова-
ние электрометрическим методом (до полного прекращения тока в
конечной точке).
Методы определения влажности, приведенные в ГФ XI, имеют ряд
ограничений и недостатков. Перспективным для этой цели является
метод ГЖХ. Испытание можно выполнять на хроматографах типа
’’Цвет” или ЛХМ, используя образец массой 0,003—0,02 г, при
температуре колонок 100°С, детектора 140°С, ток детектора 100 мА,
сорбент — Полисор 6-1. Расчет содержания выполняют методом
абсолютной калибровки. Время, затрачиваемое на два параллельных
анализа, не более 10 мин. Сходимость результатов ±6%.
Весьма перспективны для применения в фармацевтическом анализе
оптические методы определения влаги, в частности отражательная
спектрофотометрия. Для этой цели могут быть использованы отечест-
венные спектрофотометры типа СФ-14, СФ-18 и др., позволяющие
измерять светоотражение анализируемых поверхностей в видимой
области спектра. За рубежом для определения влажности по принципу
отражения применяют ИК-лабораторные и автоматические влагомеры.
5.4.6. Установление pH среды
Важную информацию о степени чистоты лекарственного препарата
дает значение pH его раствора. По этому значению можно судить о
наличии примесей кислых или щелочных продуктов.
Принцип обнаружения примесей свободных кислот (неорганических
и органических), свободных щелочей, т.е. кислотности и
щелочности, заключается в нейтрализации этих веществ в
растворе препарата или в водном экстракте. Нейтрализацию выполня-
ют в присутствии индикаторов, (фенолфталеин, метиловый красный,
тимолфталеин, бромфеноловый синий и др.). О кислотности или ще-
лочности судят либо по окраске индикатора, либо по ее изменению,
либо устанавливают количество титрованного раствора щелочи или
кислоты, затраченное на нейтрализацию.
Реакция среды (pH) является характеристикой химических свойств
вещества. Это важный параметр, который следует устанавливать при
выполнении технологических и аналитических операций. Степень
кислотности или основности растворов необходимо учитывать при
227
выполнении испытаний чистоты лекарственных препаратов и количес-
твенного определения. От значений pH растворов зависят сроки хране-
ния лекарственных веществ, а также особенности их применения.
Значение pH ориентировочно (до 0,3 ед.) можно определять с по-
мощью индикаторной бумаги или универсального индикатора. Из
многочисленных способов установления значения pH среды ГФ XI
рекомендует колориметрический и потенциометрический способы.
Колориметрический способ весьма несложен по
выполнению. Он основан на свойстве индикаторов изменять свою
окраску при определенных интервалах значений pH среды. Для выпол-
нения испытаний используют буферные растворы с постоянной кон-
центрацией водородных ионов, отличающихся друг от друга на вели-
чину pH, равную 0,2. К серии таких растворов и к испытуемому раство-
ру прибавляют одинаковое количество (2—3 капли) индикатора. По
совпадению окраски с одним из буферных растворов судят о значении
pH среды испытуемого раствора.
В ГФ XI, вып. 1 (с. 116) приведены подробные сведения о пригото-
влении стандартных буферных растворов для различных областей pH:
от 1,2 до 11,4. В качестве реактивов для этой цели используют сочета-
ния различных соотношений растворов хлорида калия, гидрофталата
калия, однозамещенного фосфата калия, борной кислоты, тетрабората
натрия с соляной кислотой или раствором гидроксида натрия. Вода
очищенная, используемая для приготовления буферных растворов,
должна иметь pH 5,8—7,0 и быть свободной от примеси углекислого
газа.
Потенциометрический способ следует отнести к
физико-химическим (электрохимическим) методам. Потенциометричес-
кое определение pH основано на измерении электродвижущей силы
элемента, составленного из стандартного электрода (с известным зна-
чением потенциала) и индикаторого электрода, потенциал которого
зависит от pH испытуемого раствора. Для установления pH среды ис-
пользуют потенциометры или pH-метры различных марок. Их настрой-
ку осуществляют с помощью буферных растворов. Потенциометричес-
кий способ определения pH отличается от колориметрического более
высокой точностью. Он имеет меньше ограничений, может быть приме-
нен для определения pH в окрашенных растворах, а также в присутст-
вии окислителей и восстановителей.
В ГФ XI, вып. 1 (с. 113) включена таблица, в которой указаны
растворы веществ, используемых в качестве стандартных буферных
растворов, для проверки pH-метров. Приведенные в таблице данные
позволяют установить зависимость pH этих растворов от температуры.
228
5.4.7. Испытание на чистоту
по некоторым физическим и химическим свойствам
Физические и химические свойства дают ориентировочное пред-
ставление о наличии примесей в лекарственных препаратах и регла-
ментируют их пригодность для получения лекарственных форм.
Прозрачность и степень мутности
жидкости по *ГФ X (с. 757) и ГФ XI, вып. 1 (с. 19$)
устанавливают путем сравнения при вертикальном расположении
пробирок испытуемой жидкости с тем же растворителем или с
эталонами. Жидкость считают прозрачной, если при ее освещении
матовой электролампой (мощностью 40 Вт) на черном фоне не
наблюдается присутствие нерастворенных частиц, кроме единичных
волокон. По ГФ X эталоны представляют собой взвесь, полученную из
определенных количеств белой глины. Эталонами для определения
степени мутности по ГФ XI служат взвеси в воде из смесей
определенных количеств гидразина сульфата и гекса-
метилентетрамина. Вначале готовят 1%-ный раствор гидразина суль-
фата и 10%-ный раствор гексаметилентетрамина. Смешиванием равных
объемов этих растворов получают исходный эталон.
В общей статье ГФ XI приведена таблица, в которой указаны коли-
чества основного эталона, необходимые для приготовления эталонных
растворов I, II, III, IV. Здесь же указана схема просмотра прозрачно-
сти и степени мутности жидкостей.
Окраску жидкостей по ГФ XI, вып. 1 (с. 194) устанав-
ливают путем сравнения испытуемых растворов с равным количеством
одного из семи эталонов при дневном отраженном свете на матово-
белом фоне. Для приготовления эталонов используют четыре основных
раствора, полученных смешением в различных соотношениях исходных
растворов хлорида кобальта, дихромата калия, сульфата меди (II) и
хлорида железа (III). В качестве растворителя для приготовления
основных растворов и эталонов используют раствор серной кислоты
(0,1 моль/л).
Бесцветными считают жидкости, не отличающиеся по цвету от
воды, а растворы — от соответствующего растворителя.
Адсорбционная способность и дисперс-
ность также являются показателями чистоты некоторых лекарст-
венных препаратов.
Очень часто используют для обнаружения примесей орга-
нических веществ испытание, основанное на их взаимодейс-
твии с концентрированной серной кислотой. Последняя при этом
может выступать в роли окислителя или дегидратирующего средства.
229
В результате таких реакций образуются окрашенные продукты. Ин-
тенсивность полученной окраски не должна превышать соответствую-
щего эталона цветности.
Для установления чистоты лекарственных препаратов широко
используют определение золы (ГФ XI, вып.2, с.24).Прока-
ливанием навески препарата в фарфоровом (платиновом) тигле устана-
вливают общую золу. Затем после добавления разведенной
соляной кислоты определяют золу, нерастворимую в соляной кислоте.
Кроме того, определяют также сульфатную золу, получае-
мую после нагревания и прокаливания навески препарата, обработан-
ной концентрированной серной кислотой.
Один из показателей чистоты органических лекарственных препа-
ратов — содержание остатка после прокаливания.
При установлении чистоты некоторых лекарственных препаратов
проверяют также наличие восстанавливающих ве-
ществ (по обесцвечиванию раствора перманганата калия), кра-
сящих веществ (бесцветность водного извлечения). Обнару-
живают также водорастворимые соли (в нерастворимых препаратах),
вещества, нерастворимые в этаноле, и примеси, нерастворимые в воде
(по эталону мутности).
Для оценки чистоты масел, жиров, воска, некоторых сложных эфи-
ров используют такие химические константы, как кислотное число,
число омыления, эфирное число, иодное число (ГФ XI, вып. 1, с. 191,
192, 193).
Кислотное число — масса гидроксида калия (мг), кото-
рая необходима для нейтрализации свободных кислот, содержащихся
в 1 г исследуемого вещества.
Число омыления — масса гидроксида калия (мг), которая
необходима для нейтрализации свободных кислот и кислот, образую-
щихся при полном гидролизе сложных эфиров, содержащихся в 1 г
исследуемого вещества.
Эфирное число — масса гидроксида калия (мг), которая
необходима для нейтрализации кислот, образующихся при гидролизе
сложных эфиров, содержащихся в 1 г исследуемого вещества (т.е.
разность между числом омыления и кислотным числом).
Иодное число — масса иода (г), которая связывает 100 г
исследуемого вещества.
В ГФ XI приведены методики установления указанных констант и
способы их расчета.
5.4.8. Испытания на специфические примеси
Наибольшая объективность в оценке степени чистоты лекарствен-
ного препарата достигается тогда, когда выполняются испытания на
230
наличие специфических примесей. Они могут представлять собой либо
промежуточные продукты синтеза, либо продукты разложения, либо
сопутствующие биологически активные вещества (если источник полу-
чения — растительное или животное сырье). Специфические примеси,
как правило, оказывают влияние не только на характер фармакологи-
ческого действия, но и могут представлять собой токсичные продукты.
Количество таких примесей строго нормируется ГФ XI и другой НТД.
Несмотря на многообразие специфических примесей и способов их
обнаружения, по ГФ XI можно выделить некоторые общие принципы
этой группы испытаний.
1. Способы оценки чистоты, основанные на установлении таких
физических констант, как температура плавления, растворимость,
удельное вращение, удельный показатель поглощения растворов и др.
Эти константы позволяют не только идентифицировать лекарственные
препараты, но и оценивать их чистоту. В ГФ XI и другой НТД
приведены не константы индивидуальных (свободных от примесей)
веществ, а допустимые пределы значений этих кон-
стант, т.е. такие их интервалы, в которых сохраняется достаточная
степень чистоты препарата. Интервалы значений температуры кипе-
ния, плотности, температуры застывания, показателя преломления,
вязкости позволяют судить о степени чистоты лекарственных препара-
тов, представляющих собой жидкости.
2. Способ, основанный на приготовлении эталонного раствора из
вещества, являющегося примесью к данному препарату. Готовят испы-
туемый раствор препарата и эталонный раствор, содержащий предель-
но допустимое количество химически чистой примеси. Затем к обоим
растворам прибавляют соответствующий реактив. Интенсивность ок-
раски или опалесценции у раствора препарата должна быть меньше,
чем у эталона.
3. Выделение примеси из препарата бумажной хроматографией.
Одновременно получают хроматограмму свидетеля (стандартного об-
разца примеси). Проявляют хроматограмму с помощью реактивов или
наблюдают окраску пятен в ультрафиолетовом свете. Путем сравнения
расположения, величины пятен, интенсивности их окраски у свидетеля
и испытуемого препарата делают заключение о допустимых пределах
примеси. Иногда отсутствие примеси устанавливают по Rf испытуемого
препарата или сравнивая размеры, расположение и интенсивность
окраски пятен испытуемого препарата и его стандартного образца.
Такой метод довольно широко используют для установления примесей
посторонних гликозидов в препаратах целаниде, дигитоксине, а также
для обнаружения примесей посторонних стероидов в препаратах кор-
тизон-ацетат, преднизон, преднизолон, метандростенолон и др.
231
4. Широко используют методы, основанные на избирательном взаи-
модействии примеси с каким-либо реактивом. При этом наблюдают
появление или отсутствие опалесценции, осадка, окраски или сравни-
вают их с соответствующим эталоном (мутности цли цветности). В
некоторых случаях возможность появления окраски или опалесценции
ограничена определенным временем.
5. Нередко используют метод, основанный на сочетании экстракции
(чаще всего эфиром) примеси с последующей отгонкой растворителя и
взвешиванием остатка. Остаток должен либо отсутствовать, либо не
превышать 0,1—0,2%. Вместо взвешивания с помощью какого-либо
титри метрического метода количественно определяют содержание
извлеченной примеси. Иногда примесь извлекают водой из лекар-
ственного препарата, практически нерастворимого в воде. Фильтрат
испытывают на отсутствие примеси с помощью какой-либо цветной
реакции.
ГФ XI и другая НТД регламентируют отсутствие или допустимые
пределы примесей некоторых исходных продуктов синтеза (как неор-
ганических, так и органических веществ).
5.5. МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Заключительный этап фармацевтического анализа лекарственного
вещества — количественное определение. Оно выполняется после того,
как испытуемое вещество идентифицировано и установлено наличие
допустимого количества примесей. Это явилось предпосылкой приме-
нения для количественного анализа гравиметрических, титриметричес-
ких и других методов. Они обеспечивают достаточную точность опре-
деления, но не специфичны, особенно для органических лекарствен-
ных веществ.
Выбор оптимального метода количественного определения обуслов-
ливается прежде всего его возможностью оценивать лекарственное
вещество по физиологически активной части молекулы. Практически
сделать это весьма сложно. Обычно количественное содержание препа-
рата устанавливают по какому-либо одному его химическому свойству,
связанному с наличием той или иной функциональной группы, атома
(катиона, аниона), а в ряде случаев — по количеству связанной с орга-
ническим основанием минеральной кислоты.
Для количественной оценки лекарственных веществ применяют
четыре группы методов: химические, физические, физико-химические
и биологические.
В разд. 5.3.2.3 при рассмотрении химических реакций, используе-
232
мых для целей идентификации, в ряде случаев отмечалась возмож-
ность их применения для количественного анализа гравиметрическим
и титриметрическими методами. Указывалось также, что некоторые из
этих химических реакций лежат в основе фотоколориметрического,
экстракционно-фотометрического, нефелометрического, турбидиметри-
ческого и других физико-химических методов определения.
~ 5.5.1. Химические методы
К широко используемым для количественного определения лекарс-
твенных веществ химическим методам относят гравиметри -
ч е с к и й (весовой), титриметрические (объемные), га-
зометрический анализ и количественный
элементный анализ.
5.5.1.1. Гравиметрический (весовой) метод
Из неорганических лекарственных веществ гравиметрическим мето-
дом можно определять сульфаты, переводя их в нерастворимые соли
бария, и силикаты, предварительно прокаливая до диоксида кремния.
Рекомендуемые ГФ методики гравиметрического анализа препара-
тов солей хинина основаны на осаждении основания этого алкалоида
под действием раствора гидроксида натрия. Аналогично определяют
бигумаль. Препараты бензилпенициллина осаждают в виде А-этил-
пиперидиновой соли бензилпенициллина; прогестерон —• в виде гидра-
зона. Возможно применение гравиметрии для определения алкалоидов
(взвешиванием свободных от примесей оснований или пикратов,
пикролонатов, кремневольфраматов, тетрафенилборатов), а также для
определения некоторых витаминов, которые осаждают в виде нераст-
воримых в воде продуктов гидролиза (викасол, рутин) или в виде
кремневольфрамата (тиамина бромид). Известны также гравиметричес-
кие методики, основанные на осаждении из натриевых солей кислот-
ных форм барбитуратов.
5.5.1.2. Титриметрические (объемные) методы
Это наиболее распространенные в фармацевтическом анализе мето-
ды, отличающиеся значительно меньшей трудоемкостью, чем гравиме-
трический метод, и достаточно высокой точностью.
В титриметрии используют титрованные растворы (титранты),
имеющие точно известную концентрацию. Широко принято выражать
концентрацию этих растворов в нормальности. В ГФ XI, вып.2 (с.
233
61—81) описаны способы приготовления и установка титра титрован-
ных растворов. В соответствии с СИ и рекомендациями ИЮПАК
основной единицей количества вещества является моль. Поэтому
рекомендовано готовить растворы веществ в титрантах в молярной
концентрации. Это выраженное в молях количество растворенного
вещества, содержащееся в 1 л раствора (моль/л). Согласно требова-
ниям ГФ XI, молярную концентрацию с вычисляют двумя способами.
D
Один из них — способ расчета по навеске химически чистого вещества
осуществляют по формуле
_ а-1000
св - MV ’
где а — масса химически чистого вещества, г; М — молярная масса
условных частиц химически чистого вещества, г/моль; V — объем
раствора, израсходованный на титрование навески, мл; 1000 — коли-
чество миллилитров в 1 л раствора.
Второй способ основан на вычислении молярной концентрации по
титрованному раствору известной концентрации или по фиксаналу.
Расчет выполняют по формуле
_ с0Кр
В “ V ’
где с0 — молярная концентрация раствора вещества, по которому
устанавливают титр, моль/л; Ио — объем раствора, по которому устана-
вливают титр, мл; V — объем раствора, молярную концентрацию
которого устанавливают, мл.
В приготовленных титрованных растворах вычисляют попра-
вочный коэффициент к молярной концентрации (I). Он
представляет собой отношение полученной концентрации к теоретичес-
ки заданной и должен быть в пределах 0,98 — 1,02. При больших
отклонениях величины К титрованных растворов необходимо повысить
концентрацию или разбавить и вновь вычислить поправочный коэф-
фициент.
Химические вещества, позволяющие при титриметрических опреде-
лениях устанавливать прибавление эквивалентного количества титран-
та к анализируемому веществу, называют индикаторами.
Изменения, происходящие с ними в точке эквивалентности, устанавли-
вают визуальными, или инструментальными способами. В зависимости
от типа используемых при титриметрическом анализе химических
234
реакций индикаторы делят на кислотно-основные для водных и невод-
ных сред, металл охромные, используемые в комплексонометрии, адсор-
бционные и окислительно-восстановительные. Растворы индикаторов и
индикаторные смеси готовят из веществ квалификации ’’химически
чистый” (х.ч.) или ’’чистый для анализа” (ч.д.а.). Такой же квалифи-
кации должны быть другие используемые при приготовлении раство-
ров и смесей индикаторов вспомогательные вещества. В ГФ XI, вып. 2
(с. 82—102) приведены рациональные химические названия, физичес-
кие свойства, способы приготовления растворов, индикаторов и инди-
каторных смесей, интервалы pH, при которых происходит переход
окраски их растворов. Здесь же дано описание индикаторной бумаги,
предназначенной для определения pH водных растворов и суспензий с
точностью показаний 1,0—2,0 ед. pH. Индикаторная бумага ”РИФАН”
с интервалом pH 0,3—0,4 повышает точность определения до 0,1 ед. pH.
Применяемые в фармацевтическом анализе титриметрические мето-
ды можно подразделить на осадительное титрование, кислотно-основ-
ное, окислительно-восстановительное, комплексонометрию и нитрито-
метрию. С их помощью количественную оценку производят, проводя
определение отдельных элементов или функциональных групп, содер-
жащихся в молекуле лекарственного вещества. И в том и в другом
случае определение выполняют без предварительной деструкции моле-
кулы или после проведения деструкции. Указанные методы являются
групповыми и не всегда дают возможность судить о доброкачествен-
ности лекарственного вещества. Так, например, недостаточно судить о
качестве производных четвертичных и бисчетвертичных аммониевых
оснований только по содержанию азота, фосфорорганических соеди-
нений — по количеству связанного фосфора, рентгеноконтрастных
иодсодержащих органических соединений — по содержанию иода, так
как фармакологическое действие этих лекарственных веществ обуслов-
лено наличием и других функциональных групп. Учитывая постоянно
растущие требования к качеству лекарственных веществ, необходимо
включать в НТД наиболее специфичные методы количественного
определения. Если такой метод подобрать трудно, то следует исполь-
зовать сочетание двух методов, один из которых основан на определе-
нии элемента или общей функциональной группы, а другой должен
быть более специфичным для данного соединения.
Осадительное титрование
Наиболее широко в фармацевтическом анализе используют аргенто-
метрическое титрование, меркуриметрию и меркурометрию.
Аргентометрия основана на реакциях осаждения галоге-
нидов (Hal’) раствором нитрата серебра (титрант):
235
Hal- + AgN03 —► AgHalj + N0‘
Аргентометрическое титрование в зависимости от химических
свойств лекарственного вещества может быть выполнено прямым и
обратным методами. Эквивалентную точку при прямом аргентомет-
рическом определении устанавливают с помощью индикатора — хрома-
та калия (метод Мора) — или с адсорбционными индикаторами
(метод Фаянса). При обратном аргентометрическом титровании
(метод Фольгарда) индикатором служат железоаммониевые
квасцы [аммоний железо (III) сульфат], а избыток нитрата серебра
оттитровывают тиоцианатом аммония:
AgN03 + NH4NCS —► AgNCSl + NH4N03
3NH4NCS 4- FeNH4(S04)2 —► Fe(NCS)3 + 2(NH4)2S04
Этот же химический процесс лежит в основе количественного опреде-
ления препаратов серебра. Он известен под названием
тиоцианатометрии или роданометрии.
Прямым и обратным аргентометрическим методом определяют
неорганические лекарственные вещества, представляющие собой гало-
гениды (хлориды, бромиды, иодиды) щелочных металлов, галогениды
четвертичных аммониевых оснований (пентамин) и соли галогеноводо-
родных кислот (гидрохлориды, гидробромиды, гидроиодиды) органи-
ческих оснований (ганглерон, тримекаин, ксикаин), в том числе алка-
лоидов (морфина гидрохлорид, эфедрина гидрохлорид, пахикарпина
гидроиодид).
Прямое аргентометрическое титрование используют для количест-
венного определения иодметилатов органических оснований (метацин),
дииодметилатов (дитилин), иодэтилатов (кватерон). Этим же методом
определяют сульфаниламиды, образующие соли серебра:
H2N—С у—S02—N—ft + AgN03 —> H2N—у—S02-N4l 4- HN03
Ag
Применяя обратную аргентометрию, можно определить препараты
натрия n-аминосалицилат, меркаптопурин, этоксид, образующие соли
серебра.
Значительное число лекарственных веществ содержат галогены
(хлор, бром, иод), связанные с органической частью молекулы. Для их
аргентометрического определения необходимо атомы галогенов превра-
236
тить в ионы. Условия превращения различны и зависят от прочности
ковалентной связи. Так, некоторые хлорсодержащие (хлорбутин, сар-
колизин) и иодсодержащие (йодоформ) органические лекарственные
вещества количественно отщепляют галоген при кипячении с титрова-
нным раствором нитрата серебра в спиртовой среде:
R—Hal ASN°3 , AgHal|
Образуется эквивалентное количество галогенида серебра, а избы-
ток титранта определяют обратным аргентометрическим методом.
При наличии более прочной ковалентной связи используют щелоч-
ное или восстановительное дегалогенирование. Щелочное дегалогени-
рование основано на отщеплении галогена и образовании галогенида
под действием раствора едкой щелочи (гидроксида):
И-ЧЖ2-Ч1а1 + NaOH —► NaHal + R-4JH20H
Восстановительное дегалогенирование происходит при нагревании с
цинковой пылью в щелочной или в кислой среде:
R-CH2—Hal + 2[Н] —> R—СН3 + HHal
В ГФ X описаны способы количественного определения бромпроиз-
водных (бромизовал, бромкамфора), основанные на щелочном дегало-
генировании. Для определения образовавшегося эквивалентного коли-
чества бромид-иона используют обратное аргентометрическое титрова-
ние.
Восстановительное дегалогенирование используют для определения
иодсодержащих лекарственных веществ (хиниофон). Образовавшийся
иодид-ион определяют прямым или обратным аргентометрическим
методом. Аргентометрический метод отличается высокой чувствитель-
ностью, позволяет получить результаты с достаточной правильностью
и воспроизводимостью, прост в исполнении. Однако значительный
расход дефицитного и дорогостоящего серебра настоятельно требует
его замены. Наиболее перспективным в этом отношении является
меркуриметрический метод, который не только более экономически
выгоден, чем аргентометрия, но также более чувствителен. Кроме того,
выполнение анализа не сопровождается выпадением осадка.
Меркуриметрия основана на образовании малодиссоци-
ированных соединений ртути (II). Например, при взаимодействии
нитрата ртути с хлорид-ионами получается малодиссоциированный
дихлорид ртути:
237
Hg2* + 2C1- HgCl2
В эквивалентной точке избыток свободных ионов титранта (Hg2+)
обнаруживают с помощью потенциометра или другими способами. При
определении иодидов эквивалентную точку устанавливают по появле-
нию красного осадка иодида ртути (II) вследствие разрушения обра-
зующегося в процессе титрования тетраиодомеркурат-иона:
Hg2> + 41- [Hgl4]2-
Hg2+ + [Hgl4]2- 2HgI2
При титровании хлоридов в качестве индикаторов используют
дифенил карбазид или дифенил карбазон:
О
/ NH—NH—С—N=N—С 4
дифенилкарбазон
О
z \>—NH—Nil—С—NH—NH—с 4
дифенилкарбазид
В эквивалентной точке они образуют сиреневого цвета комплексные
соединения с ионом ртути (II), содержащимся в избытке титранта.
Разработан новый вариант меркуриметрического титрования, осно-
ванный на использовании в качестве титранта раствора перхлората
ртути и индикатора — дифенилкарбазона. Он позволяет количественно
определять хлориды металлов и гидрохлориды органических основа-
ний в присутствии различных неорганических соединений, органичес-
ких спиртов, альдегидов, кислот алифатической, ароматической и
гетероциклической структуры. Над остатком метода является отсутст-
вие селективности в присутствии солей бромоводородной и иодоводо-
родной кислот.
Меркурометрия в отличие от меркуриметрии представля-
ет собой метод определения анионов (главным образом галогенидов),
образующих малорастворимые соединения с катионами ртути (I) —
Hg2*, содержащимися в титранте — растворе Hg2(N0a)2. Эквивалентную
238
точку устанавливают по обесцвечиванию индикатора — тиоцианата
железа (III) [FeNCS]2*. Галогенид-ионы в процессе титрования пол-
ностью связываются в осадок Hg2Hal2- При добавлении избыточной
капли титранта ионы Hg2* появляются в титруемом растворе. Они
образуют с индикатором тиоцианатом железа (III) бесцветный тиоциа-
нат ртути (I):
2[FeNCS]2+ + Hg2+ Hg2 (NCS) 2 + 2Fe3+
При определении галогенидов в меркурометрии в качестве индика-
торов используют также бромфеноловый синий и ди фенил карбазон.
Однако в отличие от кислотно-основного и меркуриметрического тит-
рования они в данном случае выполняют роль адсорбционных индика-
торов (подобно эозинату натрия в аргентометрии). Так, например, при
титровании хлоридов образуется белый осадок Hg2C12:
Hg|* + 2С1- —> Hg2Cl2l
В эквивалентной точке избыточная капля титранта взаимодействует с
индикатором, а он окрашивает поверхность осадка Hg2C12 (или других
галогенидов ртути) в синий цвет.
Определение по сульфат-иону прямым и обрат-
ным титрованием растворимыми солями бария основано на химической
реакции
SO2’ + Ва2+ —► BaSOJ
В качестве титранта используют 0,1—0,01 М растворы нитрата бария
(квалификации х.ч.). Лучшие результаты получаются при использова-
нии в качестве индикатора 0,2%-ного водного раствора карбоксиарсе-
назо в слабокислой водно-ацетоновой среде. Способ определения дает
положительные результаты при анализе сульфатов цинка, атропина,
хинина, стрептомицина и др.
Висмутометрия — метод анализа, основанный на осажде-
нии солей органических оснований в виде иодвисмутатов при опти-
мальных условиях кислотности. В качестве титранта использованы
0,0025 — 0,025 М растворы иодвисмутата калия. Соли однокислотных
органических оснований взаимодействуют с солью одноосновной комп-
лексной кислоты висмута (III), образуя соответствующие тетраи-
од о( 111 )-висмутаты:
239
R-HX 4- KBiI4
R-HBiI4 4- KX
Соли двухкислотных Органических оснований образуют при этом
тетра- пента- и гексаиодо(Ш)-висмутаты или смесь этих соединений.
Метод применен для унифицированного висмутометрического опреде-
ления производных индола (стрихнина нитрата, физостигмина салици-
лата, пиразидола, карбидина) в препаратах и в лекарственных фор-
мах.
Пикриновая кислота может быть применена не только
для идентификации, но и количественного определения алкалоидов и
других органических оснований. В качестве титранта используют
0,008 М раствор пикриновой кислоты в органическом растворителе
(этанол, хлороформ). Эквивалентную точку устанавливают потенцио-
метрическим методом.
Кислотно-основное титрование (метод нейтрализации)
Нейтрализация в водной и неводной среде — наиболее широко приме-
няемый в фармацевтическом анализе метод. Его используют для опре-
деления более 40% фармакопейных лекарственных веществ.
Титрование в водной среде заключается в том, что
растворимые в воде вещества, обладающие кислыми свойствами, тит-
руют растворами гидроксида натрия, а вещества основного характера—
титрованными растворами соляной или серной кислот.
Точка эквивалентности при титровании в водной среде может нахо-
диться в кислой или щелочной областях значений pH. Это зависит от
природы определяемого вещества и условий титрования. Очень важно
подобрать необходимый индикатор, так как pH точки эквивалентности
должна находиться в интервале pH перехода окраски выбранного ин-
дикатора. В качестве индикаторов используют красители, изменяющие
окраску в широком интервале pH — от 1,2 до 10,5. Наиболее часто
используемые в фармакопейном анализе индикаторы при титровании
водных растворов кислот и оснований: метиловый оранжевый (3,1 —
4,4); метиловый красный (4,8 — 6,0); бромтимоловый синий (6,0 — 7,6);
феноловый красный (6,4 — 8,0); фенолфталеин (8,2 — 10,0); тимолфта-
леин (9,4 — 10,6).
Ацидиметрию применяют для определения натриевых
солей неорганических и органических кислот (натрия гидрокарбонат,
й атрия тетраборат, калия ацетат, натрия бензоат, натрия салицилат,
натрия тг-аминосалицилат, кофеина-бензоат натрия и др.). Используя
в качестве титранта соляную кислоту, определяют натриевые соли
барбитуратов.
240
Основные свойства в водных или спиртовых растворах проявляют
рЯД органических оснований (гексаметилентетрамин, амидопирин) и
алкалоидов (кодеин, цитизин). Их также титруют кислотами:
R3N 4- НА —► [R3N-H+]A’
Алкалиметрию используют для количественного определе-
ния лекарственных веществ, представляющих собой неорганические
(соляная, борная) и органические (уксусная, лимонная, глутаминовая,
аскорбиновая, никотиновая) кислоты, а также вещества сложной гете-
роциклической структуры, содержащие в молекуле карбоксильную
группу (салюзид):
R—СООН 4- NaOH —► R--COONa 4- Н20
Соли органических оснований (в том числе алкалоидов, витаминов)
определяют по связанной (НА) соляной, азотной или фосфорной кисло-
те (хинозол, секуринина нитрат, пиридоксина гидрохлорид и др.).
Титруют щелочью также лактаты, гидротартраты органических осно-
ваний:
[R3N-H*]A" 4- NaOH —► R3N 4- NaA 4- H20
Иногда, например при определении препаратов ртути (II), исполь-
зуют косвенную нейтрализацию. Ртути оксид жел-
тый, ртути амидохлорид и ртути цианид под действием иодида калия
образуют гидроксид калия или аммиак, которые затем титруют соля-
ной кислотой.
Формольное титрование (метод Серенсена). Первич-
ные алифатические и ароматические аминокислоты и их соли (кислота
аминокапроновая, калия и магния аспарагинат, кислота глутаминовая,
ПАСК-натрий), взаимодействуя с раствором формальдегида, образуют
азометины. При этом происходит усиление кислотных свойств
аминокислоты и ее титруют раствором гидроксида натрия с индикато-
ром фенолфталеином:
/О
СООН И—СООН 1 X]l 1 к—СИ —► R—сн I —н 2 0 | nh2 n=ch2 COONa —си -H2U | n=ch2
241
Натриевые соли (ПАСК-натрий) титруют методом формольного
титрования в среде смешанных растворителей (смесь метанола и ацето-
на) с использованием в качестве индикатора тимолового синего.
Оксимный метод основан на нейтрализации эквивалент-
ного количества соляной кислоты, выделившейся в результате взаимо-
действия гидроксиламина гидрохлорида с кетопроизводными:
"Nno + nh2oh-hci —►^л-он + Н20 + НС1
Оксимный метод применяют для определения бициклических
терпенов (камфора) и стероидных соединений, содержащих в молекуле
кетогруппу.
Для косвенного определения алкалоидов теобро-
мина и теофиллина использована реакция осаждения ионами серебра,
сопровождающаяся выделением эквивалентного количества азотной
кислоты. Последнюю затем определяют алкалиметрическим методом.
Аналогичный принцип лежит в основе определения мерказолила:
'Nf-H 4- AgN03 —► Ni-Agl + HN03
Один из используемых в фармацевтическом анализе вариантов
кислотно-основного титрования состоит в сочетании реакции нейтра-
лизации с предварительной этерификацией или гидролизом. Так,
некоторые спирты (глицерин, ментол) и производные фенолов (фенол-
фталеин, синэстрол, диэтил стильбэстрол) ацетилируют в неводной
среде уксусным ангидридом:
СНз-С^ Л
2R—ОН + > —* 2R—О—СН3 + Н20
сн3-с<
Избыток уксусного ангидрида, нагревая с водой, превращают в
уксусную кислоту, которую титруют раствором гидроксида натрия:
242
СН3-<
-к И20 —► ЗСНзСООН
снз-С;
2СН3С00Н -к 2NaOH —► 2CH3C00Na -к 2Н20
Лекарственные вещества, представляющие собой сложные эфиры
(метиле ал ици л ат, фенил салицилат, валидол), предварительно гидроли-
зуют титрованным раствором гидроксида натрия, избыток которого
затем оттитровывают кислотой. Гидролиз обычно выполняют титро-
ванным раствором кислоты (гексаметилентетрамин) с последующим
титрованием ее избытка щелочью. В других случаях сложный эфир
(апрофен, тифен, тропацин) гидролизуют, извлекают эфиром образо-
вавшуюся кислоту и определяют ее алкалиметрическим методом:
R-C^ R-COONa + Rx—ОН
N)Ri
W'' FcS * R-<OOH + Ri-flH
Процесс гидролиза лежит в основе количественного определения
препаратов, содержащих в молекуле лактамную группу (стрихнин,
триметин, синтетические и природные пенициллины). Гидролиз идет
как в кислой, так и в щелочной среде:
'Njh
-NH 2
Титрование в смешанных растворителях,
состоящих из воды и органических растворителей, применяют тогда,
когда препарат плохо растворим в воде или водные растворы имеют
слабо выраженные кислотные (щелочные) свойства. Так, при алкали-
метрическом титровании плохо растворимых в воде органических
кислот (ацетилсалициловой, салициловой, бензойной, цинхофена)
растворителем служит спирт, а титрантом — водный раствор гидрокси-
да натрия.
243
Смешанные растворители (спирт — вода или ацетон — вода) ис-
пользуют для алкалиметрического титрования сульфаниламидов с
константой диссоциации 10"7—10"8 (норсульфазол). Кислые свойства
проявляют растворы алкилуреидов сульфокислот (бутамид, хлорпро-
памид) в спиртоводной среде. Воду используют также в сочетании с
ацетоном (бутадион, неодикумарин). В спиртоацетоновой среде титру-
ют соляной кислотой натриевые соли сульфаниламидных препаратов.
Не смешивающиеся между собой растворители (воду и хлороформ)
сочетают при количественном определении некоторых солей органи-
ческих оснований производных n-аминобензойной кислоты (новокаин,
новокаинамид, дикаин); хинолина (хинозол, совкаин); акридина (ак-
рихин); фенотиазина (пропазин, дипразин, аминазин и др.). Хлоро-
форм извлекает из водной фазы органическое основание, выделяюще-
еся при титровании. Этим исключают его влияние на результаты
титрования. Иногда органическое основание извлекают хлороформом
(эфиром), растворитель отгоняют и титруют основание ацидиметричес-
ким методом.
Титрование в среде неводных растворите-
лей (неводное титрование) позволяет количественно
определять органические вещества, обладающие кислотными и основ-
ными свойствами, но трудно растворимые в воде. Можно осуществлять
выбор органического растворителя, который способен изменять силу
кислотных или основных свойств анализируемого вещества. В качестве
титрантов используют растворы сильных кислот или сильных основа-
ний.
Недостатком неводного титрования является необходимость иметь
герметизированную титровальную установку. Работа ведется с весьма
токсичными летучими растворителями.
Метод неводного титрования широко используется в фармацев-
тическом анализе, поскольку многие синтетические и природные орга-
нические лекарственные вещества проявляют слабые основные или
слабые кислые свойства.
Неводное титрование органических осно-
ваний (и их солей) выполняют, используя в качестве раство-
рителя безводную уксусную кислоту или уксусный ангидрид. Сочета-
ют также уксусную кислоту с уксусным ангидридом, который улучша-
ет условия титрования. Титрантом служит раствор хлорной кислоты, а
индикатором — раствор кристаллического фиолетового, тропеолина 00
или метилового оранжевого. Растворы титранта и индикатора готовят
в безводной уксусной кислоте.
Хлорной кислотой в неводной среде титруют соли сильных основа-
ний и слабых кислот (калия ацетат):
244
R—COOK 4- HC1O4
КСЮ4 4- R—СООН
Слабое органическое основание (R3N) при растворении в безводной
уксусной кислоте становится сильной сопряженной кислотой:
R3N 4- СН3СООН —► R3N-H* 4- СН3СОО-
При растворении хлорной кислоты в уксусной последняя проявляет
свойства сильного сопряженного основания, образуя перхлорат- и
ацетоний-ион:
СН3СООН 4- НС1О4 —► СЮ; 4- СН3СООН;
Последний нейтрализует ацетат-ионы:
СН3СОО- 4- СН3СООН; —► 2СН3С00Н
а перхлорат-ион взаимодействует с катионом основания:
R3N-H* 4- СЮ; —♦ [R3N H+]СЮ;
Суммарно процесс нейтрализации слабого органического основания
хлорной кислотой выглядит следующим образом:
R3N 4- НСЮ4 —► [R3N-H+] СЮ;
Данный процесс происходит при титровании лекарственных ве-
ществ основного характера, относящихся к числу производных пиразо-
лона (амидопирин), пиридина (никотинамид, фтивазид); алкалоидов,
представляющих собой слабые основания (резерпин, кофеин).
Химизм реакций при неводном титровании солей слабых органи-
ческих оснований (R3N*HA), включающих анион (А"), можно в общем
виде представить следующим образом:
R3N-HA ^=±R3N-H+ 4- А’
А’ 4- СН3СООН ;=* ИА 4- СНзСОО’
НСЮ4 4- СНзСООН СЮ; 4- сн3соон;
СН3С00- 4- СН3СООН* 2СН3С00Н
245
Суммируя, получаем общее уравнение:
R3N-HA 4- НС104 —► [R3N-HpC10- 4- НА
По этой схеме идет процесс титрования солей органических основа-
ний различной химической структуры (адреналина и норадреналина
гидротартраты, нитранол, хингамин, трихомонацид, нафтизин, дитра-
зина цитрат, нафтамон) и солей алкалоидов (кодеина фосфат, плати-
филлина гидротартрат, атропина сульфат, сферофизина бензоат).
Исключение составляют галогениды четвертичных аммониевых
оснований и соли галогеноводородных кислот (гидрохлориды, гидро-
бромиды, гидроиодиды органических оснований). Эту группу лекарст-
венных веществ нельзя точно оттитровать в неводной среде, так как
галоген-ионы проявляют кислые свойства даже в среде безводной
уксусной кислоты. Поэтому галогеноводороды (R3N-HX) титруют в
присутствии ацетата ртути (II), который связывает галоген-ионы в
малодиссоциированные соединения (дихлорид, дибромид или дииодид
ртути), не мешающие определению. Галоген-ионы (X-) замещаются
эквивалентным количеством ацетат-иона. Полученный ацетат органи-
ческого основания оттитровывают хлорной кислотой:
2R3N-HX 4- (CH3C00)2Hg —► HgX2 4- 2 [R3NH] *CH3C00"
2[R3NH]*CH3C00‘ 4- 2HC104 —► 2[R3NHpC10; 4- 2CH3C00H
По НТД таким путем определяют гидрохлориды органических
оснований (димедрол, дибазол, амиказол, тропацин, промедол, апро-
фен), в том числе производные фенотиазина (пропазин, дипразин,
аминазин, хлорацизин, трифтазин), галогеноводороды алкалоидов
(пахикарпина гидроиодид, гоматропица гидробромид, кокаина гидро-
хлорид, скополамина гидробромид, гидрохлориды эфедрина, папаве-
рина, апоморфина, морфина, этилморфина, пилокарпина) и витаминов
(пиридоксина гидрохлорид), соли четвертичных аммониевых основа-
ний (оксазил, котарнина хлорид).
Оттитровать в неводной среде соли галогеноводородных кислот
органических оснований можно и без помощи ацетата ртути (II). Для
этого в качестве растворителя используют смесь муравьиной кислоты и
уксусного ангидрида в соотношении 1:20. Такое сочетание раствори-
телей повышает основность растворов и позволяет выполнить титрова-
ние с использованием в качестве титранта хлорной кислоты (индика-
тор — кристаллический фиолетовый), например эфедрина гидро-
246
хлорида и дэфедрина. В других случаях к указанной смеси прибавля-
ют бензол, например при определении этмозина и этацизина и др. Не
требуется добавления ацетата ртути и при определении некоторых
солей органических оснований (например, аминазина) с использовани-
ем в качестве индикатора малахитового зеленого (растворитель уксус-
ный ангидрид, титрант -0,1 М раствор хлорной кислоты).
Неводное титрование органических ве-
ществ, проявляющих кислые свойства, выполня-
ют обычно, используя в качестве растворителя диметилформамид или
его смесь с бензолом, а также этилендиамин, бутиламин, пиридин.
Титрантом служит раствор гидроксида натрия в смеси метилового
спирта и бензола или раствор метилата натрия (метилата лития). В
качестве индикатора применяют тимоловый синий.
Фенолы (R—ОН), растворенные в диметил формам и де, количественно
взаимодействуют с метилатом натрия:
R-0" 4- CH30Na —► R-ONa + СН3О’
сн3о- +
Суммарная схема этого процесса:
R-OH 4- CH30Na —► R-ONa 4- СН3ОН
В таких условиях можно количественно определять не только фено-
лы, но и карбоновые кислоты, аминокислоты, сульфаниламидные
препараты, барбитураты, производные тиоурацила, 4-оксикумарина и
др. Выбор растворителя и титранта зависит от степени ионизации
титруемого объекта. Более сильные кислоты (барбитал, фенобарбитал,
фталазол) по ГФ титруют в среде диметилформамида раствором гид-
роксида натрия, а вещества со слабо выраженными кислотными свойс-
твами (фенолы) — раствором метилата натрия.
Окислительно-восстановительное титрование
В фармацевтическом анализе применяют такие методы окислитель-
но-восстановительного титрования, как иодометрия, иодхлорометрия,
247
иодатометрия, броматометрия, дихроматометрия, перманганатометрия,
цериметрия.
Иодометрия основана на использовании окислительных
свойств свободного иода и восстановительных свойств иодид-ионов:
4-2е"
12 -=± 21“
—2е"
Методом иодометрии количественно определяют неорганические и
органические лекарственные вещества, способные окисляться или
восстанавливаться, а также образовывать с иодом продукты замеще-
ния. Кроме того, иодометрию используют для определения избытка
титранта в обратном иодатометрическом, броматометрическом, перман-
ганатометрическом, иодхлорометрическом методах. Свободный иод,
образовавшийся при окислении иодид-ионов или оставшийся в избыт-
ке при обратном йодометрическом титровании, оттитровывают тио-
сульфатом натрия:
12 4“ 2Na2S20g 2NaI 4е Na2S406
Индикатором обычно служит крахмал, образующий с иодом соеди-
нение, окрашенное в синий цвет.
Прямое титрование иодом применяют для определения натрия
тиосульфата и препаратов мышьяка (III). Йодометрическое определе-
ние, основанное на окислении альдегидов иодом, используют для
количественной оценки хлоралгидрата, формальдегида в растворе, а
также лекарственных веществ, образующих формальдегид при гидро-
лизе (никодин, метазид). Окисляют альдегиды в щелочной среде:
12 4- 2NaOH —► NalO 4- Nal 4- Н20
4- NalO 4- NaOH —► R-СГ
fl ^NJNa 4- Nal 4- H20
Процесс окисления лежит в основе йодометрического определения
и других органических лекарственных веществ. В щелочной среде
окисляют иодом фурациллин, окисление изониазида ведут в растворе
гидрокарбоната натрия. Реакции окисления серы лежат в основе иодо-
метрического определения метионина и анальгина. Определение пени-
циллина проводят окислением иодом до образования ацетиламинома-
лоновой и диметилцистеиновой кислот.
248
Восстановительные свойства иодида калия используют в так назы-
ваемом способе титрования заместителя. Сущность его
заключается в том, что лекарственные вещества, проявляющие свойст-
ва окислителей, выделяют эквивалентное количество свободного иода
при взаимодействии с иодидом калия:
21- 2е“ —► 12
Выделившийся свободный иод оттитровывают тиосульфатом нат-
рия. Этот процесс лежит в основе количественного определения препа-
ратов перекиси (пероксида) водорода, соединений мышьяка (V), меди
(II), калия перманганата, а также обладающих активными окисли-
тельными свойствами гипохлоритов (известь хлорная) и хлорпроизвод-
ных амидов сульфокислот (хлорамины, пантоцид).
Для определения иодидов натрия и калия предложен способ иодо-
метрического определения, основанный на окислении иодид-ионов
азотистой кислотой до элементного иода. Способ отличается селектив-
ностью при определении иодидов в присутствии бромидов и хлоридов.
Для количественного анализа используют также сочетание реакций
замещения и иодометрии. С помощью титрованного раствора иода
получают монозамещенные (антипирин), ди- и трииодпроизводные
(фенолов, первичных ароматических аминов, в том числе сульфанила-
мидов, производных n-аминобензойной кислоты), тетраиодпроизвод-
ные (метиленовый синий). Полученные иод производные, если они
мешают титрованию, отфильтровывают, а в фильтрате определяют
избыток титрованного раствора иода.
Ряд лекарственных веществ, представляющих собой органические
основания, могут быть определены методом, который основан на их
способности образовывать осадки полииодидов, имеющих
состав [R3N] -HI-Izp Осадки отфильтровывают, а избыток иода оттитро-
вывают тиосульфатом натрия.
К их числу относятся ряд алкалоидов (хинина гидрохлорид, папа-
верина гидрохлорид, кодеин, кофеин, кокаина гидрохлорид, пахикар-
пина гидроиодид), витаминов (тиамина бромид), гетероциклические
основания и их соли (хинозол, спазмолитик, дипрофен, дибазол, кар-
бахолин, кватерон, амидопирин), четвертичные аммониевые соли
(прозерин) и др.
Иодхлорометрия — это метод аналогичный иодометрии.
Однако он отличается тем, что в качестве титранта используют раст-
вор иодмонохлорида [хлорид иода (I)J, обладающий большей устой-
чивостью.
Иодхлорометрию ГФ рекомендует для определения этакридина
249
лактата, который осаждается в виде дииодпроизводного. Избыток
титранта (иодмонохлорида) устанавливают иодометрически:
IC1 + KI —♦ 12 + КС1
12 *4“ 2Na2S20,3 ► '2NaI 4“ Na2S40g
Иодхлорометрическим методом можно определять фенолы, сульфа-
ниламиды, производные n-аминобензойной кислоты и другие первич-
ные ароматические амины.
Иодатометрию используют для определения фтивазида,
апрессина и кислоты аскорбиновой. Происходит процесс окисления
лекарственных веществ титрованным раствором йодата калия. Избы-
ток титранта устанавливают йодометрическим методом:
10- + 51- + 6Н+ —♦ 3I2 -f- ЗН20
В броматометрии в качестве титранта используют бромат
калия, проявляющий в кислой среде окислительные свойства. Опреде-
ление обычно ведут в присутствии бромида (бромид-броматометрия):
ВгО- 4- 5Вг- 4- 6Н+ —> ЗВг2 4- ЗН20
Выделяющийся свободный бром расходуется либо на окисление,
либо на образование моно-, ди- или трибромпроизводных. Индикато-
рами служат красители, представляющие собой азосоединения (мети-
ловый красный, метиловый оранжевый), которые окисляются и обесц-
вечиваются под действием избытка титранта после достижения экви-
валентной точки. При использовании обратной броматометрии конец
титрования устанавливают иодометрически, добавляя в титруемый
раствор иодид калия:
Вг2 -F 2KI —> 12 + 2КВг
Объектами броматометрического титрования являются неорганичес-
кие соединения мышьяка (III) и элементорганические соединения
мышьяка (после предварительной минерализации). Обладая восстанав-
ливающими свойствами, соединения мышьяка (III) окисляются бро-
матом калия:
3As3+ 4- ВгО- 4- 6Н+ —► 3As5+ + Br 4- ЗН20
250
При количественном определении органических лекарственных
веществ производных фенолов (фенол, тимол, резорцин, салициловая
кислота) и первичных ароматических аминов (сульфаниламидные
препараты, производные n-аминобензойной кислоты, натрия п-амино-
салицилат) используют метод обратной броматометрии. Выделяющий-
ся бром (в присутствии бромида) расходуется на галогенирование
фенолов или аминов, образуя ди- или трибромпроизводные. Избыток
брома определяют йодометрическим методом:
Вг2 -F 2KI —► 12 4- 2КВг
12 4- 2Na2S20g —> 2NaI 4- Na2S406
На основе бромат-бромидной реакции разработаны методики кине-
тического определения фетанола, фентоламина гидрохлорида, карби-
дина, апрессина, производных n-аминобензойной кислоты в готовых
лекарственных формах.
Для разработки способов определения иодидов в неорганических
соединениях калия и натрия, а также в солях органических оснований
использовано окислительное титрование. В качестве титрантов приме-
нены иодат, бромат и перманганат калия в среде 2,5 М соляной кисло-
ты, а также вариант броматометрического титрования с использова-
нием в качестве индикатора метилового оранжевого. Установлено, что
механизм этих реакций основан на окислении иодид-ионов до хлорида
иода (I):
КЮ3 4- 2KI 4- 6НС1 —► 3IC1 4- ЗКС1 4- ЗН20
КВгОз 4- 3KI 4- 6НС1 —► 3IC1 4- КВг 4- ЗКС1 4- ЗН20
2КМпО4 4- 5KI 4- 16НС1 —► 5IC1 4- 2МпС12 4- 7КС1 4- 8Н20
Предложенные способы анализа селективны в присутствии других
галогенидов, являются безосадочными, чувствительными, не требуют
использования летучих растворителей, применяемые титранты вклю-
чены в ГФ и устойчивы при хранении, при титровании получаются
хорошо воспроизводимые результаты.
Лекарственные вещества, представляющие собой гидразины и гид-
разиды (изониазид, фтивазид, метазид, ниаламид), количественно
определяют окислением, используя в качестве титрантов раствор иода,
иодат калия, бромат калия, по общей схеме
Аг—СО—NH—NH2 4- 2[0] —► Аг-СООН 4- N2f 4- Н20
251
Дихроматометрия — метод, который основан на осажде-
нии титрованным раствором дихромата калия некоторых солей органи-
ческих оснований (метиленовый синий, акрихин):
2[R3N-H+]Cl’ 4- K2Cr207 —► [R3N• H+]2Cr2Q2- + 2KC1
Нерастворимые дихроматы оснований отфильтровывают, а избыток
титранта определяют йодометрическим методом:
К2Сг207 + 6KI 4- 7H2S04 —► Cr2(S04)3 4- 3I2 4- 4K2SO4 4- 7H20
I2 4" 2Na2S203 —► 2NaI 4" Na2S40g
Перманганатометрия основана на использовании
окислительных свойств титранта — перманганата калия в сильнокис-
лой среде:
МпО" 4- 8Н* 4- 5е" т=± Мг^ 4- 4Н20
При прямом перманганатометрическом титровании индикатором
является сам титрант, избыток которого придает раствору розовое
окрашивание. Прямой метод используют для количественного опреде-
ления железа восстановленного, препаратов пероксида водорода. Нат-
рия нитрит определяют обратным перманганатометрическим методом.
Избыток титранта устанавливается иодометрически.
Определение иодидов щелочных металлов и органически связан-
ного иода в ряде иодорганических лекарственных веществ может быть
выполнено окислением перманганатом калия в сернокислой среде до
йодноватой кислоты с последующим ее титрованием йодометрическим
методом. Такой способ имеет преимущества перед фармакопейным
методом восстановительной минерализации с аргентометрическим
окончанием ^определения образовавшихся иодидов из иодорганических
соединений.
Цериметрия — метод, основанный на использовании в каче-
стве титранта солей церия (IV), которые в кислой среде восстанавлива-
ются до церия (III):
4- е“ —► Се*'
В качестве индикаторов используют дифениламин или о-фенантро-
лин (фероин). При обратном титровании избыток титранта (сульфат
церия) определяют иодометрически:
252
2Ce(S04)2 + 2KI —► I2 + Ce2(S04)3 + K2SO4
Ряд преимуществ отличают цериметрию от других окислительно-
восстановительных методов анализа. Соединения церия (IV) обладают
устойчивостью в титрованных растворах. Даже при температурах выше
100°С они не образуют промежуточных продуктов взаимодействия. Все
это послужило предпосылкой для использования цериметрии в анали-
зе как неорганических {соединений железа (II), мышьяка], так и
органических (углеводов, органических кислот, производных фенотиа-
зина) лекарственных веществ. Рекомендуют цериметрию для опреде-
ления викасола, токоферола ацетата. Ее используют также для опреде-
ления производных бензотиадиазина (дихлотиазид).
Комплексонометрия
Метод основан на образовании прочных, растворимых в воде комп-
лексов катионов металлов с трилоном Б — динатриевой солью этилен-
диаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) или другими комплексонами.
Взаимодействие происходит в стехиометрическом соотношении 1:1
независимо от заряда катиона:
Комплексонометрическое титрование применяют для количествен-
ного определения неорганических и элементорганических лекарствен-
ных препаратов, содержащих ионы магния, кальция, цинка, висмута,
свинца, алюминия и др. Для визуального установления точки эквива-
лентности используют индикаторы, называемые металло-
индикаторами. Они представляют собой органические краси-
тели и образуют с указанными ионами непрочные ярко окрашенные
комплексы. В конце титрования эти комплексы- разрушаются, меняя
окраску в эквивалентной точке.
253
Изменение окраски является следствием перехода индикатора в
свободное состояние. Перед достижением точки эквивалентности все
свободные ионы металла (М2+), содержащиеся в титруемом растворе,
свяжутся с титрантом (H2Y2’):
М2+ 4- H2Y2’ MY2’ 4- 2Н+
Последние порции титранта разрушают комплекс иона металла с
индикатором (Mind). При этом происходит образование комплекса
металла с 3^TANa2(MY2’) и высвобождение свободных ионов индика-
тора (Ind), сопровождающееся изменением окраски титруемого раст-
вора:
MInd+ 4- H2Y2 MY2’ 4- Ind’ 4- 2H*
Индикатор освобождается, когда последние количества его ком-
плекса с металлом (Mind) свяжутся с ЭДТЛМа2(МУ2’). При этом титруе-
мый раствор приобретает окраску свободного индикатора.
В ГФ XI включены следующие металлоиндикаторы: ксиленоловый
оранжевый, хальконкарбоновая кислота, хромовый темно-синий (кис-
лотный хром темно-синий), эриохром черный Т (протравной черный
II). Непременным условием комплексонометрического титрования
является соблюдение определенного интервала значений pH, которое
достигается с помощью буферных растворов. При прямом титровании
к анализируемому раствору солей кальция, магния, цинка, висмута,
свинца и других добавляют необходимый объем буферного раствора
для достижения нужного значения pH и указанное в частной статье
количество металлоиндикатора. Затем титруют 0,05 М раствором
ЭДТАМа2 (трилона Б) до тех пор, пока в эквивалентной точке не
произойдет изменение окраски индикатора.
При обратном титровании избыток ЭДТАМа2, не вступивший во
взаимодействие с анализируемым катионом, оттитровывают, используя
в качестве титрантов растворы солей цинка, магния, свинца и др.
Титруют в присутствии металлоиндикатора при определенном значе-
нии pH среды.
Комплексонометрию используют для количественного определения
неорганических фармакопейных препаратов магния (магния оксид,
магния сульфат, магния карбонат основной); цинка (цинка оксид,
цинка сульфат); свинца (свинца оксид); кальция (кальция хлорид);
висмута (висмута нитрат основной). Кальциевые соли органических
кислот, растворимые в воде (кальция лактат, кальция глюконат, каль-
ция пангамат, кальция пантотенат), определяют так же, как и кальция
254
хлорид. Нерастворимый в воде бепаск (п-бензоиламиносалицилат
кальция) предварительно минерализиуют прокаливанием до образова-
ния оксида кальция, а затем растворяют в соляной кислоте и титруют
раствором трилона Б.
Комплексонометрию применяют и для количественного анализа
органических и элементорганических соединений, в том числе и ле-
карственных веществ. Анализ может быть выполнен методом как пря-
мого, так и обратного*титрования по катиону металла, входящего в
молекулу препарата, или по аниону с использованием титрованного
раствора, содержащего катион металла. Ряд методик основан на
образовании комплексных соединений с ионами меди (II), цинка,
свинца и др. (избыток которых титруют трилоном Б). Аналогичным
образом выполняют определение после осаждения препарата в виде
соли.
Нитритометрия
Метод основан на реакциях первичных и вторичных ароматических
аминов с нитритом натрия, который используют в качестве титранта.
Первичные ароматические амины образуют с нитритом натрия в
кислой среде диазосоединение:
Ar—NH2 + NaN02 + 2НС1 —► [Ar-4=N] Cl“ + NaCl + 2Н20
Вторичные ароматические амины в этих условиях образуют N-
нитрозосоединения:
Ar-NH + NaN02 4- НС1 Ar-N-4 4- NaCl + H20
I I
R NO
Эквивалентную точку устанавливают с помощью внешних индика-
торов (иодкрахмальная бумага); внутренних индикаторов (тропеолин
00, нейтральный красный, смесь тропеолина 00 с метиленовым синим)
или потенциометрически. При потенциометрическом титровании инди-
каторным служит платиновый электрод, а электродом сравнения —
хлорсеребряный или насыщенный каломельный.
Нитритометрическое титрование проводят, как правило, при
15—20°С, в некоторых случаях анализируемый раствор охлаждают до
0—5° С. Кроме температуры на результаты нитритометрического титро-
вания оказывают влияние концентрация соляной кислоты, природа
255
растворителя и катализатора. В качестве последнего используют бро-
мид калия. Он оказывает каталитическое действие на скорость титро-
вания препаратов, повышает четкость перехода окраски внутренних
индикаторов в точке эквивалентности и увеличивает скачок потенциа-
ла на платиновом электроде при потенциометрическом способе инди-
кации.
При использовании внешнего индикатора — иодкрахмальной бума-
ги (пористая беззольная фильтровальная бумага, пропитанная раство-
ром крахмала с иодидом калия и высушенная в темном помещении на
воздухе) — титрование ведут до тех пор, пока капля титруемого
раствора, взятая через 1 мин после прибавления титранта, не будет
немедленно вызывать синее окрашивание на полоске иодкрахмальной
бумаги.
Нитритбметрию применяют в фармацевтическом анализе для опре-
деления сульфаниламидных препаратов (стрептоцид, норсульфазол,
этазол, сульгин, сульфацил-натрий и др.), производных п-аминобен-
зойной кислоты (анестезин, новокаин, новокаинамид), тг-аминосалици-
ловой кислоты (натрия n-аминосалицилат), представляющих собой
первичные ароматические амины, а также вторичные амины (дикаин).
Если первичная ароматическая аминогруппа ацилирована (парацета-
мол, стрептоцид растворимый), то обычно вещество предварительно
гидролизуют. Ароматические нитропроизводные (левомицетин) внача-
ле количественно гидрируют до первичных аминов, а затем титруют
нитритом натрия.
5.5.1.3. Газометрический анализ
Газометрический метод имеет ограниченное применение в фарма-
цевтическом анализе. Объектами газометрического анализа являются
два газообразных препарата: кислород и циклопропан. Сущность
газометрического определения кислорода заключается во взаимодейст-
вии с поглотительным раствором, содержащим легко окисляющийся
медноаммиачный комплекс. Определение выполняют в приборе Гемпе-
ля (ГФ IX, с. 349), измеряя объем непрореагировавшего газа. Цикло-
пропан определяют аналогично, используя в качестве поглотительного
раствора концентрированную серную кислоту (ГФ X, с. 228).
5.5.1.4. Количественный элементный анализ
Элементный анализ используют для количественного определения
органических и элементорганических соединений, содержащих азот,
галогены, серу, а также мышьяк, висмут, ртуть, сурьму и другие эле-
менты.
256
Фармакопейный метод определения азота
в органических соединениях известен также под названием метода
Кьельдаля. Он основан на сочетании минерализации органичес-
кого вещества с последующим применением кислотно-основного титро-
вания. Применяют метод Кьельдаля для количественного анализа
азотсодержащих органических веществ, а также лекарственных препа-
ратов, содержащих аминный, амидный и гетероциклический азот.
Метод включает несколько последовательно выполняемых стадий.
Вначале осуществляют минерализацию образца нагреванием с концен-
трированной серной кислотой:
Амины, амиды » СО2Т 4- Н20 4- NH4HSO4
П2ои4
Затем действуют на гидросульфат аммония гидроксидом натрия и
отгоняют выделяющийся аммиак в приемник, содержащий раствор
борной кислоты:
NH4HSO4 4- 20Н- —> NH3| 4- 2Н20 4- S02-
Так как борная кислота реагирует с аммиаком с образованием солей
метаборной и тетраборной кислот, то в приемнике образуются метабо-
рат и тетраборат аммония:
NH3 4- Н3В03 —► NH4BO2 4- Н20
2NH3 4- 4Н3В03 —► (NH4)2В407 4- 5Н20
Далее собранный отгон, содержащий весь образовавшийся аммиак в
виде мета- и тетрабората аммония, титруют 0,1 М раствором соляной
кислоты:
NH4BO2 + НС1 NH4C1 + Н3ВО3
(NH4)2B407 + 5Н20 + 2НС1 —+ 2NH4C1 + 4Н3В03
Для повышения точности анализа параллельно выполняют кон'г-
рольный опыт. Разность между количеством миллилитров титрован-
ного раствора соляной кислоты в основном и контрольном опытах,
умноженная на 0,0014, соответствует количеству азота (г), который
содержится в испытуемом веществе.
Область применения метода Кьельдаля в фармацевтическом анали-
зе довольно широка. ГФ рекомендует его для определения уретанов
(мепротан), аминокислот (метионин, глутаминовая кислота) и других
9-29 257
азотсодержащих лекарственных веществ (бензогексоний, оксафен амид,
дипрофиллин). Самый существенный недостаток метода — его трудо-
емкость.
Для определения некоторых лекарственных веществ, содержащих
легко гидролизующуюся в щелочной среде амидную группу (салици-
ламид, диэтиламид никотиновой кислоты, салюзид растворимый,
прозерин), используют упрощенный вариант метода
Кьельдаля, исключающий стадию минерализации. Методика
определения сводится к разрушению препарата 30%-ным раствором
гидроксида натрия в колбе Кьельдаля и отгонке выделяющегося
аммиака (или ди алкил амина) в приемник.
Взамен трудоемкого метода определения содержания азота в орга-
нических лекарственных веществах (метода Кьельдаля) предложен
унифицированный способ, основанный на сочетании высокотемпера-
турной окислительной деструкции в замкнутом объеме с последующим
газохроматографическим разделением и определением образовавшего-
ся азота (Н.С.Евтушенко). Способ применен для количественного
определения метилурацила, пентоксила, аллацила, тетридина, пипера-
зина, диазол ина, бензогексония, дитразина цитрата, которые по НТД
определяют методом Кьельдаля или гравиметрическим методом. Ана-
лиз после сожжения навески лекарственного вещества выполняют на
газовом хроматографе типа ЛХМ-8МД. В качестве стандартного ве-
щества используют n-нитрофенол или n-нитроанилин. Расчет произво-
дят методом сравнения высот пиков азота у стандартного и анализи-
руемого веществ. Относительная погрешность определения при анали-
зе индивидуальных веществ не превышает ±2%, продолжительность
выполнения 20—25 мин.
В фармацевтическом анализе автоматизированные элементные С-,Н-,
канализаторы наряду с функциональным анализом могут быть
использованы для подтверждения подлинности и количественного
определения лекарственного вещества. С этой целью используется
автоматизированный A-анализатор для унифицированного анализа
азотсодержащих лекарственных веществ. Принцип метода состоит в
том, что после твердофазного окисления азотсодержащего лекарствен-
ного вещества в статическом режиме элементный азот определяют
ГЖХ-методом. Метод может использоваться взамен таких трудоемких
методов, как гравиметрия и метод Кьельдаля.
Метод сжигания в колбе с кислородом явля-
ется одним из перспективных методов количественного элементного
анализа. Он включен во многие фармакопеи мира, в том числе Между-
народную и Европейскую, но пока ограниченно используется в отечес-
твенном фармацевтическом анализе. Метод основан на разрушении
258
органического вещества сожжением в колбе, наполненной кислородом,
растворении образовавшихся продуктов в поглощающей жидкости и
последующем определении элементов, находящихся в растворе в виде
ионов или молекул. Определение выполняют различными химически-
ми или физико-химическими методами. Метод может быть использо-
ван для качественного и количественного определения органических
лекарственных веществ, содержащих в молекуле галогены, серу, фос-
фор, азот и другие элементы. Преимущества метода состоят в быстроте
процесса минерализации, занимающего несколько секунд; исключении
потерь элемента в процессе минерализации, проходящем в герметичес-
ки закрытой колбе; возможности унификации применительно к раз-
личным группам соединений; высокой чувствительности анализа на
заключительной его стадии и широкого сочетания метода на этой
стадии с физико-химическими методами. Большие перспективы откры-
вает применение метода сжигания в кислороде для определения при-
месей тяжелых металлов и других элементов в лекарственных вещест-
вах при испытании их на чистоту.
ГФ рекомендует этот метод для определения иода в иодорганичес-
ких лекарственных веществах. Однако проведенные в последние годы
исследования подтверждают возможность его использования для эле-
ментного анализа сульфаниламидных препаратов и других, содержа-
щих серу, органических лекарственных препаратов. Весьма широки
перспективы применения метода для количественного анализа хлор- и
бром содержащих лекарственных препаратов с последующим использо-
ванием меркуриметрического титрования. Важная особенность метода
сжигания в кислороде — возможность применения для анализа препа-
ратов в таких лекарственных формах, как таблетки, драже, мази,
суппозитории.
Количественный элементный анализ
галоген-, мышьяк- и ртутьсодержащих
лекарственных веществ может быть выполнен после
предварительной минерализации в различных условиях. ГФ
рекомендует метод количественного определения иодсодержащих
органических лекарственных веществ (биллигноста, тирео дина и др.),
основанный на их минерализации и окислении образовавшегося иона
иода в иодат-ион. Последний определяют, используя в качестве
восстановителя иодид калия по общему принципу иодатометрии:
10“ + 51“ 4- 6Н+ —► 312 4- ЗН20
Разработаны экспрессные методы окислительной минерализации и
определения иодорганических соединений. В качестве окислителей
для водорастворимых лекарственных веществ используют перманганат
259
калия, а для нерастворимых в воде — пергидрол в кислой среде. В
обоих случаях происходит окисление атомов иода до иодат-ионов,
которые затем определяют йодометрическим методом.
В последние годы разработан метод количественного определения
галогенсодержащих органических лекарственных веществ, основанный
на восстановительной минерализации в среде вы сококипящего раство-
рителя. Образовавшиеся галоген-ионы титруют меркуриметрическим
методом, используя в качестве титранта раствор перхлората ртути.
Для анализа органических веществ, содержащих галоген в алифа-
тическом радикале, предложен способ минерализации, который осно-
ван на восстановлении галогена калиевой солью муравьиной кислоты в
момент ее выделения при взаимодействии диметилформамида с гидро-
ксидом калия.
Количественный элементный анализ мышьяксодержащих органи-
ческих лекарственных веществ (осарсол) основан на минерализации
органической части молекулы в присутствии окислителей (смеси кон-
центрированных азотной и серной кислот). В результате минерализа-
ции образуется смесь ионов мышьяка (III) и мышьяка (V). Содержа-
щиеся в смеси соединения мышьяка (V) при нагревании с сульфатом
гидразина восстанавливаются до мышьяка (III):
2H3AsO4 4- H2N-NH2 —► N2f + 2H3AsO3 4- 2H20
Мышьяк (III) определяют броматометрическим методом.
Ртутьорганическое лекарственное вещество количественно превра-
щают в дихлорид ртути нагреванием на кипящей водяной бане с
0,1 М раствором соляной кислоты. Затем дихлорид ртути действием
избытка иодида калия превращают в водорастворимую комплексную
соль:
HgCl2 4- 2KI —► HglJ 4- 2КС1
Hgl2 4- 2KI —► K2HgI4
а избыток кислоты оттитровывают щелочью.
5.5.2. Физические и физико-химические методы анализа
Физические и физико-химические методы приобретают все большее
значение для целей объективной идентификации и количественного
определения лекарственных веществ. Получивший распространение в
различных отраслях недеструктивный анализ (без разрушения анали-
зируемого объекта) играет важную роль и в фармацевтическом анали-
260
зе. Для его выполнения пригодны многие физические и физико-хими-
ческие методы, в частности оптические, ЯМР-, ПМР-, УФ- и ИК-
спектроскопия, ГЖХ, ВЭЖХ и др.
В фармацевтическом анализе наиболее широко используют физи-
ческие и физико-химические методы, которые могут быть классифици-
рованы на следующие группы: оптические методы; методы, основанные
на поглощении излучения; методы, основанные на испускании излуче-
ния; методы, основанные на использовании магнитного поля; электро-
химические методы; методы разделения; термические методы.
Большинство перечисленных методов (за исключением оптических,
электрохимических и термических) подробно рассмотрены в гл. 3, так
как их широко применяют для установления химической структуры
органических соединений.
Каждое новое издание ГФ является своеобразным отражением
перспектив использования физических и физико-химических методов
в фармацевтическом анализе. Так ГФ XI по сравнению с ГФ X попол-
нилась общими статьями и разделами по таким методам, как ГЖХ,
ВЭЖХ, ЯМР-спектроскопия, электрофорез, эмиссионная и атомно-
абсорбционная пламенная спектрометрия. Остальные статьи, содержа-
щие описание физических и физико-химических методов, существенно
переработаны и дополнены с учетом современных достижений в облас-
ти теории и практики фармацевтического анализа.
Физико-химические методы анализа имеют ряд преимуществ перед
классическими химическими методами. Они основаны на использова-
нии как физических, так и химических свойств веществ и в большин-
стве случаев отличаются экспрессностью, избирательностью, высокой
чувствительностью, возможностью унификации и автоматизации.
5.5.2.1. Оптические методы
К этой группе относятся методы, основанные на определении пока-
зателя преломления луча света в растворе испытуемого вещества (реф-
рактометрия), измерении интерференции света (интерферометрия),
способности раствора вещества вращать плоскость поляризованного
луча (поляриметрия).
Оптические методы находят все более широкое применение в прак-
тике внутриаптечного контроля ввиду экспрессности, минимального
расхода анализируемых лекарств.
Рефрактометрия использована для испытания подлин-
ности лекарственных веществ, представляющих собой жидкости (диэ-
тил амид никотиновой кислоты, метилсалицилат, токоферола ацетат), а
во внутриаптечном контроле — для анализа лекарственных форм, в
261
том числе двойных и тройных смесей. Применяют также объемно-
рефрактометрический анализ и рефрактометрический анализ методом
полной и неполной экстракции.
Разработаны различные варианты методик анализа интерфе-
рометрическим методом лекарственных препаратов,
титрованных растворов, дистиллированной воды.
Поляриметрию применяют для испытания подлинности
лекарственных веществ, в молекулах которых имеется асимметричес-
кий атом углерода. Среди них большинство препаратов из групп алка-
лоидов, гормонов, витаминов, антибиотиков, терпенов.
В аналитической химии и фармацевтическом анализе используются
рентгенорефрактометрия порошков, спектрополяриметрический ана-
лиз, лазерная интерферометрия, дисперсия вращения и круговой
дихроизм.
Помимо указанных оптических методов для идентификации инди-
видуальных лекарственных веществ в фармацевтическом и токсиколо-
гическом анализе не теряет своего значения химическая ми-
кроскопия. Перспективно применение электронной
микроскопии, особенно в фитохимии еском анализе. В отличие
от оптической микроскопии объект подвергается воздействию пучка
электронов высоких энергий. Изображение, образованное рассеянными
электронами, наблюдают на флуоресцирующем экране.
Одним из перспективных экспрессных физических методов являет-
ся рентгенографический анализ. Он позволяет
идентифицировать лекарственные вещества в кристаллической форме
и различать при этом их полиморфное состояние. Для анализа крис-
таллических лекарственных веществ могут быть также применены
различные виды микроскопии и такие методы, как оже-спектрометрия,
фотоакустическая спектроскопия, компьютерная томография, измере-
ния радиоактивности и др.
Эффективным недеструктивным методом является отража-
тельная инфракрасная спектроскопия, кото-
рая используется для определения примесей различных продуктов
разложения и воды, а также в анализе многокомпонентных смесей.
5.5.2.2. Методы, основанные на поглощении излучения
(абсорбционные методы)
Абсорбционные методы основаны на свойствах веществ поглощать
свет в различных областях спектра.
Атомно - абсорбционная спектрофотомет-
рия основана на использовании ультрафиолетового или видимого
262
излучения резонансной частоты. Поглощение излучения вызывается
переходом электронов с внешних орбиталей атомов на орбитали с
более высокой энергией. Объектами, поглощающими излучение, явля-
ются газообразные атомы, а также некоторые органические вещества.
Сущность определений методом атомно-абсорбционной спектрометрии
состоит в том, что через пламя, в котором распыляется анализируемый
раствор пробы, проходит резонансное излучение от лампы с полым
катодом. Это излучение попадает на входную щель монохроматора,
причем из спектра выделяется только резонансная линия испытуемого
элемента. Фотоэлектрическим методом измеряют уменьшение интен-
сивности резонансной линии, происходящей вследствие поглощения ее
атомами определяемого элемента. Расчет концентрации производят с
помощью уравнения, отражающего ее зависимость от ослабления ин-
тенсивности излучения источника света, длины поглощающего слоя и
коэффициента поглощения света в центре линии поглощения. Метод
отличается высокой избирательностью и чувствительностью.
Поглощение резонансных линий измеряют на атомно-абсорбцион-
ных спектрофотометрах типа ”Спектр-1”, ’’Сатурн” и др. Точность
определений не превышает 4%, предел обнаружения достигает 0,001
мкг/мл. Это свидетельствует о высокой чувствительности метода. Он
находит все более широкое применение для оценки чистоты лекарст-
венных препаратов, в частности определения минимальных примесей
тяжелых металлов. Перспективно использование атомно-абсорбционной
спектрофотометрии для анализа поливитаминных препаратов, амино-
кислот, барбитуратов, некоторых антибиотиков, алкалоидов, галоген-
содержащих лекарственных веществ, ртутьсодержащих соединений.
Возможно также применение в фармации рентгеновской
абсорбционной спектроскопии, основанной на
поглощении атомами рентгеновского излучения.
Ультрафиолетовая спектрофотометрия —
наиболее простой и широко применяемый в фармации абсорбционный
метод анализа. Его используют на всех этапах фармацевтического
анализа лекарственных препаратов (испытания подлинности, чистоты,
количественное определение). Разработано большое число способов
качественного и количественного анализа лекарственных форм мето-
дом ультрафиолетовой спектрофотометрии. Для идентификации могут
быть использованы атласы спектров лекарственных веществ, система-
тизирующие сведения о характере спектральных кривых и значениях
удельных показателей поглощения.
Известны различные варианты использования метода УФ-спектро-
фотометрии для идентификации. При испытаниях на подлинность
идентифицируют лекарственные вещества по положению максимума
263
светопоглощения. Чаще в фармакопейных статьях приведены положе-
ния максимума (или минимума) и соответствующие им значения опти-
ческих плотностей. Иногда используют метод, основанный на вычисле-
нии отношения оптических плотностей при двух длинах волн (они
обычно соответствуют двум максимумам или максимуму и минимуму
светопоглощения). Идентифицируют целый ряд лекарственных ве-
ществ также по удельному показателю поглощения раствора.
Весьма перспективно для идентификации лекарственных веществ
использование таких оптических характеристик, как положение поло-
сы поглощения в шкале длин волн, частота в максимуме поглощения,
значение пиковой и интегральной интенсивности, полуширина и асим-
метрия полос, сила осциллятора. Эти параметры делают более надеж-
ной идентификацию веществ, чем установление длины волны максиму-
ма светопог лощения и удельного показателя поглощения. Эти констан-
ты, позволяющие охарактеризовать наличие связи между УФ-спектром
и структурой молекулы, были установлены и использованы для оценки
качества лекарственных веществ, содержащих гетероатом кислорода в
молекуле (В.П.Буряк).
Объективный выбор оптимальных условий количествен-
ного спектрофотометрического анализа мож-
но осуществить только предварительным исследованием констант
ионизации, влияния природы растворителей, pH среды и других фак-
торов на характер спектра поглощения.
В НТД приведены различные способы использования УФ-спектро-
фотометрии для количественного определения лекарственных веществ,
являющихся витаминами (ретинола ацетат, рутин, цианокобаламин),
стероидными гормонами (кортизона ацетат, преднизон, прегнин, тесто-
стерона пропионат), антибиотиками (натриевые соли оксациллина и
метициллина, феноксиметилпенциллин, левомицетина стеарат, гризео-
фульвин). В качестве растворителей для спектрофотометрических
измерений обычно используют воду или этанол. Расчет концентрации
проводят различными способами: по стандарту, удельному показателю
поглощения или калибровочному графику.
Количественный спектрофотометрический анализ целесообразно
комбинировать с установлением подлинности по УФ-спектру. В этом
случае раствор, приготовленный из одной навески, можно использо-
вать для обоих этих испытаний. Чаще всего при спектрофотометричес-
ких определениях применяют способ, основанный на сравнении опти-
ческих плотностей анализируемого и стандартного растворов. Опреде-
ленных условий анализа требуют лекарственные вещества, способные
образовывать кислотно-основные формы в зависимости от pH среды. В
таких случаях необходимо предварительно подбирать условия, в кото-
264
рых вещество в растворе полностью будет находиться в одной из та-
ких форм.
Для уменьшения относительной погрешности фотометрического
анализа, в частности снижения систематической ошибки, весьма перс-
пективно использование стандартных образцов лекарственных веществ.
Учитывая сложность получения и высокую стоимость, они могут быть
заменены эталонами, приготавливаемыми из доступных неорганичес-
ких соединений (дихромата калия, хромата калия).
В ГФ XI расширена область применения УФ-Спектрофотометрии.
Метод рекомендован для анализа многокомпонентных систем, а также
для анализа лекарственных веществ, которые сами не поглощают свет
в ультрафиолетовой и видимой областях спектра, но могут быть прев-
ращены в поглощающие свет соединения с помощью различных хими-
ческих реакций.
Дифференциальные методы позволяют расширить
область применения фотометрии в фармацевтическом анализе. Они
дают возможность повысить ее объективность и точность, а также
анализировать высокие концентрации веществ. Кроме того, этими
методами можно анализировать многокомпонентные смеси без предва-
рительного разделения.
Метод дифференциальной спектрофотометрии и фотоколориметрии
включен в ГФ XI, вып. 1 (с. 40). Сущность его заключается в измере-
нии светопоглощения анализируемого раствора относительно раствора
сравнения, содержащего определенное количество испытуемого вещест-
ва. Это приводит к изменению рабочей области шкалы прибора и
снижению относительной погрешности анализа до 0,5—1%, т.е. такой
же, как и у титриметрических методов. Хорошие результаты были
получены при использовании вместо растворов сравнения нейтральных
светофильтров с известной оптической плотностью^ входящих в комп-
лект спектрофотометров и фoтoкoлopимetpoв (В.Г.Беликов).
Дифференциальный метод нашел применение не только в спектро-
фотометрии и фотоколориметрии, но и в фототурбидиметрии, фотоне-
фелометрии, интерферометрии. Дифференциальные методы могут быть
распространены и на другие физико-химические методы. Большие
перспективы для анализа лекарств имеют и методы
химического дифференциального анализа,
основанные на использовании таких химических воздействий на
состояние лекарственного вещества в растворе, как изменение pH
среды, смена растворителя, изменение температуры, влияние
электрических, магнитных, ультразвуковых полей и др.
Широкие возможности открывает в количественном спектрофотоме-
трическом анализе один из вариантов дифференциальной спектрофо-
265
тометрии — е т о д. Он основан на превращении анализируемого
вещества в таутомерную (или иную) форму, отличающуюся по харак-
теру светопоглощения.
Новые возможности в области идентификации и количественного
определения органических веществ открывает использование
производной УФ-с пектрофотометрии. Метод
основан на выделении индивидуальных полос из УФ-спектров,
представляющих собой сумму налагающихся полос поглощения или
полос, не имеющих четко выраженного максимума поглощения.
Производная спектрофотометрия дает возможность идентификации
сходных по химической структуре лекарственных веществ или их
смесей. Для повышения избирательности качественного спектрофото-
метрического анализа применяют способ построения вторых производ-
ных УФ-спектров. Вторую производную можно рассчитать способом
численного дифференцирования.
Разработан унифицированный метод получения производных от
спектров поглощения, который учитывает особенности характера спек-
тра. Показано, что вторая производная имеет разрешающую способ-
ность примерно в 1,3 раза больше по сравнению с непосредственной
спектрофотометрией. Это позволило использовать данный метод для
идентификации кофеина, теобромина, теофиллина, папаверина гидро-
хлорида и дибазола в лекарственных формах. Вторая и четвертая
производные в количественном анализе более эффективны по сравне-
нию с титриметрическими методами. Продолжительность определения
сокращается в 3—4 раза. Определение указанных препаратов в смесях
оказалось возможным вне зависимости от характера поглощения сопут-
ствующих веществ или при существенном уменьшении влияния их
светопоглощения. Это позволяет исключить трудоемкие операции по
разделению смесей.
Использование в спектрофотометрическом анализе комбини-
рованного полинома позволило исключить влияние нели-
нейного фона и разработать методики количественного определения
ряда препаратов в лекарственных формах, не требующие сложных
расчетов результатов анализа. Комбинированный полином успешно
применен при изучении процессов, происходящих при хранении ле-
карственных веществ и в химико-токсикологических исследованиях,
так как позволяет уменьшить влияние светопоглощающих примесей
(Е .И. Вергейчик).
Спектроскопия комбинационного рассея-
ния (СКР) отличается от других спектроскопических методов по
чувствительности, большому выбору растворителей и интервалов тем-
ператур. Наличие отечественного КР-спектрометра марки ДСФ-24
266
позволяет применять этот метод не только для установления химичес-
кой структуры, но и в фармацевтическом анализе.
Не получил еще должного развития в практике фармацевтического
анализа метод спектрофотометрического тит-
рования. Этот метод дает возможность выполнения безындика-
торного титрования многокомпонентных смесей с близкими значени-
ями pjf на основе последовательного изменения оптической плотности
в процессе титрования*в зависимости от объема добавляемого титран-
та.
Фотоколориметрический метод широко приме-
няется в фармацевтическом анализе. Количественное определение этим
методом в отличие от УФ-спёктрофотометрии осуществляют в видимой
области спектра. Определяемое вещество с помощью какого-либо
реагента переводят в окрашенное соединение, а затем измеряют интен-
сивность окраски раствора на фотоколориметре. Точность определений
зависит от выбора оптимальных условий протекания химической реак-
ции.
О применении ряда цветных реакций, используемых для испыта-
ний подлинности органических лекарственных веществ, в фотометри-
ческом анализе было указано в разд. 5.3.2.3. Исследованиями послед-
них лет с этой целью показана возможность применения в фотометрии
и других реактивов с различной химической структурой.
Очень широко в фотометрическом анализе используются методики
анализа препаратов, производных первичных ароматических аминов,
основанные на использовании реакций диазотирования и азосочета-
ния. В качестве азосоставляющего широко применяют #-(1-нафтил)-
этилендиамин. Реакция образования азокрасителей лежит в основе
фотометрического определения многих препаратов, производных фено-
лов.
Фотоколориметрический метод включен в НТД для количествен-
ного определения ряда нитропроизводных (нитроглицерин, фурадо-
нин, фуразолидон), а также препаратов витаминов (рибофлавин,фоли-
евая кислота) и сердечных гликозидов (целанид). Разработаны много-
численные методики фото колориметрического определения препаратов
в лекарственных формах. Известны различные модификации фото ко-
лориметрии и способы расчета концентрации в фотоколориметричес-
ком анализе.
Перспективными для применения в качестве цветореагентов в фото-
метрическом анализе оказались такие поликарбонильные соединения,
как б и н д о н (ангидро-бис-ин дандион-1,3), аллоксан (тетра-
оксогексагидропиримидин), натриевая соль 2-карбэтоксииндандиона-
1,3 и некоторые ее производные. Установлены оптимальные условия и
267
разработаны унифицированные способы идентификации и спектрофо-
тометрического определения в видимой области лекарственных ве-
ществ, содержащих первичную ароматическую или алифатическую
аминогруппу, остаток сульфонилмочевины или являющимися азотсо-
держащими органическими основаниями и их солями (В.В.Петренко).
Широко используют в фотоколориметрии реакции окрашивания,
основанные на образовании полиметиновых красителей, которые полу-
чаются при разрыве пиридинового или фуранового циклов либо при
некоторых реакциях конденсации с первичными ароматическими
аминами (А.С.Бейсенбеков).
Для идентификации и спектрофотометрического определения в
видимой области спектра лекарственных веществ, производных арома-
тических аминов, тиолов, тиоамидов и других меркаптосоединений
использованы в качестве цветореагентов АЧхлор-, #-бензолсульфонил- и
А-бензолсульфонил-2-хлор-1,4-бензохинонимина.
Один из вариантов унификации способов фотометрического анали-
за основан на косвенном определении по остатку нитрита натрия,
вводимого в реакционную смесь в виде стандартного раствора, взятого
в избытке. Избыток нитрита определяют затем фотометрически реак-
цией диазотирования с помощью этакридина лактата. Такой прием
применен для косвенного фотометрического определения азотсодержа-
щих лекарственных веществ по нитрит-иону, образующемуся в резуль-
тате их превращений (гидролиза, термического разложения). Унифи-
цированная методика позволяет осуществлять контроль качества более
30 таких лекарственных веществ в многочисленных лекарственных
формах (П.Н.Ивахненко).
Фототурбидиметрия и фотонефелометрия™
это методы, имеющие большие возможности, но пока ограниченно
применяющиеся в фармацевтическом анализе. Основаны на измерении
света, поглощенного (турбидиметрия) или рассеянного (нефелометрия)
взвешенными частицами анализируемого вещества. С каждым годом
методы совершенствуются. Рекомендуют, например, хронофото-
турбидиметрию в анализе лекарственных веществ. Сущность
метода заключается в установлении изменений светопогашений во
времени. Описано также применение термонефелометрии,
основанной на установлении зависимости концентрации вещества от
температуры, при которой наступает помутнение раствора препарата.
Систематические исследования в области фототурбидиметрии,
хронофототурбидиметрии и фототурбидиметрического титрования
показали возможность применения фосфорно-вольфрамовой кислоты
для количественного определения азотсодержащих лекарственных
веществ. В фототурбидиметрическом анализе использован как непос-
268
редственный, так и дифференциальный метод, а также автоматическое
фототур бидиметри чес кое титрование и хронофототурбидиметрическое
определение двухкомпонентных лекарственных форм (А.И.Сичко).
Инфракрасная (ИК) спектроскопия характери-
зуется широкой информативностью, что создает возможность объек-
тивной оценки подлинности и количественного определения лекарст-
венных веществ. ИК-спектр однозначно характеризует всю структуру
молекулы. Различия в химическом строении меняют характер ИК-
спектра. Важные преимущества ИК-спектрофотометрии — специфич-
ность, быстрота выполнения анализа, высокая чувствительность, объе-
ктивность получаемых результатов, возможность анализа вещества в
кристаллическом состоянии.
ИК-спектры измеряют, используя обычно взвеси лекарственных
веществ в вазелиновом масле, собственное поглощение которого не
мешает идентификации анализируемого соединения. Для установления
подлинности используют, как правило, расположенную в интервале
частот от 650 до 1800 см"1 так называемую область ’’отпечатков паль-
цев” (650—1500 см"1), а также валентные колебания химических связей
С=0, С=С, C=N.
В ГФ XI рекомендованы два способа установления подлинности
лекарственных веществ по ИК-спектрам. Один из них основан на
сравнении ИК-спектров испытуемого вегцества и его стандартного
образца. Спектры должны быть сняты в идентичных условиях, т.е.
образцы должны быть в одинаковом агрегатном состоянии, в одной и
той же концентрации, единой должна быть скорость регистрации и
т.д. Второй способ заключается в сравнении ИК-спектра испытуемого
вещества с его стандартным спектром. В этом случае необходимо стро-
го соблюдать условия, предусмотренные для снятия стандартного
спектра, приведенные в соответствующей НТД (ГФ, ВФС, ФС). Пол-
ное совпадение полос поглощения свидетельствует об идентичности
веществ. Однако полиморфные модификации могут давать различные
ИК-спектры. В таком случае для подтверждения идентичности
необходимо перекристаллизовать испытуемые вещества из одного и
того же растворителя и вновь снять спектры.
Подтверждением подлинности лекарственного вещества может
служить также интенсивность поглощения. Для этой цели используют
такие константы, как показатель поглощения или величина интеграль-
ной интенсивности поглощения, равная площади, которую огибает
кривая на спектре поглощения.
Установлена возможность использования ИК~спектроскопии для
идентификации большой группы лекарственных веществ, содержащих
в молекуле карбонильные группы. Подлинность устанавливают по
269
характеристическим полосам поглощения в следующих областях:
1720—1760, 1424—1418, 950—800 см'1 для карбоновых кислот;
1596—1582, 1430—1400, 1630—1612, 1528—1518 см"1 для аминокислот;
1690—1670, 1615—1580 см'1 для амидов; 1770—1670 см"1 для производ-
ных барбитуровой кислоты; 1384—1370, 1742—1740, 1050 см"1 для тер-
пеноидов; 1680—1540, 1380—1278 см"1 для антибиотиков тетрациклино-
вого ряда; 3580—3100, 3050—2870, 1742—1630, 903—890 см"1 для стерои-
дов (А.Ф.Мынка).
Метод ИК-спектроскопии включен в фармакопеи многих зарубеж-
ных стран и в МФ III, где использован для идентификации более 40
лекарственных веществ. Методом ИК-спектрофотометрии можно про-
водить не только количественную оценку лекарственных веществ, но и
исследование таких химических превращений, как диссоциация, соль-
волиз, метаболизм, полиморфизм и т.д.
5.5.2.3. Методы, основанные на испускании излучения
К этой группе методов относят фотометрию пламени, флуоресцент-
ные и радиохимические методы.
В ГФ XI включена эмиссионная и пламенная
спектрометрия для целей качественного и количественного
определения химических элементов и их примесей в лекарственных
веществах. Измерение интенсивности излучения спектральных линий
испытуемых элементов выполняют на отечественных пламенных фото-
метрах ПФЛ-1, ПФМ, ПАЖ-1. Регистрирующими системами служат
фотоэлементы, связанные с цифровыми и печатающими устройствами.
Точность определений методами эмиссионной, как и атомно-абсорбци-
онной, пламенной спектрометрии находится в пределах 1—4%, предел
обнаружения может достигать 0,001 мкг/мл.
Количественное определение элементов методом эмиссионной пла-
менной спектрометрии (пламенной фотометрии) основано на установле-
нии зависимости между интенсивностью спектральной линии и кон-
центрацией элемента в растворе. Сущность выполнения испытания
состоит в распылении анализируемого раствора до состояния аэрозоля
в пламени горелки. Под воздействием температуры пламени происхо-
дят испарение растворителя и твердых частиц из капель аэрозоля,
диссоциация молекул, возбуждение атомов и возникновение их харак-
теристического излучения. С помощью светофильтра или монохрома-
тора излучение анализируемого элемента отделяется от других и,
попадая на фотоэлемент, вызывает фототок, который измеряется с
помощью гальванометра или потенциометра.
Пламенная фотометрия использована для количественного анализа
270
натрий-, калий- и кальцийсодержащих препаратов в лекарственных
формах. На основе исследования влияния на эмиссию определяемых
катионов, органических анионов, вспомогательных и сопутствующих
компонентов были разработаны методики количественного определе-
ния натрия гидрокарбоната, натрия салицилата, ПАСК-натрия,бил иг-
носта, гексенала, натрия нуклеината, кальция хлорида и глюконата,
бепаска и др. Предложены методики одновременного определения
двух солей с разным# катионами в лекарственных формах, например
калия иодида — натрия гидрокарбоната, кальция хлорида — калия
бромида, калия иодида — натрия салицилата и др.
Люминесцентные методы основаны на измерении
вторичного излучения, возникающего в результате воздействия света
на анализируемое вещество. К их числу относят флуоресцентные мето-
ды, хемилюминесценцию, рентгенофлуоресценцию и др.
Флуоресцентные методы основаны на способности
веществ флуоресцировать в УФ-свете. Эта способность обусловлена
структурой либо самих органических соединений, либо продуктов их
диссоциации, сольволиза и других превращений, вызванных воздейст-
вием различных реактивов.
Флуоресцирующими свойствами обладают обычно органические
соединения с симметричной структурой молекул, в которых имеются
сопряженные связи, нитро-, нитрозо-, азо-, амидо-, карбоксильная или
карбонильная группы. Интенсивность флуоресценции зависит от хими-
ческой структуры и концентрации вещества, а также других факторов.
Флуориметрия может быть использована как для качест-
венного, так и для количественного анализа. Количественный анализ
выполняют на спектрофлуориметрах. Принцип их работы состоит в
том, что свет от ртутно-кварцевой лампы через первичный свето-
фильтр и конденсор падает на кювету с раствором испытуемого вещес-
тва. Расчет концентрации проводят по шкале стандартных образцов
флуоресцирующего вещества известной концентрации.
Разработаны унифицированные методики количественного спект-
рофлуориметрического определения производных п-аминобензолсуль-
фамида (стрептоцид, сульфацил-натрий, сульгин, уросульфан и др.) и
п-аминобензойной кислоты (анестезин, новокаин, новокаинамид).
Водно-щелочные растворы сульфаниламидов имеют наибольшую флу-
оресценцию при pH 6—8 и 10—12. Кроме того, сульфаниламиды, содер-
жащие в молекуле незамещенную первичную ароматическую амино-
группу, после нагревания с о-фталевым альдегидом в присутствии
серной кислоты приобретают интенсивную флуоресценцию в области
320—540 нм. В той же области флуоресцируют производные барбитуро-
вой кислоты (барбитал, барбитал-натрий, фенобарбитал, этаминал-
271
натрий) в щелочной среде (pH 12—13) с максимумом флуоресценции
при 400 нм. Предложены высокочувствительные и специфичные мето-
дики спектрофлуориметрического определения антибиотиков: тетра-
циклина, окситетрациклина гидрохлорида, стрептомицина сульфата,
пассомицина, флоримицина сульфата, гризеофульвина и сердечного
гликозида целанида (Ф.В.Бабилев). Проведены исследования спектров
флуоресценции ряда лекарственных средств, содержащих природные
соединения: производные кумарина, антрахинона, флавоноидов
(В.П.Георгиевский).
Выявлены комплексообразующие группировки у 120 лекарственных
веществ, производных оксибензойной, оксинафтойной, антраниловой
кислот, 8-оксихинолина, оксипиридина, 3- и 5-оксифлавона, птериди-
на и др. Указанные группировки способны образовывать флуоресциру-
ющие комплексы с катионами магния, алюминия, бора, цинка, скан-
дия при возбуждении флуоресценции от 330 нм и выше и ее излуче-
нии при длинах волн, превышающих 400 нм. Проведенные исследова-
ния позволили разработать методики флуориметрирования 85 лекарст-
венных средств (А.А.Хабаров).
Наряду с производной спектрофотометрией в фармацевтическом
анализе обоснована возможность применения производной
спектрофлуориметрии. Спектры снимают на флуорес-
центном спектрофотометре МПФ-4 с термостатирующей ячейкой, а
производные находят аналогичным дифференцированием с помощью
компьютера. Метод использован для разработки простых, точных и
высокочувствительных методик количественного определения гидро-
хлоридов пиридоксина и эфедрина в лекарственных формах в присут-
ствии продуктов разложения.
Перспективность использования рентгеновской флуо-
ресценции для определения малых количеств примесей в лекар-
ственных препаратах обусловливается высокой чувствительностью и
возможностью выполнения анализа без предварительного разрушения
вещества. Метод рентгенофлуоресцентной спект-
рометрии оказался перспективным для количественного анализа
веществ, имеющих в молекуле такие гетероатомы, как железо, кобальт,
бром, серебро и др. Принцип метода заключается в сравнении вторич-
ного рентгеновского излучения элемента в анализируемом и стандарт-
ном образце. Рентгенофлуоресцентная спектрометрия относится к
числу методов, не требующих предварительных деструктивных измене-
ний. Выполняют анализ на отечественном спектрометре РС-5700. Про-
должительность анализа 15 мин.
Хемилюминесценция — метод, заключающийся в
использовании энергии, возникающей в процессе химических реакций.
272
Эта энергия служит источником возбуждения. Ее излучают при окис-
лении некоторые барбитураты (особенно фенобарбитал), гидразиды
ароматических кислот и другие соединения. Это создает большие
возможности использования метода для определения очень малых
концентраций веществ в биологическом материале.
Радиохимические методы находят все более широ-
кое применение в фармацевтическом анализе.
Радиометрический анализ, основанный на измерении
ft- или 7-излучения с помощью спектрометров, использован (наряду с
другими параметрами^ для оценки качества фармакопейных радио-
активных препаратов. Широко применяют в различных областях
техники и особенно в аналитической химии высокочувствительные
методы анализа с применением радиоактив-
ных изотопов (меченых атомов). Для обнаружения следов
примесей в веществах используют активационный ана-
лиз; для определения в смесях близких по свойствам трудноразде-
ляемых компонентов — метод изотопного разбавле-
ния. Применяют также радиометрическое титрова-
ние и радиоактивные индикаторы. Оригинальным
вариантом сочетания радиоизотопного и хроматографического методов
является изучение диффузионно-осадочных хроматограмм в тонком
слое желатинового геля с помощью радиоактивных индикаторов.
5.5.2.4. Методы, основанные на использовании магнитного ноля
Методы ЯМР-, ПМР-с пектроскопии, а также масс-
спектрометрии отличаются высокой специфичностью, чувст-
вительностью и используются для анализа многокомпонентных смесей,
в том числе лекарственных форм без предварительного их разделения.
Метод спектроскопии ЯМР используют для испытания подлиннос-
ти лекарственных веществ, которая может быть подтверждена либо по
полному набору спектральных параметров, характеризующих структу-
ру данного соединения, либо по наиболее характерным сигналам спек-
тра. Подлинность можно также установить с помощью стандартного
образца, добавляя определенное его количество к анализируемому
раствору. Полное совпадение спектров анализируемого вещества и его
смеси со стандартным образцом указывает на их идентичность.
Регистрацию ЯМР-спектров выполняют на спектрометрах с рабочи-
ми частотами 60 мГц и более, используя такие основные характеристи-
ки спектров, как химический сдвиг, мульти пл етность сигнала резонан-
са, константу спин-спинового взаимодействия, площадь сигнала резо-
нанса. Наиболее обширную информацию о молекулярной структуре
анализируемого вещества дают спектры ЯМР 13С и Ш.
273
Надежная идентификация препаратов гестагенных и эстрогенных
гормонов, а также их синтетических аналогов: прогестерона, прегнина,
этинилэстрадиола, метилэстрадиола, эстрадиола дипропионата и др. —
может быть осуществлена методом спектроскопии ЯМР Ш в дейтериро-
ванном хлороформе на спектрометре VH-90 с рабочей частотой 90 мГц
(внутренний стандарт — тетраметил сил ан).
Систематические исследования позволили установить возможность
применения спектроскопии ЯМР 13С для идентификации лекарствен-
ных веществ 10-ацилпроизводных фенотиазина (хлорацизина, фтор-
ацизина, этмозина, этацизина), 1,4-бензодиазепина (хлор-, бром- и
нитропроизводные) и др. Методом спектроскопии ЯМР Ш и 13С осу-
ществлены идентификация, количественная оценка основных компо-
нентов и примесей в препаратах и стандартных образцах природных и
полусинтетических антибиотиков аминогликозидов, пенициллинов,
цефалоспоринов, макролидов и др. Указанный метод использован для
идентификации в унифицированных условиях ряда витаминов: липое-
вой и аскорбиновой кислот, липамида, холина и метил метионин суль-
фония хлоридов, ретинола пальмитата, кальция пантотената, эрго-
кальциферола. Метод спектроскопии ЯМР Ш позволил осуществлять
надежную идентификацию таких сложных по химической структуре
природных соединений, как сердечные гликозиды (дигоксин, дигито-
ксин, целанид, дезланозид, нериолин, цимарин и др.). Для ускорения
обработки спектральной информации использована ЭВМ. Ряд методик
идентификации включен в ФС и ВФС (В.С.Карташов).
Количественное определение лекарственного вещества может быть
также выполнено с использованием спектров ЯМР. Относительная
погрешность количественных определений методом ЯМР зависит от
точности измерений площадей резонансных сигналов и составляет
±2—5%. При определении относительного содержания вещества или его
примеси измеряют площади сигналов резонанса испытуемого вещества
и стандартного образца. Затем вычисляют количество испытуемого
вещества. Для определения абсолютного содержания лекарственного
вещества или примеси анализируемые образцы готовят количественно
и добавляют к навеске точно отвешенную массу внутреннего стандар-
та. После этого выполняют регистрацию спектра, измеряют площади
сигналов анализируемого вещества (примеси) и внутреннего стандарта,
затем вычисляют абсолютное содержание.
Развитие импульсной техники Фурье-спектроскопии, применение
ЭВМ позволили резко повысить чувствительность метода ЯМР 13С и
распространить его на количественный анализ многокомпонентных
смесей биоорганических соединений, в том числе лекарственных ве-
ществ без их предварительного разделения.
274
Спектроскопические параметры ПМР-спектров дают целый ком- '
плекс разнообразной и весьма селективной информации, который
может быть использован в фармацевтическом анализе. Следует строго
соблюдать условия регистрации спектров, так как на значения хими-
ческих сдвигов и другие параметры оказывают влияние тип раствори-
теля, температура, pH раствора, концентрация вещества.
Если полная интерпретация ПМР-спектров затруднена, то выделя-
ют только характерные сигналы, по которым идентифицируют испыту-
емое вещество. ПМР-спектроскопия применена для испытания подлин-
ности многих лекарственных веществ, в том числе барбитуратов, гор-
мональных средств, антибиотиков и др.
Поскольку метод дает информацию о наличии или отсутствии
примесей к основному веществу, важное практическое значение имеет
ПМР-спектроскопия для испытания лекарственных веществ на чисто-
ту. Различия в значениях величин тех или иных констант позволяют
сделать заключение о присутствии примесей продуктов разложения
лекарственного вещества. Чувствительность метода к примесям колеб-
лется в широких пределах и зависит от спектра основного вещества,
наличия в молекулах тех или иных групп, содержащих протоны, раст-
воримости в соответствующих растворителях. Минимальное содержа-
ние примеси, которое можно установить, составляет обычно 1—2%.
Особенно ценной является возможность обнаружения примесей изоме-
ров, присутствие которых невозможно подтвердить другими методами.
Так, например, обнаружена примесь кислоты салициловой в кислоте
ацетилсалициловой, морфина в кодеине и т.д.
Количественный анализ на основе использования ПМР-спектроско-
пии имеет преимущества перед другими методами, заключающиеся в
том, что при анализе многокомпонентных смесей нет необходимости
выделять индивидуальные компоненты для калибровки прибора.
Поэтому метод широко применим для количественного анализа как
индивидуальных лекарственных веществ, так и растворов, таблеток,
капсул, суспензий и других лекарственных форм, содержащих один
или несколько ингредиентов. Стандартное отклонение не превышает
±2,76%. Описаны способы анализа таблеток фуросемида, мепробамата,
хинидина, преднизолона и др.
Расширяется диапазон применения масс-спектрометрии в анализе
лекарственных веществ для идентификации и количественного ана-
лиза. Метод основан на ионизации молекул органических соединений.
Он отличается большой информативностью и исключительно высокой
чувствительностью. Масс-спектрометрию применяют для определения
антибиотиков, витаминов, пуриновых оснований, стероидов, аминокис-
275
лот и других лекарственных веществ, а также продуктов их метаболиз-
ма.
Использование лазеров в аналитических приборах значительно
расширяет практическое применение УФ- и ИК-спектрофотометрии, а
также флуоресцентной и масс-спектроскопии, спектроскопии комбина-
ционного рассеяния, нефелометрии и других методов. Лазерные источ-
ники возбуждения позволяют повысить чувствительность многих мето-
дов анализа, сократить продолжительность их выполнения. Лазеры
используют в дистанционном анализе в качестве детекторов в хромато-
графии, в биоаналитической химии и т.д.
5.5.2.5. Электрохимические методы
Эта группа методов качественного и количественного анализа осно-
вана на электрохимических явлениях, происходящих в исследуемой
среде и связанных с изменениями химической структуры, физических
свойств или концентрации веществ.
Потенциометрия — метод, основанный на измерении
равновесных потенциалов, возникающих на границе между испытуе-
мым раствором и погруженным в него электродом. В ГФ XI включен
метод потенциометрического титрования,
заключающийся в установлении эквивалентного объема титранта
путем измерения ЭДС индикаторного электрода и электрода сравне-
ния, погруженных в анализируемый раствор. Метод прямой потенцио-
метрии используется для определения pH (pH-м е т р и я) и установле-
ния концентрации отдельных ионов. Потенциометрическое титрование
отличается от индикаторного возможностью анализировать сильно
окрашенные, коллоидные и мутные растворы, а также растворы, содер-
жащие окислителй. Кроме того, можно последовательно оттитровать в
смеси несколько компонентов в водных и неводных средах. Потенцио-
метрический метод используют для титрования на основе реакций
нейтрализации, осаждения, комплексообразования, окисления — вос-
становления. Электродом сравнения во всех указанных методах служит
каломельный, хлорсеребряный или стеклянный (последний не исполь-
зуют при анализе методом нейтрализации). Индикаторным при кис-
лотно-основном титровании является стеклянный электрод, при ком-
плексонометрическом — ртутный или ион-селективный, в методе осаж-
дения — серебряный, в окислительно-восстановительном — платино-
вый.
Измерение ЭДС, возникающей при титровании за счет разности
потенциалов между индйкаторным электродом и электродом сравне-
ния, производят с помощью высокоомных pH-метров. Титрант прибав-
276
ляют из бюретки равными объемами, постоянно перемешивая титруе-
мую жидкость. Вблизи точки эквивалентности титрант прибавляют по
0,1—0,05 мл. Значение ЭДС в этой точке изменяется наиболее сильно,
так как абсолютная величина отношения изменения ЭДС к прираще-
нию объема прибавляемого титранта будет при этом максимальной.
Результаты титрования представляют либо графически, устанавливая
точку эквивалентности на кривой титрования, либо расчетным мето-
дом. Затем вычисляют эквивалентный объем титранта по формулам
(см. ГФ XI, вып. 1, с. 121).
Амперометрическое титрование с двумя инди-
каторными электродами, или титрование ”до полного прекращения
тока”, основано на использовании пары идентичных инертных элект-
родов (платина, золото), которые находятся под небольшим напряже-
нием. Метод наиболее часто используют для нитрито- и йодометричес-
кого титрования. Точку эквивалентности находят по резкому увеличе-
нию силы тока, проходящего через ячейку (в течение 30 с) после
добавления последней порции реагента. Эту точку можно установить
графическим методом по зависимости силы тока от объема добавлен-
ного реагента, так же как при потенциометрическом титровании (ГФ
XI, вып. 1, с. 123). Разработаны также способы биамперомет-
рического титрования лекарственных веществ при ис-
пользовании методов нитритометрии, осаждения и окисления — вос-
становления.
Особенно перспективна ионометрия, использующая зависи-
мость между ЭДС гальванической сети с ионоселективным электродом
и концентрацией анализируемого иона в электродной ячейке цепи.
Определения неорганических и органических (азотсодержащих) лекар-
ственных веществ с помощью ионоселективных элект-
родов отличаются от других методов высокой, чувствительностью,
экспрессностью, хорошей воспроизводимостью результатов, несложным
оборудованием, доступными реагентами, пригодностью для автомати-
зированного контроля и исследования механизма действия лекарств. В
качестве примера можно привести способы ионометрического опреде-
ления калия, натрия, галогенидов и кальцийсодержащих лекарствен-
ных веществ в таблетках и в солевых кровезамещающих жидкостях. С
помощью отечественных рН-метров (pH—121, pH—673), ионометра И—115 и
калий селективных электродов определяют калиевые соли различных
кислот (оротовой, аспарагиновой и др.).
Полярография — метод анализа, основанный на измере-
нии силы тока, возникающего на микроэлектроде при электровосста-
новлении или электроокислении анализируемого вещества в растворе.
Электролиз проводят в полярографической ячейке, которая состоит
277
из электролизера (сосуда) и двух электродов. Один из них — ртутный
капающий микроэлектрод, а другой — макроэлектрод, которым слу-
жит либо слой ртути на электролизере, либо внешний насыщенный
каломельный электрод. Полярографический анализ может быть вы-
полнен в водной среде, в смешанных растворителях (вода — этанол,
вода — ацетон), в неводных средах (этаноле, ацетоне, диметилформа-
миде и др.). При идентичных условиях измерений для идентифика-
ции вещества используют потенциал полуволны. Коли-
чественное определение основано на измерении предельного
диффузного тока испытуемого лекарственного вещества (высо-
та волны). Для определения содержания используют метод ка-
либровочных кривых, метод стандартных
растворов и метод добавок (ГФ XI, вып. 1, с. 154).
Полярографию широко используют в анализе неорганических веществ,
а также алкалоидов, витаминов, гормонов, антибиотиков, сердечных
гликозидов. Весьма перспективны вследствие высокой чувствительнос-
ти современные методы: дифференциальная пульс-полярография,
осциллографическая полярография и др.
Далеко не исчерпаны возможности электрохимических методов в
фармацевтическом анализе. Разрабатываются новые варианты потен-
циометрии: инверсионная бестоковая хронопотенциометрия, прямая
потенциометрия с помощью газового аммоний-селективного электрода
и др. Расширяются исследования в области применения в фармацев-
тическом анализе таких методов, как кондуктометрия,
основанная на исследовании электрической проводимости растворов
анализируемых веществ; кулонометрия, заключающаяся в
измерении количества электричества, затраченного на электрохимичес-
кое восстановление или окисление определяемых ионов.
Кулонометрия имеет ряд преимуществ перед другими физико-хи-
мическими и химическими методами. Поскольку этот метод основан на
измерении количества электричества, он дает возможность непос-
редственно определять массу вещества, а не какое-либо свойство, про-
порциональное концентрации. Вот почему кулонометрия исключает
необходимость использования не только стандартных, но и титрован-
ных растворов. Что касается кулонометрического тит-
рования, то оно расширяет область титриметрии за счет примене-
ния различных неустойчивых электрогенерированных титрантов. Одна
и та же электрохимическая ячейка может быть использована для
проведения титрования с использованием различных типов химичес-
ких реакций. Так, методом нейтрализации можно определить кислоты
и основания даже в миллимолярных растворах с погрешностью не
более 0,5%.
278
Кулонометрический метод применяют при определении малых
количеств анаболических стероидов, местно-анестезирующих и других
лекарственных веществ. Определению не мешают наполнители табле-
ток. Методики отличаются простотой, экспрессностью, быстротой и
чувствительностью.
Метод диэлектрических измерений в диапа-
зоне электромагнитных волн широко применяют для экспресс-анализ а
в химической технологии, пищевой промышленности и других
областях. Одним из перспективных направлений является диэлькомет-
рический контроль ферментных и других биопрепаратов. Он позволя-
ет осуществить быструю, точную, безреагентную оценку таких параме-
тров, как влажность, степень гомогенности и чистоты препарата. Диэ-
лькометрический контроль является многопараметровым, испытуемые
растворы могут быть непрозрачными, а измерения можно выполнять
бесконтактным способом с записью результатов на ЭВМ.
5.5.2.6. Методы разделения
Из физико-химических методов разделения в фармацевтическом
анализе в основном используют хроматографию, электрофорез и экст-
ракцию.
Хроматографические методы разделения веществ
основаны на их распределении между двумя фазами: подвижной и
неподвижной. Подвижной фазой может быть жидкость или газ, непод-
вижной — твердое вещество или жидкость, адсорбированная на твер-
дом носителе. Относительная скорость перемещения частиц вдоль пути
разделения зависит от взаимодействия их с неподвижной фазой. Это
приводит к тому, что каждое из веществ проходит определенную
длину пути на носителе. Отношение скорости перемещения вещества к
скорости перемещения растворителя обозначают Rf. Эта величина
является константой вещества для данных условий разделения и
используется для идентификации.
Хроматография дает возможность наиболее эффективно осуществ-
лять избирательное распределение компонентов анализируемого образ-
ца. Это имеет существенное значение для фармацевтического анализа,
объектами исследования в котором обычно являются смеси нескольких
веществ.
По механизму процесса разделения хроматографические методы
классифицируют на ионообменную, адсорбционную, осадочную, рас-
пределительную, окислительно-восстановительную хроматографию. По
форме проведения процесса можно выделить колоночную, капилляр-
ную и плоскостную хроматографию. Последняя может быть выполнена
на бумаге и в тонком (закрепленном или незакрепленном) слое сорбен-
та. Хроматографические методы классифицируют также по агрегатно-
279
му состоянию анализируемого вещества. К ним относятся различные
методы газовой и жидкостной хроматографии.
Адсорбционная хроматография основана на избирательной адсорб-
ции отдельных компонентов из раствора смеси веществ. Стационарной
фазой служат такие адсорбенты, как оксид алюминия, активирован-
ный уголь и др.
Ионообменная хроматография использует ионообменные процессы,
происходящие между адсорбентом и ионами электролита в анализиру-
емом растворе. Стационарной фазой служат катион обменные или ани-
онобменные смолы, содержащиеся в них ионы способны обмениваться
на одноименно заряженные противоионы.
Осадочная хроматография основана на различии в растворимости
веществ, образующихся при взаимодействии компонентов разделяемой
смеси с осадителем.
Распределительная хроматография заключается в распределении
компонентов смеси между двумя несмешивающимися жидкими фазами
(подвижной и неподвижной). Стационарной фазой служит пропитан-
ный растворителем носитель, а подвижной фазой — органический
растворитель, практически не смешивающийся с первым растворите-
лем. При выполнении процесса в колонке происходит разделение
смеси на зоны, содержащие по одному компоненту. Распределительная
хроматография может выполняться также в тонком слое сорбента
(тонкослойная хроматография) и на хроматографической бумаге (бу-
мажная хроматография).
Ранее других методов разделения в фармацевтическом анализе
Начали применять ионообменную хроматографию для количественного
определения препаратов: солей серной, лимонной и других кислот.
При этом ионообменную хроматографию сочетают с кислотно-основ-
ным титрованием. Совершенствование метода позволило, используя
хроматографию ионных пар с обращенной фазой, разделять некоторые
гидрофильные органические соединения. Возможно сочетание комп-
лексонометрии с использованием катионитов в 7п2+-форме для анализа
аминопроизводных в смесях и алкалоидов в экстрактах и настойках.
Таким образом, сочетание ионообменной хроматографии с другими
методами расширяет область ее применения.
В 1975 г. предложен новый вариант хроматографии, применяемый
для определения ионов и названный ионной хроматогра-
фией. Для выполнения анализа используют колонки размером
25x0,4 см. Разработана двухколоночная и одноколоночная ионная
хроматография. Первая основана на ионообменном разделении ионов
на одной колонке с последующим снижением фонового сигнала элюен-
та на второй колонке и кондуктометрическим детектированием, а
280
вторая (без подавления фонового сигнала элюента) сочетается с фото-
метрическим, атомно-абсорбционным и другими методами детектиро-
вания определяемых ионов.
Несмотря на ограниченное число работ по использованию ионной
хроматографии в фармацевтическом анализе, очевидна перспектив-
ность этого метода для одновременного определения анионного состава
многокомпонентных лекарственных форм и солевых растворов для
инъекций (содержащих сульфат-, хлорид-, карбонат-, фосфат-ионы),
для количественного определения гетероэлементов в органических
лекарственных веществах (содержащих галогены, серу, фосфор, мышь-
як), для определения уровня загрязнения воды, используемой в фар-
мацевтической промышленности, различными анионами, для определе-
ния некоторых органических ионов в лекарственных формах.
Достоинствами ионной хроматографии являются высокая селектив-
ность определения ионов, возможность одновременного определен я
органических и неорганических ионов, низкий предел обнаружени
(до 10‘3 и даже 10’6 мкг/мл), малый объем проб и простота их подго-
товки, быстрота выполнения анализа (за 20 мин возможно разделение
до 10 ионов), простота аппаратурного обеспечения, возможность соче-
тания с другими аналитическими методами и расширение области
применения хроматографии в отношении объектов, сходных по хими-
ческой структуре и трудно разделяемых методами ТСХ, ГЖХ, ЖХВД.
Наиболее широко в фармацевтическом анализе используют хро-
матографию на бумаге и хроматографию в
тонком слое сорбента.
В бумажной хроматографии стационарной фазой служит поверх-
ность специальной хроматографической бумаги. Распределение ве-
ществ происходит между водой, находящейся на поверхности бумаги,
и подвижной фазой. Последняя представляет собой систему, включаю-
щую несколько растворителей.
В фармацевтическом анализе при выполнении испытаний методом
бумажной хроматографии руководствуются указаниями ГФ XI, вып. 1
(с. 98) и частных фармакопейных статей на соответствующие лекарст-
венные вещества (лекарственные формы). При испытаниях подлин-
ности хроматографируют на одном листе хроматографической бумаги
одновременно испытуемое вещество и соответствующий стандартный
образец. Если оба вещества идентичны, то соответствующие им пятна
имеют на хроматограммах одинаковый вид и равные значения Rf. Если
хроматографировать смесь испытуемого вещества и стандартного об-
разца, то при их идентичности на хроматограмме должно появляться
только одно пятно. Чтобы исключить влияние условий хроматографи-
рования на получаемые значения Rf, можно пбльзоваться более объек-
281
тивной величиной Rs, которая представляет собой отношение величин
Rf испытуемого и стандартного образцов.
При испытании на чистоту о наличии примесей судят по величине
и интенсивности окраски пятен на хроматограмме. Примесь и основное
вещество должны иметь разные значения Rf. Для полуколичественного
определения содержания примеси на одном листе бумаги одновремен-
но в одинаковых условиях получают хроматограмму испытуемого
вещества, взятого в определенном количестве, и несколько
хроматограмм стандартного образца, взятых в точно отмеренных
количествах. Затем сравнивают между собой хроматограммы
испытуемого и стандартного образцов. Заключение о количестве
примеси делают по величине пятен и их интенсивности.
Количественное содержание вещества методом хроматографии на
бумаге можно установить непосредственно на хроматограмме, исполь-
зуя, например, планиметрический, денситометрический, люминесцент-
ный или другие методы. Для количественной оценки используют
также способы, основанные на элюировании испытуемого вещества из
вырезанного и измельченного участка хроматограммы. В элюате или в
сухом остатке (после отгонки экстрагента) содержание испытуемого
вещества определяют фотометрическим или электрохимическим мето-
дом.
Хроматография в тонком слое сорбента
(ГФ XI, вып. 1, с. 102) отличается от хроматографии на бумаге тем,
что процесс, протекающий при перемещении подвижной фазы, проис-
ходит на носителе (сорбенте), нанесенном тонким слоем на инертную
поверхность. Твердый сорбент (неподвижная фаза) может быть закреп-
ленным или не закрепленным на стеклянной пластинке. В качестве
сорбента используют силикагель или оксид алюминия (квалификации
’’для хроматографии”). Для закрепления слоя добавляют небольшие
количества сульфата кальция или крахмала. Для ТСХ используют
также готовые стандартные пластинки с закрепленным слоем, выпуска-
емые промышленностью, типа ’’Силуфол УФ-254” размером 15><15,
20x20 см и др.
Преимуществами ТСХ являются простота приемов и оборудования,
высокая чувствительность, широкий набор стандартизованных сорбен-
тов, их устойчивость к температурным и химическим воздействиям,
большие потенциальные возможности процессов разделения и детекти-
рования, малая стоимость анализов, возможности проведения испыта-
ний с лекарственными веществами, относящимися к любым классам
соединений.
Метод ТСХ широко используется в теоретической и практической
фармации для идентификации, обнаружения примесей, количест-
282
венного определения не только конечных, но и промежуточных проду-
ктов производства лекарств, а также оценки чистоты стандартных
образцов лекарственных веществ.
Одним из вариантов ТСХ является хроматография на
полиамидных пленках. Преимущества этого варианта
заключаются в высокой чувствительности, быстроте выполнения,
универсальности, возможности использования различных систем раст-
ворителей в малых объемах. Высокую эффективность хроматографи-
ческого разделения дают такие отечественные сорбенты, как поли-
амидная крошка марки Б и полиэтилентерефталатная пленка. Подбор
системы растворителей осуществляется экспериментальным путем так
же, как в ТСХ.
Разработаны различные варианты, позволяющие совершенствовать
методы хроматографирования на бумаге и в тонком слое сорбента. В
ГФ XI описаны такие специальные приемы, как повторное и
двумерное хроматографирование. Они позволяют достигнуть
лучшего разделения анализируемых смесей веществ. Суть повторного
хроматографирования заключается в том, что полученную хромато-
грамму высушивают и повторно пропускают подвижную фазу в том же
направлении. Двумерное хроматографирование отличается тем, что
повторное пропускание той же подвижной фазы осуществляется в
перпендикулярном по отношению к первоначальному направлении.
В последние годы разработаны линейная, циркуляр-
ная и антициркулярная высокоэффектив-
ная тонкослойная хроматографии (ВЭТСХ).
Создание последней вызвано получением сорбентов с более узким
распределением частиц и пор, а также пленок, почти идеально одноро-
дных по толщине. Другие параметры, как, например, среднее значение
размеров частиц и ширина их распределения, позволяют сократить
время анализа, так как возрастает скорость протекания растворителя
между частицами и внутри пор. В качестве сорбентов используют
силикагель ’’Кизельгель 60” с величиной пор 6 нм, целлюлозу и др.
Предложен метод ультрамикрохроматографии.
Процесс протекает в микротонком слое специально приготовленного
сорбента, что резко повышает скорость и чувствительность анализа.
Для идентификации ряда лекарственных веществ сочетают ТСХ с
ИК-спектроскопией, УФ-спектрофотометрией, интерферометрией.
Известны два варианта сочетания ТСХ с другими методами для коли-
чественного анализа: определение вещества на самой хроматограмме и
в элюате (после снятия с хроматограммы). Оба эти варианта очень
часто применяют для анализа лекарственных форм. Важные преиму-
щества по сравнению с другими комбинациями физико-химических
283
методов анализа имеет совместное применение ТСХ с де-
нситометрическим определением. Для качественного и количественно-
го анализа фитохимических препаратов и лекарственного сырья ис-
пользуют такие комбинированные методы, как хроматофото-
метрия, хроматофлуори, метрия, хромат о-ИК-
с пе к т р о с ко п и я, хроматополярография, хро-
матопланиметрические методы, а также денси-
тофлуориметрия и денситоспектрофотомет-
рия.
Электрофорез на бумаге и в тонких слоях
сорбента по технике выполнения и аналитическим возможностям
сходен с ТСХ.
В ГФ XI включен электрофорез — метод анализа, осно-
ванный на способности заряженных частиц к перемещению в электри-
ческом поле. Подобно ТСХ, электрофорез позволяет разделять и
идентифицировать компоненты различных смесей. Скорость перемеще-
ния ионов при электрофорезе зависит от напряженности электрическо-
го поля, величины заряда, размера частицы, вязкости, pH среды, тем-
пературы и других факторов.
Фронтальный электрофорез проводят в свободной
незакрепленной фазе в кювете, представляющей собой разборный U-
образный канал. В кювете исследуемую смесь и буферный раствор
располагают так, чтобы между ними была четкая граница, которая
затем в процессе электрофореза расходится на ряд границ, соответст-
вующих числу компонентов.
Зональный электрофорез проводят в закрепленной
среде, которая выполняет роль стабилизатора электрофоретических
зон. Зональный электрофорез имеет много вариантов: электрофорез в
свободной жидкости, на крупнопористых носителях (на бумаге, прото-
чных установках, колонках, в блоке), на мелкопористых носителях (в
тонком слое, крахмальном геле, в полиакриламидном геле, диск-элект-
рофорез, изотахофорез).
Известны также комбинированные методы зонального электро-
фореза — иммуноэлектрофорез и метод пептид-
ных карт (сочетание бумажной и тонкослойной хроматографии с
высоковольтным электрофорезом).
Приборы для всех видов электрофореза имеют единую схему. Они
содержат камеру для электрофореза, источник тока, электроды, сое-
диняющие камеру с источником тока, и устройства для сбора и иден-
тификации разделяемых веществ. Работа на этих приборах включает
такие операции, как подготовка среды, нанесение смеси веществ, про-
284
ведение электрофореза, обнаружение и количественное определение
разделенных веществ.
Оценка полученных результатов электрофореза осуществляется
различными способами: зарисовкой или фотографированием, опреде-
лением величины абсолютной илй относительной электрофоретической
подвижности, определением физических, химических или биологичес-
ких показателей каждой фракции, денситометрическим определением.
Для окраски электрофореграмм используют красители различного
состава или их смеси. Использование в качестве носителя в тонкослой-
ном электрофорезе силигателя марки КСК позволило разработать
методики анализа различных лекарственных веществ в таблетках,
мазях, эмульсиях, ампулйрованных растворах, суппозиториях.
Газожидкостная (газовая) хроматография
(ГЖХ) основана на распределении вещества между газовой и жидкой
или твердой фазами.
Преимущество ГЖХ перед другими хроматографическими метода-
ми заключается в универсальности (можно разделясь смеси газов,
жидкостей и твердых веществ); способности разделять сложные смеси,
содержащие до нескольких десятков компонентов; короткой продол-
жительности анализа (5—20 мин); достаточно высокой чувствительнос-
ти (до 10—13 г); малой величине анализируемой пробы (до 10‘4 г);
сравнительно небольшой относительной ошибке (1—1,5%), которая
может быть уменьшена (до 0,01—0,02%) при использовании интеграто-
ров; простоте конструкции и надежности эксплуатации газовых хрома-
тографов. Эти достоинства способствовали активному внедрению ГЖХ
в практику анализа лекарственных веществ с различными физически-
ми свойствами.
Прибор для ГЖХ — газовый хроматограф — включает систему
измерения и регулирования скорости потока газа-носителя, систему
ввода пробы испытуемого образца, газохроматографическую колонку,
систему термостатирования и контроля температуры в различных
узлах прибора и систему детектирования, регистрации и обработки
полученной на приборе информации.
Газ-носитель поступает в хроматограф из баллона через редуктор.
Система ввода анализируемой пробы включает испаритель и мембрану
из термостойкой резины, расположенной на вводе. Объем пробы жид-
кости составляет 0,1—1 мкл, а газа — от 0,5 до 5 мл. Колонка для
ГЖХ представляет собой трубку (прямую или спиральную), изготов-
ленную из нержавеющей стали или стекла, с внутренним диаметром
0,6—5 мм и длиной от 1 до 3 м. Твердый носитель служит для удержи-
вания тонкой пленки неподвижной жидкой фазы. Готовят твердые
Носители из материалов на основе кремнезема — диатомита или ки-
285
зельгура, фторуглеродных полимеров, полистирола и др. В качестве
неподвижной жидкой фазы используют высококипящую жидкость —
это углеводороды или их смеси, простые и сложные эфиры, полифено-
лы, амины, жирные кислоты и др. Испытуемое вещество (смесь) вво-
дят в поток газа-носителя, где оно испаряется, и в виде пара проходит
через колонку с сорбентом, распределяясь между газовой и жидкой
или газовой и твердой фазами. Разделенные вещества элюируются из
колонки газом-носителем, регистрируются детектором и фиксируются
на хроматограмме в виде пиков. Наиболее часто используют детектор
по теплопроводности и пламенно-ионизационный, а также термоион-
ный и электронозахватный. Действие детектора основано на измерении
теплопроводности газа-носителя в присутствии других веществ, а
пламенно-ионизационного — на измерении тока насыщения ионизиро-
ванной газовой смеси в зависимости от ее состава. Термоионный и
электронозахватный детекторы более селективны и чувствительны.
Метод ГЖХ может быть использован для испытаний подлинности
лекарственных веществ. С этой целью применяют либо способ, основа-
нный на использовании веществ-свидетелей, либо метод отно-
сительных удерживаний. В первом случае после анали-
за исследуемого образца в идентичных условиях хроматографируют
вещества-свидетели, которые могут содержаться в испытуемом объекте.
Если времена удерживания свидетеля и какого-либо компонента в
испытуемом образце совпадают, то это может служить доказательством
идентичности данных веществ. При испытании подлинности методом
относительных удерживаний к пробе прибавляют определенное коли-
чество вещества-свидетеля. Затем анализируют по рекомендуемой
методике и рассчитывают по формуле величину относительного удер-
живания, которая является постоянной для вещества в конкретных
условиях выполнения анализа.
Количественный ГЖХ анализ лекарственных веществ выполняют в
тех же условиях, что и качественный. Для расчетов количественного
содержания используют такие параметры, как площадь или высота
пиков веществ. Площадь пика на хроматограмме можно установить с
помощью планиметра, интегратора или умножением высоты пика на
его полуширину (ширину, измеренную на половине высоты).
Для количественного ГЖХ анализа используют такие методы, как
метод абсолютной градуировки, метод внут-
ренней нормализации и метод внутреннего
стандарта. Сущность метода абсолютной градуировки заключа-
ется в установлении зависимости между количеством введенного в
хроматограф вещества и высотой (или площадью) пика. При использо-
вании метода внутренней нормализации сумму площадей пиков приво-
286
дят к 100%, а затем вычисляют содержание каждого из них. Примене-
ние метода внутреннего стандарта основано на сравнении высоты или
площади пика анализируемого и стандартного вещества, введенного в
пробу в определенном количестве.
Метод ГЖХ все шире используется для качественного анализа
лекарственных средств. На различных сорбентах величины относитель-
ного удерживания установлены для лекарственных веществ из различ-
ных химических групп, в том числе альдегидов, кетонов, фенолов,
терпеноидов, амидов и сложных эфиров карбоновых кислот, амино-
производных, производных пиразола, имидазола, барбитуровой кисло-
ты, некоторых алкалоидов, а также для ряда сильно действующих
лекарственных веществ из числа производных фенил алкил аминов,
бензодиазепина, фенотиазина (И.Н.Дементьева).
Газовую хроматографию сочетают с другими методами. Для анали-
за настоек, представляющих собой тройные системы, применяют
рефрактохроматографический метод. Сущность
его заключается в том, что соотношение концентрации спирта и воды
устанавливают методом ГЖХ, а экстрактивные вещества — по показа-
телю преломления. Эффективным оказалось сочетание ГЖХ и масс-
спектрометрии. Хромато-масс-спектрометрические характеристики
позволили осуществить качественный и количественный анализ ряда
препаратов. Широкое распространение приобретает один из вариантов
ГЖХ — капиллярная хроматография, основанная
на использовании колонок диаметром 0,1—1,0 мм и длиной 50—100 м.
Жидкостная хроматография (ЖХ) отличается от
газовой хроматографии тем, что подвижной фазой служит не газ, а
жидкость. В зависимости от характера неподвижной фазы различают
твердожидкостную и жидко-жидкостную хроматографию. Вариантом
колоночной ЖХ является высокоэффективная жид-
костная хроматография (ВЭЖХ), которую называют
также жидкостной хроматографией высокого давления. Характерной
особенностью ВЭЖХ является то, что подвижная фаза проходит через
колонку, наполненную сорбентом с большой скоростью за счет значи-
тельного давления. Метод ВЭЖХ позволяет разделять на индивидуа-
льные вещества многокомпонентные смеси нелетучих органических
соединений сложной химической структуры с различной молекуляр-
ной массой. Метод очень широко используется для идентификации и
количественного определения в аналитической химии и в фармацев-
тическом анализе. Чувствительность ВЭЖХ достигает 10‘6 г. На разде-
ление смеси из 10—15 компонентов затрачивается 20—30 мин, причем
выделяются вещества высокой степени чистоты.
Жидкостный хроматограф включает такие узлы, как дозатор, насос
287
высокого давления, высокоэффективная колонка, детектор с регистри-
рующим устройством. Современные приборы оснащены устройствами,
позволяющими автоматически вводить пробу, с помощью микропро-
цессора выполнять заданную программу хроматографического процес-
са, автоматически оптимизировать условия разделения и выдавать
результаты, позволяющие осуществить качественную и количествен-
ную оценку анализируемой смеси веществ.
Подача элюента в колонку с заданной скоростью осуществляется с
помощью насоса высокого давления до 20—50 МПа (200—500 атм) или
низкого давления до 1—-2 МПа (10—20 атм). Колонки для хроматогра-
фирования изготавливают из нержавеющей стали. Они имеют длину
10—25 см, внутренний диаметр 0,3—0,8 см и заполняются адсорбентом
с диаметром частиц 5—10 мкм (сферической или неправильной фор-
мы). Адсорбент плотно упаковывается, что позволяет достигнуть высо-
коэффективного разделения смеси. Разделение производят в интерва-
ле температур 20—50° С, поддерживая ее с точностью ±0,1 ° С.
В приборах для ВЭЖХ используют спектрофотометрический,
рефрактометрический, флуориметрический, пламенно-ионизационный,
масс-спектрометрический, электрохимический и другие детекторы.
Чаще всего детектором является спектрофотометр с переменной
(190—900 нм) длиной волны.
Адсорбентом обычно служит силикагель либо с гидроксилирован-
ной поверхностью, либо с привитыми к поверхности различными
функциональными группами. В качестве элюента используют различ-
ные углеводороды, добавляя к ним небольшие количества этанола или
других растворителей. В обращенно-фазной ВЭЖХ ко-
лонки заполняют силикагелем с привитыми гидрофобными группами,
а в качестве элюента берут водные растворы низших спиртов или
ацетонитрил. В тех же условиях применяют ионпарную ВЭЖХ
для разделения органических кислот, оснований и их солей, но в этом
случае к элюенту добавляют ионные соединения, анион или катион
которых содержит гидрофобную группу. Ионообменную
ВЭЖХ применяют для разделения органических катионов и анионов,
используя в качестве адсорбентов соединения, содержащие сульфо-
группы, карбоксильные или аминогруппы разной основности. Элюен-
тами служат водные буферные растворы с различным pH.
Вещества, способные образовывать комплексы с катионами метал-
лов (например, оптические изомеры аминокислот), разделяют с помо-
щью лигандообменной ВЭЖХ. Адсорбентами при этом
служат соединения, способные образовывать комплексы с ионами
металлов и разделяемым веществом.
Одной из разновидностей метода является микроколо -
288
ночная жидкостная хроматография, представля-
ющая собой универсальный ультрачувствительный и высокоэкономич-
ный вариант ВЭЖХ. Принципиальное его отличие заключается в
использовании микроколонок объемом около 200 мкл и спектрофото-
метра с объемом проточной кюветы 1 мкл в качестве детектора. В
Российской Федерации выпускается микроколоночный жидкостный
хроматограф ’’Милихром”.
Метод ВЭЖХ успешно применен для качественной и количествен-
ной оценки ряда наркотических, ядовитых и сильно действующих
лекарственных веществ. С этой целью перспективно использование
таких параметров, как время удерживания, коэффициент емкости,
интегральные спектральные отношения (А.Х.Лайпанов). В нашей
стране метод ВЭЖХ рекомендован во всех ФС, разработанных на
стандартные образцы антибиотиков. В Фармакопее США (XII изда-
ние) метод ВЭЖХ применен для анализа большинства антибиотиков
противоопухолевого действия и цефалоспоринового ряда.
Ряд преимуществ по сравнению с ГЖХ и ВЭЖХ имеет занимаю-
щая промежуточное положение между этими методами сверхкри-
тическая флюидная хроматография. Преиму-
щества метода заключаются в возможности разделения неустойчивых
и нелетучих веществ, универсальном детектировании и высокой экс-
пресс н ости. Так, например, сочетание сверхкритической флюидной
хроматографии с УФ-детектором позволяет детектировать 40 алкалои-
дов в одном растении.
Эксклюзионная хроматография (гель-фильтра-
ция, молекулярно-ситовая фильтрация, гель-проникающая хромато-
графия) ~ вид жидкостной распределительной хроматографии, в
процессе которой разделение происходит по размерам молекул. В
гель-фильтрации элюентом служит вода, а в галь-проникающей
хроматографии — органический растворитель. Неподвижной фазой
являются пористые материалы с определенным узким распределением
пор по диаметру. Исследуемое вещество, диаметр которого превышает
диаметр пор, не может диффундировать внутрь таких сорбентов.
Поэтому оно проходит через колонку быстрее, чем молекулы с
меньшим размером, которые проникают в поры. Таким образом
обеспечивается разделение молекул в зависимости от их размера.
Поры внутри геля заполнены жидкостью, которая занимает большую
часть его объема. Применяют гели на основе декстрана, агарозы,
полиакриламида. Метод может быть использован для определения
молекулярной массы, а также для исследования, очистки и
разделения веществ с молекулярной массой 102—108. Осуществляют
эксклюзионную хроматографию ь жидкостных хроматографах.
Ю-29 289
Колонки заполняют различными сорбентами: мягкими (сефадексы),
полужесткими (полиакриламидные гели), жесткими (пористые стекла).
Детектором служит проточный рефрактометр или спектрофотометр. В
отличие от других видов хроматографии на выполнение испытания
требуются небольшие затраты времени.
Количественное содержание каждого компонента смеси можно
установить используя метод внутреннего стандарта или абсолютной
калибровки, т.е. так же, как в ГЖХ. Время выхода каждого компонен-
та из колонки в идентичных условиях разделения является постоян-
ной величиной и может служить для идентификации вещества. Пло-
щадь пика пропорциональна количеству компонента и поэтому исполь-
зуется для определения его содержания в смеси.
Полибуферное распределение в фармацевтичес-
ком анализе применяют для разделения смесей веществ. Оно может
быть использовано в анализе лекарственных форм, представляющих
смеси оснований или кислот, для разделения смесей аминов, алкалои-
дов, органических кислот, фенолов, антибиотиков, а также для отде-
ления веществ, диссоциирующих на ионы, от не диссоциирующих.
Экстракцию как метод разделения применяют в фармацев-
тическом анализе, особенно для разделения компонентов, входящих в
состав лекарственных форм. В зависимости от исходной фазы разли-
чают экстракцию из твердого вещества и экстракцию из раствора
(жидкостную), а по количеству операций — однократную и многократ-
ную экстракции. Основное условие разделения — выбор экстрагента,
не смешивающегося с исходной фазой и легко отделяющегося от нее и
от экстрагируемого вещества. Экстракцию как метод разделения соче-
тают с фотометрией.
Экстракционно - фотометрический метод
основан на образовании цветных продуктов, способных экстрагиро-
ваться каким-либо органическим растворителем. Этот метод использу-
ют для анализа многих препаратов и лекарственных форм. Метод
включен в ГФ XI, зарубежные фармакопеи.
Для экстракционно-фотометрического определения алифатических,
ароматических, гетероциклических азотсодержащих лекарственных
веществ используют различные группы кислотных красителей: азо-
красители (метиловый оранжевый, магнезон ИРЕА, кислотный
хром темно-синий, тропеолин 00), сульфофталеиновые
красители (бромфеноловый синий, бромтимоловый синий, бром-
крезоловый зеленый, бромкрезоловый пурпуровый, тимоловый синий,
пирокатехиновый фиолетовый, ксиленоловый оранжевый), оксик-
сантеновые красители (эозин, эритрозин, флоксин, бен-
гальский розовый А и Б). Указанные красители образуют с азотсодер-
290
жащими соединениями и их солями окрашенные комплексы или ион-
ные ассоциаты, растворы которых отличаются высокими значениями
молярных коэффициентов поглощения, что позволяет определять
малые количества веществ. Окрашенные вещества экстрагируют в
органическую фазу (обычно в хлороформ) и измеряют оптическую
плотность с помощью спектрофотометра или фотоколориметра.
Чаще всего измеряют оптическую плотность раствора ионного
ассоциата в органическом растворителе. Но в ряде случаев полученный
ассоциат разрушают введением кислоты в органическую фазу или
путем реэкстракции красителя водными растворами кислот или осно-
ваний, а затем измеряют абсорбцию свободного красителя. Анализ
выполняют при оптимальном значении pH водной среды, которую
устанавливают экспериментально для каждого испытуемого препарата.
Наряду со стехиометрическим вариантом экстрак-
ционно-фотометрического метода применяют также субстехио-
метрический, сущность которого состоит в однократном экст-
рагировании ионного ассоциата, что в значительной степени упрощает
методику выполнения анализа и сокращает время его выполнения.
Аминопроизводные соединения алифатического, ароматического и
гетероциклического ряда ввиду наличия неподеленной пары электро-
нов атома азота имеют высокую реакционную способность. Они, в
частности, вступают в реакции с комплексными металлокислотами.
В качестве реактива, образующего тройные комплексы: органичес-
кое основание —- таллий (III) — галогенид с препаратами, содержащи-
ми в молекуле третичный атом азота, и четвертичными аммониевыми
основаниями, — был использован тетрабромид таллия (III) — бромтал-
лиевая кислота (Г.И.Олешко). Разработаны способы экстракционно-
фотометрического определения производных арил алифатических
соединений (димедрол, спазмолитик), гетероциклических (акрихин,
тропацин, гидрохлориды кокаина и папаверина), четвертичные аммо-
ниевые соединения (котарнина хлорид).
Тройные комплексы, образованные тиоцианатом железа (III) и
молибдена (V) с алкалоидами и другими органическими основаниями,
экстрагируются хлороформом в среде 2—3 М соляной кислоты, а трой-
ные комплексы с пирокатехинатом молибдена (VI) — при pH 2. Это
послужило основой для разработки способов экстракционно-фотомет-
рического определения в лекарственных формах димедрола, дибазола,
антипирина с тиоцианатом молибдена (V), папаверина гидрохлорида с
тиоцианатом железа (III), промедола и кокаина гидрохлорида с пиро-
катехинатом молибдена (VI) (С.Г.Дуксина).
Разрабатываются или получают дальнейшее развитие другие мето-
ды разделения, например эксорбци я, представляющая собой
291
сочетание экстракции и сорбции. Метод более эффективно позволяет
извлекать растворенное вещество по сравнение с экстракционным или
адсорбционным процессом. Большие возможности открывает использо-
вание капиллярного изотахофореза с УФ-детекто-
рами в анализе различных природных биологически активных ве-
ществ. Метод дает возможность идентифицировать, устанавливать
степень чистоты, определять количественно и испытывать стабиль-
ность лекарственных веществ, а также анализировать двух- и трехком-
понентные лекарственные формы.
Проточно - инжекционный анализ отличается
простотой и доступностью аппаратуры, высокрй производительностью
(100—200 анализов/ч), возможностью широкого варьирования анализи-
руемых концентраций. Особенно перспективен этот метод в серийном
анализе и в разных точках технологических линий. Для детектирова-
ния используют фотометрические, амперометрические, флуориметри-
ческие методы.
5.5.2.7. Термические методы анализа
Нагревание лекарственных веществ до температуры, не вызываю-
щей термического разложения, приводит к ряду изменений в их физи-
ческих свойствах. Происходят полиморфные превращения, растворе-
ние в кристаллизационной воде, удаление сорбционной и кристаллиза-
ционной воды, сублимация, плавление, кипение. В зависимости от
природы вещества, температуры и условий нагревания могут происхо-
дить химические превращения: структурирование, термическая, окис-
лительная или гидролитическая деструкция. Термическая деструкция
веществ сопровождается поглощением или выделением теплоты, а
также образованием газообразных продуктов. Поэтому наиболее ин-
формативными и экспрессными методами оценки термической стабиль-
ности являются термография и термогравиметрия.
Термография позволяет оценить термическую стабильность
по температурам термоэффекта, связанного с деструкцией исследуемо-
го вещества.
Термогравиметрия дает возможность определить терми-
ческую стабильность по температуре, при которой наблюдается уме-
ньшение массы вещества.
Термографический анализ лекарств весьма перс-
пективен. Специфичность термограмм позволила использовать метод
для идентификации целого ряда лекарственных веществ.
Характерная особенность термометрического
титрования — его универсальность. Один и тот же прибор
можно использовать для различных видов определений, для анализа
292
не требуются специфические индикаторы, селективные электроды.
Область применения метода — реакции нейтрализации, окисления —
восстановления и др.
Термический анализ основан на точной (до 0,1 ° С)
регистрации равновесного состояния между кристаллической и жид-
кой фазами анализируемого вещества. Медленно нагревая или охлаж-
дая сплав, устанавливают температуру, при которой появляются и
исчезают кристаллы. Модификацией термического анализа является
термомикроскопический метод, в котором используется поляризаци-
онная микроскопия для установления фазовых равновесий. Основные
недостатки этих методов: невозможность использования для исследова-
ния термолабильных веществ, значительные затраты времени на выпо-
лнение анализа, отсутствие должной воспроизводимости. Значительно
лучшей воспроизводимостью отличается дифференциаль-
ный термический анализ, основанный на регистрации
изменения энергии в зависимости от температуры. Дифференциальный
термический анализ позволяет определять наличие примесей в лекарс-
твенных веществах, прогнозировать сроки их годности, устанавливать
однородность каждой партии и т.д.
Одной из модификаций дифференциального термического анализа,
используемых для получения термических характеристик веществ,
является дериватография. Сущность дериватографии
заключается в регистрации изменений температуры образца, вызван-
ных дегидратацией, плавлением, термической деструкцией и другими
процессами, происходящими при его непрерывном нагревании. Метод
сочетает экспрессность и информативность. С помощью дериватогра-
фов можно одновременно автоматически регистрировать простую и
дифференциальную кривые нагревания, кривые и скорости изменения
массы как функции времени. Используя указанные характеристики,
можно исследовать полиморфные структуры, идентифицировать ле-
карственные вещества, давать качественную оценку стандартным об-
разцам, изучать кинетику сушки и определять содержание влаги в
лекарственных веществах или промежуточных продуктах их получе-
ния.
Дериватография оказалась эффективным методом для определения
содержания влаги и общей золы в лекарственном растительном сырье,
а также определения сухого остатка в жидких лекарственных формах,
получаемых из этого сырья (настойки и экстракты).
Один из вариантов дифференциального термического анализа —
дифференциальная сканирующая калори-
метрия, применение которой в комплексе с другими физико-хими-
293
ческими методами оказалось эффективным для оценки качества стан-
дартных образцов, отличающихся высокой степенью чистоты.
Метод дифференциальной микрокалори-
метрии, основанный на определении энтальпии плавления, реко-
мендован для количественного определения термически неустойчивых
веществ, установления степени чистоты, стабильности, наличия поли-
морфных форм.
Термофрактография — метод, основанный на нагрева-
нии сырья в определенном температурном интервале и улавливании
образующихся продуктов по фракциям.
В последние годы проводятся исследования по комплексному при-
менению физических и физико-химических методов. Это обеспечивает
возможность получения новых характеристик и констант, позволяю-
щих дать всестороннюю оценку лекарственного вещества или группы
препаратов сходной химической структуры.
5.5.3. Биологические методы анализа
5.5.3.1. Биологический контроль качества лекарственных средств
Биологическую оценку качества лекарственных препаратов обычно
проводят по силе фармакологического эффекта или по токсичности.
Применяют биологические методы, когда с помощью физических^
химических или физико-химических методов не удается сделать зак-
лючение о чистоте или токсичности лекарственного препарата или
когда способ получения препарата не гарантирует постоянства актив-
ности (например, антибиотики).
Проводят биологические испытания на животных (кошки, собаки,
кролики, лягушки и др.), отдельных изолированных органах (рог
матки, часть кожи), отдельных группах клеток (форменные элементы
крови), а также на определенных штаммах микроорганизмов. Актив-
ность препаратов выражают в единицах действия (ЕД).
Биологический контроль лекарств, содержащих сердечные гликози-
ды. По ГФ XI проводят биологическую оценку активности лекарствен-
ного растительного сырья и полученных из него препаратов, содержа-
щих сердечные гликозиды, в частности наперстянки (пурпурной,
крупноцветковой и шерстистой), горицвета, ландыша, строфанта,
желтушника серого. Испытания проводят на лягушках, кошках и
голубях, устанавливая соответственно лягушачьи (ЛЕД), кошачьи
(КЕД) и голубиные (ГЕД) единицы действия. Одна ЛЕД соответствует
дозе стандартного образца, вызывающего в условиях опыта систоли-
ческую остановку сердца у большинства подопытных стандартных
294
лягушек (самцы массой 28—33 г). Одна КЕД или ГЕД соответствует
дозе стандартного образца или испытуемого препарата из расчета на 1
кг массы животного или птицы, вызывающего систолическую останов-
ку сердца кошки или голубя. Содержание ЕД рассчитывают в 1,0 г
исследуемого лекарственного средства, если испытывают растительное
сырье или сухие концентраты; в одной таблетке или в 1 мл, если ис-
пытывают жидкие лекарственные формы.
Испытание на токсичность. В этот раздел ГФ XI, вып. 2 (с. 182) по
сравнению с ГФ X внесен ряд дополнений и изменений, отражающих
возрастающие требования к качеству лекарственных средств и необхо-
димость унификации условий их испытаний. В статью введен раздел,
в котором описан порядок отбора проб. Увеличена масса животных, на
которых проводят испытание, указаны условия их содержания и срок
наблюдения за ними. Для выполнения испытания отбирают по два
флакона или ампулы от каждой серии, содержащей не более 10 000
флаконов или ампул. Из партий с большим количеством отбирают по
три ампулы (флакона) от каждой серии. Содержимое проб одной
серии смешивают и испытывают на здоровых белых мышах обоего
пола массой 19—21 г. Испытуемый раствор вводят в хвостовую вену
пяти мышей и ведут наблюдение за животными 48 ч. Препарат считае-
тся выдержавшим испытание, если ни одна из подопытных мышей не
погибнет в течение указанного срока. В случае гибели даже одной
мыши испытание повторяют по определенной схеме. В частных стать-
ях может быть указан и другой порядок проведения испытания на
токсичность.
Испытания на пирогенность. Бактериальные пирогены представля-
ют собой вещества микробного происхождения, способные вызвать у
человека и теплокровных животных при попадании в кровяное русло
повышение температуры тела, лейкопению, падение кровяного давле-
ния и другие изменения в различных органах и системах организма.
Пирогенную реакцию вызывают грамотрицательные живые и мертвые
микроорганизмы, а также продукты их распада. Допустимо содержа-
ние, например, в изотоническом растворе натрия хлорида 10 микро-
организмов в 1 мл, а при введении не более 100 мл допускается 100 на
1 мл. Испытанию на пирогенность подвергают воду для инъекций,
инъекционные растворы, иммунобиологические лекарственные средст-
ва, растворители, используемые для приготовления инъекционных
растворов, а также лекарственные формы, вызывающие, по сведениям
клиник, пирогенную реакцию.
В ГФ XI, как и в фармакопеи других стран мира, включен биоло-
гический метод испытания пирогенности, основанный на измерении
температуры тела кроликов после введения в ушную вену испытуемых
295
стерильных жидкостей. Отбор проб проводится так же, как при испы-
тании на токсичность. В общей статье (ГФ XI, вып. 2, с. 183—185)
указаны требования к подопытным животным и порядок их подготов-
ки к проведению испытаний. Испытуемый раствор проверяют на трех
кроликах (не альбиносах), масса тела которых отличается не более чем
на 0,5 кг. Температуру тела измеряют, вводя термометр в прямую
кишку на глубину 5—7 см. Испытуемые жидкости считают непироген-
ными, если сумма повышенной температуры у трех кроликов равна
или меньше 1,4°С. Если эта сумма превышает 2,2°С, то воду для инъе-
кций или инъекционный раствор считают пирогенными. Если сумма
повышения температуры у трех кроликов находится в пределах от 1,5
до 2,2 ° С, испытание повторяют дополнительно на пяти кроликах.
Испытуемые жидкости считают непирогенными, если сумма повыше-
ний температуры у всех восьми кроликов не превышает 3,7°С. В част-
ных ФС могут быть указаны другие пределы отклонений температуры.
Кроликов, бывших в опыте, можно использовать для этой цели пов-
торно не ранее чем через 3 сут., если введенный им раствор был непи-
рогенным. Если же введенный раствор оказался пирогенным, то кро-
ликов повторно можно использовать только через 2—3 недели. В ГФ XI
по сравнению с ГФ X введена проверка на реактивность кроликов,
впервые используемых для испытаний, и уточнен раздел о возможнос-
ти их использования для повторных испытаний.
Рекомендуемый ГФ XI биологический метод отличается специфич-
ностью, но не дает количественной оценки содержания пирогенных
веществ. К существенным его недостаткам следует отнести трудоем-
кость и продолжительность испытаний, необходимость содержания
животных, ухода за ними, сложность подготовки к проведению испы-
таний, зависимость результатов от индивидуальных особенностей
каждого животного и т.д. Поэтому предпринимались попытки разрабо-
тки других методов определения пирогенности.
Наряду с определением пирогенности на кроликах за рубежом
используют микробиологический метод, основанный на подсчете обще-
го числа микроорганизмов в исследуемой лекарственной форме до ее
стерилизации. В нашей стране предложена простая и доступная мето-
дика обнаружения пирогенов, основанная На избирательной идентифи-
кации грамотрицательных микроорганизмов по реакции образования
геля с применением 3%~ного раствора гидроксида калия. Методика
может быть использована на химико-фармацевтических предприятиях.
Предпринята попытка заменить биологический метод определения
пирогенности химическим. Растворы, содержащие пирогены, после
обработки хиноном показывали отрицательную реакцию с тетрабром-
фен ол фтал ей ном. Пирогенал с триптофаном в присутствии серной
296
кислоты образует буро-малиновое окрашивание при содержании пиро-
ген ала 1 мкг и более.
Исследовалась возможность спектрофотометрического определения
пирогенных веществ в УФ-области спектра. Растворы фильтрата пиро-
ген содержащих культур микроорганизмов обнаруживают слабовыра-
женный максимум поглощения при 260 нм. По чувствительности спект-
рофотометрический метод определения пирогенов в 7—8 раз уступает
биологическому испытанию на кроликах. Однако если перед спектро-
фотометрированием провести ультрафильтрование, то вследствие кон-
центрирования пирогенов можно достигнуть сопоставимых результатов
определения биологическим и спектрофотометрическим методами.
После обработки хиноном растворы пирогенов приобретают крас-
ную окраску и появляется максимум светопоглощения при 390 нм. Это
позволило разработать фотоколориметрический способ определения
пирогенов.
Высокая чувствительность люминесцентного метода создала пред-
посылки использования его для определения пирогенных веществ в
концентрации до ЬЮ’11 г/мл. Разработаны методики люминесцентно-
го обнаружения пирогенов в воде для инъекций и в некоторых инъек-
ционных растворах с применением красителей родамина 6 Ж и 1-ани-
лино-нафталин-8-сульфоната. Методики основаны на способности
пирогенов увеличивать интенсивность люминесценции указанных
красителей. Они позволяют получать результаты, сопоставимые с
биологическим методом.
Относительная ошибка спектрофотометрического и люминесцентно-
го определения не превышает ±3%. Для определения пирогенности
воды для инъекций используют также хемилюминесцентный метод.
Перспективным методом является полярография. Установлено, что
фильтраты пирогенных культур даже в очень разбавленном состоянии
оказывают сильное подавляющее действие на полярографический
максимум кислорода. На этой основе разработан способ полярографи-
ческой оценки качества воды для инъекций и некоторых инъекцион-
ных растворов.
Испытание на содержание веществ гистаминоподобного действия.
Данному испытанию подвергают парентеральные лекарственные сред-
ства. Выполняют его на кошках обоего пола массой не менее 2 кг под
уретановым наркозом. Вначале животному, находящемуся под нарко-
зом, вводят гистамин, проверяя его чувствительность к этому вещест-
ву. Затем с интервалом 5 мин продолжают повторные введения (0,1
мкг/кг) стандартного раствора гистамина до тех пор, пока при двух
последовательных введениях не будет получено одинаковое снижение
артериального давления, которое принимается за стандартное. После
297
этого с интервалом 5 мин животному вводят испытуемый раствор с той
же скоростью, с которой вводили гистамин. Препарат считают выдер-
жавшим испытание, если снижение артериального давления после
введения тест-дозы не превышает реакции на введение 0,1 мкг/кг в
стандартном растворе.
5.5.3.2. Микробиологический контроль лекарственных средств
Впервые в ГФ XI включен новый вид биологического контроля —
определение микробиологической чистоты нестерильных лекарствен-
ных средств, т.е. установление состава и количества имеющейся в
препарате микрофлоры и ее соответствие нормам, ограничивающим
микробную обсемененность (контаминацию). Патогенные микроорга-
низмы (синегнойная палочка, кишечные бактерии) способны находить-
ся в таблетках и гранулах от 6 до 18 мес., сохраняя морфологические
и биохимические свойства. Микробиологическая чистота нестерильных
лекарственных средств находится в зависимости от санитарно-гигиени-
ческих условий производства, дополнительной обработки сырья с
целью его деконтаминации и состояния микробиологического контро-
ля ОТК на всех этапах производства.
Испытание на микробиологическую чистоту. Необходимость прове-
дения этого испытания вызвана тем, что лекарственные средства, в том
числе выпускаемые в виде таких лекарственных форм, как таблетки,
капсулы, гранулы, растворы, сиропы, мази, не стерилизуются в про-
цессе производства. Поэтому они могут быть загрязнены микроорга-
низмами. Испытание включает количественное определение жизнеспо-
собных бактерий и грибов и выявление некоторых видов микрооргани-
змов, представителей кишечной флоры и стафилококка, содержание
которых недопустимо в нестерильных лекарственных средствах. Вы-
полняют испытание на микробиологическую чистоту в асептических
условиях. В общей статье подробно описаны методы и питательные
среды для контроля всех видов нестерильных лекарственных средств
(ГФ XI, вып. 2, с. 193). Количественное определение микроорганизмов
выполняют двухслойным агаровым методом в чашках Петри. Образец
лекарственного средства в количестве 10 г (мл) растворяют, суспенди-
руют или эмульгируют в фосфатном буферном растворе (pH 7,0) с
таким расчетом, чтобы конечный объем раствора был 100 мл. Затем по
1 мл образца смешивают с питательной средой (4 мл). Через 5 сут
инкубирования при 30—35° С подсчитывают число бактериальных
колоний на двух чашках и вычисляют число бактерий в 1 г (мл) обра-
зца.
Испытания на стерильность. Целью этого испытания является
298
доказательство отсутствия в лекарственном средстве жизнеспособных
микроорганизмов любого вида с максимально возможной достовер-
ностью. Результаты испытания на стерильность — один из важнейших
показателей безопасности лекарственных средств. Этому испытанию
подвергаются все лекарства для парентерального введения, глазные
капли и мази, лекарства, наносимые на открытую рану, и др. Эффек-
тивность данного вида контроля определяют такие факторы, как
отбор образца для анализа, техника посева лекарственного средства,
состав питательных сред, время инкубации йосевов, интерпретация и
учет результатов испытания.
Приведенные в общей статье на стерильность (ГФ XI, вып.2, с. 187)
методы контроля применяют для испытаний всех лекарственных
средств независимо от их химической природы и лекарственной фор-
мы, если нет других указаний в частных статьях. Для установления
стерильности лекарства вначале определяют его антимикробное дейст-
вие. Для контроля стерильности применяют биогликолевую среду и
жидкую среду Сабуро, используя при этом метод прямого
посева на питательные среды. Если лекарственное средство обла-
дает выраженным антимикробным действием или разлито в емкости
более 100 мл, то для контроля его стерильности используют метод
мембранной фильтрации. Испытание выполняют на
фильтрационной установке, включающей фильтродержатель с мемб-
ранным фильтром и колбу-приемник.
Метод мембранной фильтрации включен во многие зарубежные
фармакопеи, а в Американской, Европейской, Британской рекомен-
дован как основной для проведения стерилизации. Несмотря на
отдельные недостатки, этот метод имеет целый ряд преимуществ в
отличие от прямого посева. Он устраняет антимикробное действие
препаратов, которое при прямом посеве может исказить результаты
определения, дает возможность исследовать большие объемы
лекарственного средства, сократить время инкубации посевов,
экономить питательные среды и т.д.
5.5.3.3. Стандартные образцы
Стандартными образцами называют вещества, с
которыми сравнивают испытуемые лекарственные средства при прове-
дении их анализа физико-химическими или биологическими метода-
ми. Условно разделяют стандартные образцы на химические и биоло-
гические, но это не исключает использования одного и того же из них
и для физико-химического, и для биологического анализа. В ГФ XI,
вып. 2 (с. 60) даны определения терминов ’’государственные стан-
299
дартные образцы” (ГСО), ’’рабочие стандартные образцы” (РСО) и
’’стандартные образцы веществ-свидетелей” (СОВС). Активность, или
содержание вещества, % в ГСО принимается за 100%, если нет других
указаний на этикетке. Выпуск ГСО осуществляют в соответствии с
требованиями ФС, которая разрабатывается и пересматривается пред-
приятием-разработчиком. В качестве РСО используют образцы серий-
ных лекарственных веществ, которые соответствуют требованиям ФС.
Расчет количественного содержания препарата в лекарственной форме
проводят исходя из фактического содержания его в РСО. В качестве
СОВС используют ГСО, РСО и вещества, специально изготовленные в
порядке, предусмотренном частной ФС. Применяют СОВС для опре-
деления примесей или компонентного состава испытуемых лекарствен-
ных средств.
Ряд особенностей имеют стандартные образцы на антибиотики.
Среди них имеются как однокомпонентные вещества, так и сложные,
состоящие из нескольких компонентов близкой природы (аминоглико-
зиды, полиены), каждый из которых определяет как активность и
токсичность, так и физико-химические константы препарата. При
разработке такого стандарта его активность определяется исходя из
количественного содержания в нем действующего вещества. Кроме
того, при стандартизации антибиотиков имеется тенденция к созданию
единого стандарта к группе веществ, сходных по химическому строе-
нию. Например, стандарт тетрациклина гидрохлорида является еди-
ным для всей группы его производных. При изготовлении стандартов
для многокомпонентных антибиотических лекарственных средств
используются субстанции, соответствующие выпускаемым отдельным
компонентам.
Аттестацией, хранением и реализацией стандартных образцов зани-
мается ГНИИСКЛС. Он проводит экспертизу всех проектов ФС и
ВФС на ГСО, разработанных предприятиями и организациями, выпус-
кающими эти ГСО. Только после этого они утверждаются М3 РФ в
установленном порядке. Институт также занимается хранением и рас-
сылкой ГСО на антибиотики и органопрепараты. Номенклатура ГСО
включает около 140 наименований. Они используются при выполнении
физико-химических и биологических испытаний более чем 300 лекарс-
твенных средств (прежде всего синтетических). Еще более широко
используются РСО, представляющие собой образцы 319 серийных
лекарственных веществ. Их применение отражено в НТД на 650 наи-
менований лекарственных средств для испытаний подлинности, чисто-
ты и количественного определения.
ГЛАВА 6
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ
6.1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ
И ОСОБЕННОСТИ ИХ АНАЛИЗА
Для фармацевтического анализа важное значение имеет агрегатное
состояние лекарственной формы. От него зависят отбор пробы и под-
готовка ее к выполнению анализа. Лекарственные формы по агрегатно-
му состоянию классифицируют на твердые (порошки, таблетки,
драже, гранулы и др.); жидкие (истинные и коллоидные раство-
ры, суспензии, эмульсии, капли, линименты и др.); мягкие (мази,
суппозитории, пилюли, капсулы желатиновые и др.); газооб-
разные (аэрозоли, газы).
Лекарственные формы могут содержать одно, два, три и более
лекарственных веществ. Поэтому различают одно-, двух-, трех-,
четырех- и т. д. компонентные лекарственные
смеси. Используют также термин многокомпонентные
лекарственные смеси, если в них содержится несколько
лекарственных веществ.
При оценке качества лекарственных форм выполняют испытания на
подлинность и количественное определе-
ние каждого из лекарственных веществ, входящих в состав лекарст-
венной формы.
При выполнении испытания подлинности препаратов, содержащих-
ся в однокомпонентных лекарственных формах, обычно используют те
же химические реакции, что и для соответствующих субстанций.
Испытанию на чистоту подвергают, как правило, только растворы
для инъекций. Устанавливают прозрачность и окраску (цветность)
раствора, pH среды или щелочность (кислотность) растворов, а также
допустимые пределы примесей тяжелых металлов.
Нормативно-техническая документация предусматривает испытание
на примеси тяжелых металлов в основном только индивидуальных
лекарственных веществ. Между тем наиболее потенциально опасным
путем поступления тяжелых металлов в организм человека являются
301
различного рода инъекции. Поэтому необходимо устанавливать допус-
тимые нормы содержания тяжелых металлов и вводить их в ФС, ВФС
на инъекционные лекарственные формы, в том числе плазмозамещаю-
щие растворы, средства для парентерального питания. Такие требова-
ния уже введены в ряд зарубежных фармакопей (США, Япония).
Неверной является трактовка этого вопроса таким образом, что
если исходное лекарственное вещество соответствует требованиям по
содержанию тяжелых металлов, то будет соответствовать и лекарствен-
ная форма. Дело в том, что при приготовлении последней источника-
ми загрязнения могут стать технологический процесс, тара, упаковка,
вспомогательные вещества и другие факторы.
Сложность выполнения количественного анализа зависит от числа
компонентов, входящих в состав лекарственной формы.
Большинство применяемых в медицине жидких лекарственных
форм содержит одно лекарственное веществ. Но и в таких растворах
возможно образование продуктов взаимодействия между лекарствен-
ным веществом и растворителем, что нельзя не учитывать при выпол-
нении анализа. Иногда жидкие лекарственные формы содержат кроме
препаратов, растворителей различные стабилизаторы (сульфит, гид-
росульфит натрия), антибактериальные добавки (бензойная кислота),
т. е. представляют собой растворы нескольких компонентов. Наполни-
тели, стабилизаторы и другие вспомогательные вещества включают
твердые лекарственные формы.
При анализе таблеток, драже, гранул, линиментов, мазей, пилюль,
капсул, включающих даже одно лекарственное вещество, как правило,
его предварительно отделяют от основы или наполнителя. Газообраз-
ные лекарственные формы перед выполнением анализа пропускают
через растворитель, а затем выполняют испытание с полученным раст-
вором препарата.
Характерная особенность анализа многокомпонентных лекарствен-
ных форм заключается в том, что способы определения индивидуаль-
ных веществ не дают положительных результатов при использовании
их для анализа смесей. Поэтому вначале необходимо выбрать условия,
позволяющие анализировать одно лекарственное вещество в присутст-
вии другого или предварительно отделить их друг от друга и от вспо-
могательных веществ. При этом следует иметь в виду, что каждый из
компонентов смеси характеризуется определенными физическими и
химическими свойствами. Они могут вызывать различные процессы
взаимодействия (например, явления адсорбции, гидролиза и т. д.). Все
это усложняет процесс количественного определения компонентов.
Сложной операцией является разделение ингредиентов, содержа-
щихся в лекарственной форме, и выделение индивидуальных лекарст-
302
венных веществ. Для этого необходимы различные (нередко трудоем-
кие) методы экстракции и разделения. Поэтому там, где это возможно,
стремятся использовать методики, позволяющие анализировать компо-
ненты смеси при совместном присутствии.
При выборе способов количественного определения без экстракции
лекарственного вещества вначале необходимо убедиться, что сопутству-
ющие ингредиенты не влияют на результаты анализа. Для этого про-
водят испытания на модельных смесях. Их готовят, отве-
шивая на аналитических весах навески каждого препарата, которые
смешивают с соответствующими наполнителями, соблюдая технологи-
ческие правила приготовления таблеточной массы. Затем выполняют
анализ, используя различные методики. Оптимальной из них будет та,
которая позволяет получить наиболее точные результаты.
Если положительных результатов получить не удается, то необхо-
дима предварительная полная экстракция лекарственного вещества с
последующим его количественным определением. Выбор экстрагентов
и оптимальных методик также осуществляют на модельных смесях.
Таким образом, независимо от агрегатного состояния как одноком-
понентные, так и многокомпонентные лекарственные формы имеют
свои специфические особенности качественного и количественного
анализа. Количественное определение может быть выполнено либо с
предварительным выделением лекарственного вещества из лекарствен-
ной формы, либо без отделения от других компонентов или вспомога-
тельных веществ.
6.2. НОРМАТИВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К КАЧЕСТВУ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ
Лекарственные формы изготавливают заводы медицинской про-
мышленности, фармацевтические фабрики и аптеки. Приготовленные
на заводах медицинской промышленности лекарственные формы назы-
вают также готовыми лекарственными средств а-
м и (ГЛС). Контроль их качества осуществляют в соответствии с
требованиями нормативно-технической документации (ГФ, ФС, ВФС).
Построение и изложение содержания ФС на лекарственные формы
осуществляются в строгом соответствии с ОСТ 42-1—-71.
В заглавии ФС дается наименование лекарственной формы на
латинском и русском языках. Разделы фармакопейной статьи даются в
такой последовательности: состав; описание; растворимость; подлин-
ность; прозрачность и цветность; предел кислотности, щелочности или
pH; сухой остаток; содержание спирта; температура кипения; плот-
ность; показатель преломления; угол вращения; вязкость; определение
303
воды; тяжелые металлы; количественное определение; методы контро-
ля; упаковка; маркировка; транспортирование; хранение; срок годнос-
ти. Отдельные разделы могут совмещаться; а в случае необходимости
могут вводиться другие разделы (испытание на токсичность, пироген-
ность, стерильность и т. д.).
Большинство разделов фармакопейных статей на лекарственные
формы по своему объему и содержанию мало отличаются от соответст-
вующих разделов фармакопейных статей на лекарственные вещества.
Но есть и некоторые характерные особенности. Главная из них заклю-
чается в том, что подавляющее большинство лекарственных форм
представляют собой многокомпонентные системы. Они либо содержат
два или несколько лекарственных веществ, либо одно лекарственное
вещество в сочетании с различными по химической структуре вспомо-
гательными веществами. Перед приготовлением лекарственных форм
все указанные компоненты подвергаются испытаниям в соответствии с
требованиями НТД. В процессе получения и хранения они могут пре-
терпевать различные физические и химические превращения как под
влиянием внешних факторов, так и в результате взаимодействия друг
с другом. Вот почему разрабатываются нормативные требования к
качеству лекарственных форм, в том числе к ГЛС. Особенности их
стандартизации нашли отражение в ГФ и другой НТД.
В ГФ XI, вып. 2 приведены общие статьи на лекарственные формы.
В них описаны также основные требования к качеству лекарственных
форм, даны указания по проведению испытаний различных характе-
ристик и параметров, указаны допустимые нормы отклонений массы,
объема, размеров частиц и др. Здесь же указаны требования к упаков-
ке, маркировке и по хранению лекарственных форм.
Впервые в ГФ XI включены требования к однородности
дозирования сухих лекарственных форм, имеющих массу
0,05 г и менее (таблетки, капсулы). Это испытание позволяет устано-
вить однородность содержания лекарственного вещества в одной таб-
летке (капсуле).
При выполнении по НТД количественного анализа таких лекарст-
венных форм результаты, как правило, представляют собой среднюю
величину, которая рассчитывается после анализа смеси нескольких
доз. Однако содержание лекарственного вещества в одной дозе остает-
ся при этом неизвестным. Между тем в процессе получения лекарст-
венных форм фактическое его содержание может колебаться в зависи-
мости от соблюдения технологии, в том числе таких процессов, как
перемешивание, приготовление гранулятов, таблетирование и др. Осо-
бенно важен контроль однородности дозирования в детских лекарст-
венных формах.
304
В данном разделе будут рассмотрены только основные общие осо-
бенности выполнения испытаний различных видов лекарственных
форм. Методики этих испытаний описаны в ГФ XI, вып. 2 (с. 136—
162). При этом будет обращено внимание на те испытания и дополни-
тельные требования, которые впервые включены в ГФ XI. Конкретные
значения того или иного параметра приводятся в частных статьях.
Там же даются рекомендации о выполнении испытания, если оно
отличается от приведенного в общей статье.
Таблетки. Подвергают испытанию на распадаемость. Если нет
указаний в частной статье, то таблетки должны распадаться в течение
15 мин, а покрытые оболочкой — не более 30 мин. Кишечно-раствори-
мые таблетки не должны распадаться в течение 1 ч в растворе соляной
кислоты, но должны в течение того же времени распадаться в растворе
натрия гидрокарбоната. Прочность таблеток на истирание должна
быть не менее 75%. Лекарственное вещество, содержащееся в таблетке,
должно растворяться в воде за 45 мин не менее чем на 75%. Уточнены
требования к колебанию средней массы таблеток и к содержанию в
них лекарственных веществ. Среднюю массу определяют взвешиванием
20 таблеток с точностью до 0,001 г. Отклонения от средней массы
допускаются ±7,5% для таблеток массой 0,1—0,3 г и ±5% для таблеток
массой 0,5 г и более. Масса таблеток, полученных методом наращива-
ния, не должна отличаться от средней массы более чем на ±15%. Опре-
деление содержания лекарственных веществ в таблетках выполняют с
помощью методик, приведенных в частных статьях. Отклонения долж-
ны составлять: ±15% при дозе лекарственного вещества до 0,001 г;
±10% — от 0,001 до 0,01 г; ±7,5% — от 0,01 до 0,1 г; ±5% — от 0,1 г и
более. Испытания однородности дозирования проводят для таблеток
без оболочки с содержанием 0,05 г и менее лекарственного вещества, а
для таблеток, покрытых оболочкой, — 0,01 г и менее. Отклонения в
дозировке лекарственного вещества не должны превышать ±15%. Конт-
ролируют также содержание в таблетках талька и аэросила.
Гранулы. Размер гранул определяют с помощью ситового анализа.
Он должен быть 0,2—3 мм, а число более мелких и более крупных
гранул не должно превышать 5%. Испытание распадаемости гранул
проводят из навески 0,5 г, так же как и для таблеток. Время распада-
емости не должно превышать 15 мин. В общую статью введено требо-
вание об определении влаги. Для определения содержания лекарствен-
ных веществ в гранулах берут навески не менее чем из 10 растертых
гранул. Отклонения в содержании компонентов не должны превышать
±10%.
Капсулы. Контролируют среднюю массу капсул. Отклонение от нее
каждой капсулы не должно превышать ±10%. Подобно тому, как это
305
делают в отношении таблеток, контролируют распадаемость и раство-
римость капсул, а также определяют однородность дозирования для
капсул, содержащих 0,05 г и менее лекарственного вещества. Количес-
твенное определение и другие испытания лекарственных веществ,
содержащихся в капсулах, выполняют в соответствии с методиками,
приведенными в частных статьях, используя для этой цели содержи-
мое от 20 до 60 капсул.
Порошки. Устанавливают отклонения, допустимые в массе дозиро-
ванных порошков. Они могут быть ±15% при массе порошка до 0,10 г,
±10% — от 0,11 до 0,30 г, ±5% — от 0,31 до 1,00, ±3% — свыше 1,00.
Способы идентификации и количественного определения однокомпо-
нентных порошков не отличаются от анализа входящих в их состав
лекарственных веществ, если в порошке отсутствуют вспомогательные
вещества. При анализе сложных порошков следует учитывать возмож-
ное влияние других компонентов и вспомогательных веществ.
Суппозитории. Визуально определяют однородность на продольном
срезе суппозитория. Средняя масса устанавливается взвешиванием с
точностью до 0,01 г, отклонение не должно превышать ±5%. Суппози-
тории, изготовленные на липофильных основах, контролируются по
температуре плавления определяемой методом 2а (ГФ XI, вып. 1,
с. 18). Она не должна превышать 37° С. Если эту температуру устано-
вить невозможно, то определяют время полной деформации (ГФ XI,
вып. 2, с. 153), которое должно быть не более 15 мин. Для суппозито-
риев, изготовленных на гидрофильных основах, в ГФ XI впервые
включен показатель ’’растворение”. Определяют при (37±1)°С время
растворения, которое не должно превышать 1 ч. Способы определения
количественного содержания действующих веществ и однородности их
дозирования указываются в частных статьях.
Настойки. В настойках определяют содержание спирта (ГФ XI,
вып. 1, с. 26) или плотность (там же, с. 24). Содержание действующих
веществ устанавливают с помощью методик, указанных в частных
статьях. Кроме того, определяют сухой остаток, полученный после
выпаривания в бюксе досуха 5 мл настойки и высушивания его в
течение 2 ч при (102,5±2,5)°С. В таком же объеме настойки после
сжигания и прокаливания ее смеси с 1 мл концентрированной серной
кислоты определяют содержание тяжелых металлов (ГФ XI, вып. 2,
с. 149).
Экстракты. В экстрактах, как и в настойках, определяют плотность
или содержание спирта, действующих веществ, тяжелых металлов.
Устанавливают также массу сухого остатка, а в густых и сухих экст-
рактах — содержание влаги [высушиванием в сушильном шкафу при
(102,5 ± 2,5)°С].
306
Аэрозоли. При проверке качества аэрозолей проводят измерение
давления внутри баллона с помощью манометра при комнатной темпе-
ратуре. Это испытание выполняют, если пропеллентом служит сжатый
газ. Производят проверку упаковки на герметичность. Определяют в
дозированных аэрозолях среднюю массу препарата в одной дозе, отк-
лонения в которой допускаются не более ±20%. Устанавливают про-
цент выхода содержимого упаковки путем удаления его из баллона с
последующим взвешиванием. Количественное содержание действую-
щих веществ определяют в соответствии с требованиями частных ста-
тей. Отклонение от прописанных количеств не должно превышать
±15%.
Мази. Общим испытанием является метод определения размера
частиц лекарственных веществ в мазях (ГФ XI, вып. 2, с. 146). Для
этой цели впервые рекомендован биологический микроскоп с окуляр-
ным микрометром МОВ-1. Нормы размера частиц указываются в част^-
ных статьях. Там же приведены способы качественного и количествен-
ного анализа лекарственных веществ, содержащихся в мазях.
Пластыри. Состав пластырей, показатели их качества, методики
испытаний описаны в частных статьях.
Капли глазные. Основными для этой лекарственной формы явля-
ются испытания на стерильность и на наличие механических включе-
ний. Испытание на стерильность приведено в ГФ XI, вып. 2 (с. 187), а
на механические включения — в инструкции, утвержденной М3 РФ.
Количественное содержание ингредиентов, входящих в состав глазных
капель, определяют по методикам, приведенным в частных статьях.
Инъекционные лекарственные формы вводятся в организм в ткани
и жидкости, т. е. минуя естественные защитные барьеры. Вот почему к
ним предъявляется ряд дополнительных требований по сравнению с
лекарствами, применяемыми наружно или перорально. Эти требования
находятся также в зависимости от вида инъекционной лекарственной
формы: водные растворы, масляные растворы, суспензии, эмульсии,
стерильные порошки или таблетки, растворяемые перед введением.
Особого контроля требуют инъекционные растворы, вводимые внутри-
венно в больших количествах.
Во всех фармакопеях мира регламентируются такие характеристи-
ки, как внешний вид, в том числе окраска и прозрачность инъекцион-
ных растворов, отсутствие механических примесей, апирогенность,
стерильность, объем раствора или количество препарата, содержание
действующего вещества. Иногда контролю подвергаются номенклатура
и количество вспомогательных веществ, в том числе консервантов, pH и
изотоничность растворов, упаковка, маркировка и т. д. Однако
требования к этим характеристикам неоднозначны.
307
Инъекционные суспензии проверяются на гомогенность. Сущность
испытания состоит в том, что после встряхивания в течение сщределей-
ного времени они должны оставаться гомогенными. Это косвенно под-
тверждает отсутствие крупных частиц. Более совершенным является
акустический метод контроля размера частиц суспензий й эмульсий,
основанный на измерении коэффициента поглощения ультразвука.
Всеми фармакопеями нормируется объем наполнения ампул инъек-
ционным раствором. Этим достигается правильность дозировки лекар-
ственного вещества. В некоторых фармакопеях требуется строгое соб-
людение объема, указанного на этикетке, в других указывается верх-
ний предел, в третьих — верхний и нижний пределы содержания. В
соответствии с требованиями ГФ XI, вып. 2 (с. 140) объем инъекцион-
ных растворов не должен быть меньше номинального после отбора из
сосуда шприцем, вытеснения воздуха и заполнения иглы, для сосуда
вместимостью 50 мл и более — после выливания в калиброванный
цилиндр при комнатной температуре.
Для сухих инъекционных лекарственных веществ также регламен-
тируется точность дозирования. Нормы допустимых отклонений, ука-
занные либо в общих, либо в частных статьях, довольно близки и
обычно колеблются в пределах ±(3—5)%. По ГФ XI в стерильных сухих
лекарственных формах определяют среднюю массу, взвешивая с точ-
ностью до 0,001 г. Отклонения содержимого одного сосуда не должно
превышать ±15% (от средней массы). При массе содержимого сосуда
0,1 г и менее отклонение допустимо ±10%, при массе 0,3—0,1 г — ±7,5%,
а при 0,3 г и более — ±5%. Сухие стерильные лекарственные формы
для инъекций и суспензии при массе содержимого сосуда 0,05 г и
менее подвергают испытанию на однородность дозирования. Она не
должна отклоняться от номинального количества более чем на ±15%.
Помимо нормирования лекарственных веществ в инъекционных
лекарственных формах ряд фармакопей регламентируют содержащие-
ся в них вспомогательные вещества, обеспечивающие их стабильность
и консервирование. Они должны быть безвредными для организма
человека и не вступать в химическое взаимодействие с действующим
веществом. В ГФ XI уточнены виды вспомогательных веществ, а для
некоторых из них (фенол, крезол, сульфиты, хлорбутанол) предусмот-
рены допустимые количества (от 0,2 до 0,5%).
Во многих фармакопеях отмечается необходимость изотоничности
инъекционных растворов. В гипотонические растворы необходимо
вводить для повышения осмотического давления натрид хлорид, глю-
козу или некоторые другие вещества. В ГФ XI также введено требова-
ние об изогидричности и изотоничности отдельных инъекционных
растворов. Предусмотрено определение прозрачности по сравнению с
308
водой для инъекций или соответствующим растворителем. Окраску
устанавливают, сравнивая с эталонами цветности. Условия выполнения
испытаний приведены в частных ФС (ВФС).
По-разному указываются в фармакопеях требования к значению pH
инъекционных растворов. Обычно отмечается, что pH должно быть
близкой к нейтральной, иметь нижнее значение pH 5 или находиться в
пределах от 3 до 8.
На каждой ампуле (сосуде) указывают название лекарственного
средства, его содержание (%) или активность (ЕД), объем или массу и
номер серии. Хранят инъекционные лекарственные формы в упаковке,
обеспечивающей их стабильность, в течение указанного в ФС срока
годности.
Испытания на отсутствие в инъекционных растворах механических
примесей выполняют визуально или с помощью приборов, основанных
на фотоэлектрическом или кондуктометрическом принципах регистра-
ции частиц. В ГФ СССР и некоторых других стран (Польша, Венгрия,
Япония) предусмотрен визуальный контроль в свете рефлекторной
лампы. Условия осмотра и оценки качества, а также порядок, техника
и скорость проведения контроля в аптеках регламентированы ’’Инст-
рукцией по контролю инъекционных растворов на механические вклю-
чения” (И 42-3—85). В аптеках инъекционные растворы подвергаются
двум видам контроля: первичному и вторичному. Первичный контроль
выполняется после фильтрования и розлива. Осмотру подлежит каж-
дый флакон и при обнаружении механических загрязнений его содер-
жимое перефильтровЫваегся и вновь контролируется. Вторичному
контролю подвергаются все флаконы, прошедшие стерилизацию. При
обнаружении механических загрязнений они бракуются и вторичному
фильтрованию и стерилизации не подлежат.
В целях /повышения объективности визуальной оценки инъекцион-
ных растворов в условиях аптеки используют специальное устройство
УК-2, представляющее собой подвижно смонтированный корпус с
двусторонним черно-белым экраном и осветителем. Оно обеспечивает
оптимальное и равномерное освещение контролируемых объектов,
высокую контрастность фона и отсутствие бликов на экране. Контро-
лируют содержимое флаконов с инъекционными растворами просмат-
риванием невооруженным глазом на черном и белом фоне, освещенном
матовой лампой 40 Вт. Расстояние между флаконом и глазом контро-
лера должно быть 25—30 см, угол оптической оси просмотра к направ-
лению света 90—120°.
Визуальный метод контроля инъекционных растворов на механи-
ческие включения является весьма субъективным и находится в зави-
симости от таких факторов, как острота зрения контролера, дремя
309
просмотра, освещенность фона, количество сосудов, находящихся в
зоне осмотра.
В отличие от требований инструкции И 42-3—$5 в фармакопеях
зарубежных стран при контроле на механические включения учитыва-
ется объем сосуда, содержащего испытуемый инъекционный раствор.
Принято считать сосуд вместимостью до 100 мл малым объе-
мом и свыше 100 мл — большим объемом. В Британской
фармакопее (1988 г.) для малых объемов используется визуальный
метод определения чистоты. Для контроля инъекционных растворов в
больших объемах используются кондуктометрические и спектрофото-
метрические счетчики механических включений. В фармакопее США
XXII издания для контроля малых объемов наряду с визуальным
методом рекомендован светопоглощающий счетчик частиц типа
”Хайк—Ройко”. Для контроля инъекционных растворов большого
объема используется мембранно-микроскопический метод и допускает-
ся в 1 мл 50 частиц, равных 10 мкм и более, и до 5 частиц, равных 25
мкм и более. Указанные методы более объективны, чем визуальные, и
в перспективе должны быть взяты на вооружение в медицинской про-
мышленности нашей страны.
В целях обеспечения безвредности инъекционных лекарственных
форм все фармакопеи, в том числе ГФ XI, предъявляют к ним требова-
ния в отношении токсичности, стерильности и апирогенности. Прин-
ципиальные основы этих испытаний описаны в разд. 5.5.4.
Глазные лекарственные пленки (ГЛП). Эта лекарственная форма
пока не включена в ГФ XI. Готовят ГЛП из биорастворимой полимер-
ной основы различного состава, например акриламид — 60 г, винил-
пирролидон — 20 г, этилакрилат — 20 г и др. Фармацевтическое иссле-
дование ГЛП предполагает изучение физико-химических свойств,
стабильности в процессе стерилизации и длительного хранения. При
характеристике по ФС (ВФС) внешнего вида оцениваются такие пока-
затели, как прозрачность, цветность, хрупкость и слипаемость пленок.
Качество ГЛП характеризуют растворимость в слезной жидкости,
количественное содержание лекарственного вещества, pH водного раст-
вора (4,5—9,0), а также биологическая доступность. Наиболее объек-
тивным критерием точности дозирования лекарственного вещества
является его количественное содержание в ГЛП, которое определяется
спектрофотометрическим, фотоколориметрическим методами или их
сочетанием с различными хроматографическими методами (ТСХ,
бумажной и др.). Методы разделения используют только в тех случа-
ях, когда биополимер оказывает мешающее влияние при определении.
Отделить биополимер можно осаждением ацетоном. Биологическую
310
доступность определяют объективным и легковоспроизводимым мето-
дом диализа через полупроницаемую мембрану.
При оценке качества ГЛП устанавливают среднюю массу, стандар-
тизация которой обеспечивает точность дозирования лекарственных
веществ. При дозировке 0,0001 г допустимые отклонения не должны
превышать ±20%, при 0,001 г — ±15%, при 0,01 г — ±10%. Важным
фактором является также содержание влаги, влияющее на стабиль-
ность лекарственных веществ в пленках в процессе хранения и отра-
жающее пригодность упаковки.
Перечисленные показатели используют при составлении ВФС и ФС
на ГЛП, но они могут содержать и другие, более специфические требо-
вания.
Анализ гомеопатических лекарственных средств. Нетрадиционные
гомеопатические методы лечения получают в России все большее
распространение. Расширяется сеть аптек, реализующих гомеопатичес-
кие средства минерального, растительного и животного происхожде-
ния. Однако методы контроля этой группы лекарственных средств
пока еще практически отсутствуют, за исключением сравнительно
небольшой номенклатуры. Отсутствует Российская гомеопатическая
фармакопея. Трудности оценки качества указанных лекарственных
средств обусловлены высокими разведениями. В результате чувстви-
тельность используемых в фармацевтическом анализе химических и
даже физико-химических методов оказывается недостаточной для
обнаружения и определения лекарственных веществ, входящих в сос-
тав ряда гомеопатических средств.
Если биологически активное вещество содержится в настойках,
эссенциях, мазях, суппозиториях, опподельдоках в разведении до 2 С
(2-сотенное, или 0,0001), то их анализ и стандартизация практически
не отличаются от контроля качества лекарственных форм, используе-
мых в аллопатической практике. Лекарственные средства в разведении
2С~ЗС (10-4—10"6) анализируют после проведения специальных прие-
мов концентрирования с помощью упаривания, сжигания содержащих-
ся в них лекарственных веществ, с последующим, определением одним
из физико-химических методов исходя из его разрешающей способ-
ности. При более чем ЗС-разведении (10“6) достаточно установить
подлинность лекарственного вещества, содержащегося в одной разовой
или суточной дозе. При очень высоких разведениях, до 50С (10'10°),
контроль качества гомеопатического средства существующими метода-
ми выполнить невозможно. Для таких лекарств контроль качества
осуществляют на стадии получения, строго контролируя технологичес-
кий процесс. Качество контролируют при закладке ингредиентов и
фиксируют в акте загрузки. Каждый ингредиент подвергают предва-
311
рительному анализу. Во всех перечисленных случаях для анализа и
стандартизации гомеопатических лекарственных средств используют
хроматографические (ГЖХ, ВЭЖХ), фотометрические, флуоресцент-
ные и другие методы.
6.3. ФАРМАКОПЕЙНЫЙ АНАЛИЗ ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ
6.3.1. Основные этапы выполнения анализа
Во всех фармакопеях мира важное место отведено анализу лекарст-
венных форм. Около 30% частных фармакопейных статей содержат
требования к качеству инъекционных растворов, таблеток, драже,
мазей, присыпок. Подавляющее большинство из них включает одно
лекарственное вещество. Систематизация сведений об испытаниях
подлинности, чистоты и количественном определении однокомпонент-
ных лекарственных форм позволяет сделать заключение об общих
принципах оценки их качества.
Испытания на подлинность выполняют, как пра-
вило, с помощью химических реакций, указанных в фармакопейных
статьях на индивидуальные вещества, входящие в состав данной ле-
карственной формы. Некоторые лекарственные вещества предваритель-
но извлекают из лекарственной формы органическими растворителями
и выполняют испытания.
Лекарственные вещества, содержащиеся в растворах для инъекций,
как правило, испытывают на подлинность так же, как соответствую-
щие индивидуальные вещества. Иногда раствор выпаривают досуха, а
затем с остатком выполняют одно или несколько испытаний на под-
линность. Растворы солей органических оснований, как правило, пред-
варительно нейтрализуют щелочами, а затем основания извлекают
органическими растворителями.
Таблетки и драже перед испытанием на подлинность растирают в
порошок, взбалтывают с водой или другим растворителем (этанолом,
эфиром, хлороформом, ацетоном, бензолом, раствором соляной или
уксусной кислоты, раствором аммиака или гидроксида натрия) и
фильтруют. Затем с фильтратом выполняют испытания на подлин-
ность, используя реакции, рекомендуемые ГФ XI для данного лекарст-
венного вещества. При плохой растворимости процесс экстракции
выполняют при нагревании до определенной температуры. Иногда
реактив добавляют непосредственно к порошку растертых таблеток
или извлекают препарат и выполняют испытания с остатком (после
удаления органического экстрагента).
312
Из мазей лекарственное вещество предварительно экстрагируют
эфиром или другим растворителем. Для этого мазь обрабатывают
разведенной серной, соляной или уксусной кислотой при перемешива-
нии и нагревании на водяной бане, затем охлаждают и фильтруют.
Фильтрат испытывают с помощью химических реакций на соответству-
ющие ионы или функциональные группы.
Масляные растворы перед выполнением испытаний растворяют в
бензоле, петролейном эфире, хлороформе или лекарственное вещество
извлекают смесью растворителей. Подлинность извлеченного лекарст-
венного вещества подтверждают либо по температуре плавления (само-
го препарата или его производного), либо цветными или осадочными
реакциями, либо с помощью тонкослойной хроматографии.
Для испытания подлинности ГФ XI рекомендует использовать
спектрофотометрию в УФ-области. Из порошка растертых таблеток
или драже извлекают лекарственное вещество (водой или другим раст-
ворителем). Затем измеряют УФ-спектр и устанавливают наличи •
максимума светопоглощения при определенной длине волны или опти-
ческую плотность в максимуме светопоглощения либо рассчитывают
значения отношений оптических плотностей при различных максиму-
мах. Более объективна идентификация лекарственных веществ путем
сравнения с УФ-спектрами стандартных образцов.
Количественный анализ однокомпонентных лекарст-
венных форм выполняют в несколько этапов.
Отбор пробы и взятие навески. При анализе твердых (таблетки,
драже, гранулы) и жидких (растворы, сиропы) лекарственных форм
обычно руководствуются общими правилами отбора проб. Вначале
отбирается необходимое количество таблеток (драже) или жидкости.
Оно должно быть достаточным для того, чтобы результаты анализа
были точными для всей лекарственной формы. Затем после перемеши-
вания или растирания отвешивают навеску. Процесс растирания необ-
ходим для получения гомогенной массы, в которой лекарственное
вещество было бы равномерно распределено во всем объеме пробы. Не
подвергают растиранию только таблетки, покрытые оболочкой, и
драже. Лекарственное вещество в таких таблетках и драже распределе-
но неравномерно, и колебания в массе отдельных таблеток будут зна-
чительно влиять на результаты определения. Количественный анализ
таких лекарственных форм проводят из определенного числа таблеток,
например таблетки метионина, покрытые оболочкой, таблетки глута-
миновой кислоты, покрытые оболочкой.
Подготовка лекарственной формы к анализу. На этом этапе прово-
дят растворение (иногда с нагреванием).
313
Растворяют навеску в мерной колбе и отбирают аликвотную часть
ее для выполнения измерения.
Выбор растворителя осуществляется с учетом растворимости лекар-
ственного вещества и других компонентов лекарственной формы, а
также используемого метода количественного определения. Так, ди-
медрол в таблетках количественно определяют методом нейтрализации
в неводной среде и поэтому в качестве растворителя используют без-
водную уксусную кислоту. Целесообразно использование смешанных
растворителей. При определении фтивазида в таблетках в качестве
растворителей применяют безводную уксусную кислоту и хлороформ,
а дегидрохолевой кислоты — этанол и воду.
Для растворения жидких лекарственных форм чаще всего применя-
ют воду, а масляных растворов — этиловый и метиловый спирты,
бензол, петролейный эфир.
Извлечение лекарственного вещества из лекарственной формы.
Извлечение лекарственного вещества осуществляют для более пра-
вильной и точной оценки его содержания в лекарственной форме.
Данный этап является неизбежным, когда в лекарственной форме
присутствуют ингредиенты, мешающие количественному определению
лекарственного вещества. Поэтому необходимо либо выделять индиви-
дуальное лекарственное вещество, либо отделять мешающие компонен-
ты. Для полного или частичного разделения компонентов лекарствен-
ной формы используют различные способы: фильтрование, центрифу-
гирование, экстракцию, а также экстракцию в сочетании с отгонкой.
Наиболее часто для отделения лекарственного вещества применяют
фильтрование. К экстракционным методам можно отнести извлечение
лекарственного вещества или продуктов его превращения (органичес-
кого основания, комплекса или ионного ассоциата). Для разделения
используют также экстракцию в сочетании с бумажной хроматогра-
фией или ТСХ.
Создание условий, необходимых для выполнения определения.
После проведения предыдущих операций возможно определение ле-
карственного вещества с помощью титриметрических или физико-
химических методов. Однако чаще всего необходимо создание специ-
альных условий. Они диктуются прежде всего методом, с помощью
которого проводят количественную оценку препарата в данной лекарс-
твенной форме. Для комплексонометрии — это создание необходимого
pH среды; для метода нейтрализации в неводных средах — добавление
ацетата ртути (II) при определении галогеноводородных солей орга-
нических оснований; при использовании броматометрии или нитрито-
метрии — добавление в реакционную смесь бромида калия и создание
кислой среды и т. д. Иногда необходимо извлечение продукта взаимо-
314
действия определяемого вещества с титрантом или предупреждение
процесса его гидролиза. Для получения практически нерастворимых
осадков при использовании гравиметрического метода применяют
органические или неорганические реактивы. Добавление реактивов
необходимо и при проведении фотоколориметрического определения
препаратов в лекарственных формах.
Выполнение измерений по определению содержания лекарственного
вещества в лекарственной форме. Количественный анализ может быть
осуществлен гравиметрическим, титриметрическими, физико-химичес-
кими и биологическими методами.
Гравиметрический метод в анализе лекарственных
форм применяют редко, поскольку он весьма трудоемок и длителен во
времени.
Титриметрические методы используют наиболее
часто для количественной оценки фармакопейных препаратов в лекар-
ственных формах. Возможность применения титриметрических методов
определяется следующими основными факторами: доступностью спосо-
бов обнаружения точки эквивалентности; дозировкой препарата в
лекарственной форме (при малых дозах из-за низкой чувствительности
метода необходимы слишком большие навески лекарственной формы);
влиянием растворителей, наполнителей, стабилизаторов, консервантов
и т. д. Эти ограничения послужили главной причиной того, что неред-
ко для количественного определения лекарственного вещества в лекар-
ственной форме используют не тот метод, который рекомендует НТД
для той же субстанции.
Из применяющихся титриметрических методов наиболее распрост-
ранены методы нейтрализации в водных и не-
водных средах. С помощью этих методов определяют лекарст-
венные вещества, представляющие собой органические и неорганичес-
кие кислоты, основания, их соли, а также лекарственные формы, со-
держащие алкалоиды и их синтетические аналоги.
Для определения в лекарственных формах препаратов, обладающих
окислительно-восстановительными свойствами, используют методы
окислительно-восстановительного титрования: иодометрию, иодатомет-
рию, броматометрию, перманганатометрию, цериметрию. Так, иодомет-
рически анализируют препараты, содержащие альдегидные, гидразид-
ные, амидные, аминные, лактамные группировки. Характерно, что
окислительно-восстановительные реакции ионов протекают достаточно
быстро. Это позволяет применять прямое титрование. При окислении
органических соединений обычно добавляют избыток титранта, а
затем проводят обратное титрование.
Методом нитритометрии определяют лекарственные
315
формы, содержащие сульфаниламидные препараты, производные п-
аминобензойной кислоты (ПАБК) и аминофенолов.
В анализе лекарственных форм распространены также методики
анализа препаратов, основанные на методах осаждения.
Прежде всего это аргентометрический метод, использующийся для
количественной оценки в лекарственных формах препаратов галогени-
дов щелочных металлов, хлороводородных солей синтетических орга-
нических оснований (в том числе алкалоидов), солей четвертичных
оснований. Для определения галогенидов применяют меркуро-
м е т р и ю. В условиях аптеки иодиды в лекарственных формах мож-
но определить меркури, метрическим методом. С
целью замены дорогостоящего нитрата серебра и исключения токси-
ческого влияния соединений ртути разработан метод определения
иодидов, основанный на их окислении до элементного иода. Послед-
ний титруют тиосульфатом натрия. В качестве окислителя использо-
ван сульфат меди при pH 1,0—2,0. Низкий окислительный потенциал
этого соединения меди исключает его влияние на процесс титрования
в точке эквивалентности даже при условии некоторого избытка.
Комплексонометрию используют для количественного
определения препаратов кальциевых и магниевых солей минеральных
и органических кислот в растворах и таблетках.
Иногда титриметрические методы нецелесообразно применять из-за
низкой чувствительности. Так, для получения достаточно точных
результатов (при условии расхода 20 мл 0,1 М раствора титранта)
необходимо брать на анализ очень большие количества лекарственных
форм: около 500 мл раствора платифиллина гидротартрата для инъек-
ций 0,2%; 670 мл раствора атропина сульфата для инъекций 0,1%;
1500 мл раствора скополамина гидробромида для Инъекций 0,05%; 40
таблеток резерпина (по 0,1 мг). Поэтому в этих случаях титриметри-
ческие методы замены чувствительными физик о-х и м и ч е с -
кими методами.
Оптические методы (спектрофотометрия, фотоколори-
метрия) и экстракционн о-ф отометрический ме-
тод чаще всего применяют для определения малых количеств препа-
ратов в лекарственных формах Наибольшее число методик приходит-
ся на долю спектрофотометрии. Ее используют в анализе
лекарственных форм, содержащих такие группы биологически актив-
ных веществ и их синтетических аналогов, как антибиотики (таблетки
гризеофульвина и левомицетина), гормоны (таблетки синэстрола,
преднизона, прегнина, преднизолона, метилтестостерона, кортизона
ацетата), витамины и др. Фотоколориметрию, так же как и спектрофо-
тометрию, чаще всего используют для определения в лекарственных
316
формах препаратов биологически активных веществ или их синтети-
ческих аналогов. Этим методом анализируют также лекарственные
формы, содержащие некоторые производные 5-нитрофурана (таблетки
фурадонина и фуразолидона).
Экстракционн о-ф отометрическим мето-
дом по НТД анализируют лекарственные формы, содержащие пре-
параты, представляющие собой органические основания и их соли
(таблетки и растворы платифиллина гидротартрата, растворы ацекли-
дина, атропина сульфата, галантамина гидробромида). В качестве
реактивов используют пикриновую кислоту, тропеолиновые и другие
красители. Образующиеся окрашенные продукты извлекают органи-
ческим растворителем (чаще всего хлороформом) и измеряют оптичес-
кую плотность полученного экстракта.
Для количественной оценки содержания скополамина гидроброми-
да в растворах для инъекций используют турбидиметрию,
кордиамина и глюкозы в растворах — рефрактометрию.
Полярографически определяют содержание келлина,
фолиевой кислоты и пиридоксина гидрохлорида в таблетках, никоти-
намида в растворах для инъекций.
Биологические методы используют в фармакопейном
анализе для количественной оценки в лекарственных формах препара-
тов некоторых сердечных гликозидов. Микробиологически определя-
ют активность ряда антибиотиков. В ГФ XI, вып. 2 впервые включена
общая статья ’’Методы количественного определения витаминов в
лекарственных формах”. В качестве объектов для выполнения анализа
взяты таблетки или драже, содержащие ретинола ацетат (ретинола
пальмитат), тиамина хлорид (тиамина бромид), рибофлавин,
пиридоксина гидрохлорид, цианокобаламин, кислоту никотиновую,
никотинамид, кислоту аскорбиновую, рутин, токоферола ацетат,
кальция пантотенат. Для определения использованы химические,
электрохимические, фотометрические и микробиологические методы
анализа. Методики анализа и способы расчета подробно изложены в
ГФ XI, вып. 2 (с. 41—60).
6.3.2. Обработка результатов измерений
Расчет концентрации лекарственного вещества в лекарственной
форме имеет свои особенности. Наиболее простым является расчет
содержания вещества в однокомпонентных лекарственных формах. В
фармакопейных статьях указаны нижний и верхний пределы содержа-
ния лекарственного вещества в граммах на определенное количество
лекарственной формы. Для растворов приведены пределы содержания
317
лекарственного вещества в 1 мл; для таблеток в пересчете на среднюю
массу или в пересчете на содержание в одной таблетке, покрытой
оболочкой (драже); для мазей и присыпок даны пределы содержания
лекарственного вещества в процентах.
При выполнении анализа титриметрическими методами содержание
лекарственного вещества Z вычисляют в процентах по формуле
Y_ VKT 100
а
(1)
или в граммах по формуле
r_ VKTb
Л — ----,
а
где V — объем титранта, израсходованный на титрование, мл; К
коэффициент поправки титрованного раствора; Т — содержание лекар-
ственного вещества, г, соответствующее 1 мл титрованного раствора;
Ь — общая масса, г, или объем, мл, лекарственной формы; а — навеска,
г, или объем, мл, лекарственной формы.
Формулами (1) и (2) пользуются при прямом титровании. При
обратном титровании используют два титранта, один из которых при-
бавляют в избытке. Расчет выполняют по формуле
г_ (И^- И212)М00
а
(3)
где Hi и И2 — объемы титрантов, мл; К\ и Z2 — их коэффициенты
поправок.
В ряде случаев при выполнении анализа необходимо ставить конт-
рольный опыт. Концентрацию определяемого вещества (I) при этом
вычисляют по формуле
х = (Ик-Ко)А7-100, (4)
где Ик и Ио — объемы титрантов, затраченные соответственно в конт-
рольном опыте и при титровании анализируемого лекарственного
вещества, мл.
Если анализ выполняют методом обратного титрования и при этом
необходимо отфильтровать осадок, выпавший после добавления тит-
ранта, то отбирают и титруют аликвотную часть фильтрата. Расчет
при этом выполняют по формуле
318
г_ (ик-Го) 7 100 Кобщ z.x
где 1ИОбщ — объем мерной колбы, мл; Ц — объем фильтрата, взятый на
титрование, мл.
В случае разведения взятого на анализ объема жидкой лекарствен-
ной формы содержание определяемого компонента (%) вычисляют по
формуле
__ ]\КТ 100
aVv
где Ki — объем титранта, израсходованный на титрование во взятом
объеме, мл; Ц — объем разведения лекарственной формы, взятый на
титрование, мл.
В целях экономии анализируемой лекарственной формы и титранта
необходимо перед выполнением анализа вычислить оптимальные их
количества. Предварительный расчет массы (объема) лекарственной
формы а с концентрацией препарата с (по прописи), на титрование
которой должен быть израсходован оптимальный (5—10 мл) объем
титранта И, осуществляется по формуле
ИГ 100
а —-------.
с
Объем титранта И, который должен быть затрачен на титрование
массы или объема а лекарственной формы с концентрацией препарата
с (по прописи), рассчитывают по формуле
у — са
Т 100’
Если рассчитывают объем титранта, необходимый для определения
массы порошка (мази, суппозитория), то в указанной формуле вместо
100 подставляют массу анализируемой лекарственной формы Ь. При
расчетах объема титранта, необходимого для титрования суммы ингре-
диентов смеси, в знаменатель ставят величину среднего ориентировоч-
ного титра, а в числитель — суммарную концентрацию определяемых
лекарственных веществ.
В зависимости от того, сколько по расчету должно быть израсходо-
вано титранта, используют или микропипетки, или бюретки вмести-
мостью 1—5 мл или бюретки вместимостью 25 мл. Важен также пра-
вильный выбор индикатора и его количества для выполнения одного
319
определения. Так, на 10—20 мл титруемого объема следует прибавлять
1 каплю раствора метилового оранжевого или метилового красного,
5—7 капель фенолфталеина, 15—20 капель железо-аммониевых квасцов,
1—2 мл крахмала и т. д. Эквивалентную точку можно также уста-
навливать потенциометрическим методом.
При выполнении количественного анализа физико-химическими
методами расчет концентрации осуществляют различными способами в
зависимости от метода и других факторов.
При использовании спектрофотометрического определения для
количественного анализа однокомпонентных лекарственных форм
расчет выполняют по удельному показателю поглощения или- по стан-
дартному образцу.
Расчет содержания (I) лекарственного вещества в таблетках в грам-
мах при спектрофотометрическом определении по удельному показате-
лю поглощения (£^^) выполняют по формуле
AbV
Л ~ а 100’
где А — оптическая плотность испытуемого раствора; а — навеска; F —
разведение; b — средняя масса таблетки, г.
При расчете содержания лекарственного вещества (%) в растворах
(в 1 мл лекарственной формы) формула имеет вид
. AV\V
где И — объем лекарственной формы, взятый для разведения, мл; —
общий объем анализируемого раствора, мл.
При количественном спектрофотометрическом определении содер-
жания лекарственного вещества (I) в одной таблетке (г) с помощью
стандартного образца расчет выполняют по формуле
с0Л16
Лоа ’
где со — концентрация раствора стандартного образца; — оптичес-
кая плотность испытуемого раствора; Ло — оптическая плотность раст-
вора стандартного образца.
При расчетах в формулы вносят также значения общей массы (г)
или объема (мл) лекарственной формы; объема мерной колбы, взятой
320
для получения разведения (первого и второго); значения средней
оптической плотности растворителя (масла) или вспомогательного
вещества; объем раствора, взятого для повторного разведения, и дру-
гие величины.
Аналогичным образом рассчитывают концентрацию лекарственного
вещества при фотоколориметрических определениях.
При определении биологическим методом активности лекарствен-
ных форм, включающих сердечные гликозиды, содержание лекарст-
венного вещества рассчитывают в единицах действия (ЕД) на 1 мл
раствора или одну таблетку. Для таблеток антибиотиков, содержание
которых определяют методом диффузии в агар, ГФ XI установлены
допустимые отклонения в пределах 90—110%.
6.4. АНАЛИЗ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ
6.4.1. Качественный анализ лекарственных форм
Трудности в идентификации многокомпонентных лекарственных
форм состоят в том, что один ингредиент может мешать обнаружению
другого или реактив одновременно реагирует с двумя или нескольки-
ми компонентами смеси. Это происходит в случае отсутствия специфи-
ческих реакций на каждый из компонентов. Вместе с тем одни компо-
ненты смеси могут способствовать открытию других. Поэтому в отли-
чие от анализа однокомпонентных лекарственных форм возможны
следующие варианты идентификации лекарственных веществ при
совместном присутствии.
1. Для идентификации подобраны специфические реакции (на
ионы или функциональные группы), при выполнении которых обнару-
жению одного компонента не мешает присутствие другого.
2. Использован реактив, который последовательно реагирует внача-
ле с одним компонентом, затем с другим. Например, раствор формаль-
дегида в концентрированной серной кислоте при обнаружении кодеина
в смеси с кислотой ацетилсалициловой вначале образует сине-фиолето-
вое (кодеин), а затем красное окрашивание (кислота ацетилсалицило-
вая).
3. Реактив взаимодействует с обоими компонентами, но продукты
взаимодействия легко можно разделить. Примером может служить
анализ смеси натрия бензоата и натрия салицилата при воздействии
раствором сульфата меди в присутствии хлороформа. Хлороформный
слой приобретает голубое окрашивание (бензоат-ион), водный — зеле-
ное (салицилат-ион).
11—29 321
4. Один из компонентов смеси в присутствии реактива дает цветную
реакцию на другой компонент. Так можно обнаружить первичные
ароматические амины реакцией азосочетания, если в смеси присутству-
ет резорцин (отпадает необходимость в добавлении ^-нафтола).
5. При добавлении реактивов для обнаружения одного компонента
последовательно открывают остальные. Примером может служить
обнаружение анестезина в смеси с натрия гидрокарбонатом и аналь-
гином реакцией образования азокрасителя. После прибавления соля-
ной кислоты выделяются пузырьки газа (гидрокарбонат-ион), при
последующем добавлении раствора нитрита натрия появляется быстро
исчезающее сине-фиолетовое окрашивание (анальгин) и, наконец, от
добавления щелочного раствора Д-нафтола смесь приобретает красный
цвет (анестезин).
6. Обнаружить один компонент в присутствии других не представ-
ляется возможным без предварительного их разделения. Для этой
цели используют воду, растворы кислот или щелочей, органические
растворители (этанол, эфир, хлороформ). Затем в экстрактах иденти-
фицируют каждый из компонентов.
7. Использование различных видов хроматографии (ВЭЖХ, ГЖХ,
ТСХ) для разделения и идентификации компонентов лекарственной
формы. Например, в ТСХ-анализе использование пластинок ’’Силуфол
УФ-254”. На них наносят раствор или хлороформную вытяжку из
лекарственной формы и раствор стандартного образца вещества-свиде-
теля. После хроматографирования в предварительно подобранных
условиях пятна на хроматограмме проявляют с помощью цветных
реакций или УФ-света. Такие методики применимы в анализе мазей и
аэрозолей, содержащих несколько лекарственных веществ, а также
суммарных препаратов.
8. При анализе жидких лекарственных форм присутствие в них
галеновых препаратов (настоек, экстрактов), а также настоев и отваров
нередко мешает определению других ингредиентов. Поэтому иденти-
фикации обычно должна предшествовать экстракция или разделение
компонентов с помощью бумажной, тонкослойной или других видов
хроматографии.
В некоторых случаях, например в присутствии настоя и настойки
валерианы или настоя пустырника, содержащиеся в них малые коли-
чества алкалоидов, тритерпеновых и прочих соединений не мешают
идентификации других компонентов.
6.4.2. Количественный анализ лекарственных форм
Применение титриметрических методов основано на особенностях
физических и химических свойств ингредиентов, входящих в состав
322
лекарственной формы, причем чем больше сходства в этих свойствах,
тем труднее осуществить определение каждого из компонентов. При
анализе лекарственных форм, содержащих три ингредиента и более,
редко удается найти единый метод, позволяющий определить все
компоненты. Поэтому используют сочетание нескольких методов, осно-
вываясь на особенностях таких физических и химических свойств
ингредиентов, как растворимость, кислотно-основные, окислительно-
восстановительные свойства, возможность взаимодействия с различны-
ми титрантами и реактивами.
Количественный химический анализ лекарственных веществ в мно-
гокомпонентных смесях может быть выполнен без разделения компо-
нентов смеси или после предварительного разделения смеси на от-
дельные компоненты.
6.4.2.1. Количественный анализ без разделения компонентов смеси
Титриметрический анализ лекарственной смеси, включающей два
ингредиента и более, можно выполнить без разделения компонентов.
Для этого подбирают условия, при которых определение одного ком-
понента не мешает определению других. При этом используют титри-
метрические методы, основанные на различии свойств веществ, содер-
жащихся в смеси (кислотно-основных свойств, констант комплексо-
образования, произведений растворимости и др.).
Чаще всего применяют методы, основанные на одновременном тит-
ровании суммы двух компонентов. Затем количественно определяют
содержание одного из этих компонентов, используя методы, основан-
ные на свойствах, присущих только данному веществу. Расчет произво-
дят по разности между количеством миллилитров титрантов (одинако-
вой молярности), затраченных на первое и второе титрование.
Например, смеси хлоридов (натрия, калия, кальция) или броми-
дов (натрия, калия) определяют аргентометрически (индикатор хро-
мат калия или бромфеноловый синий) по сумме их содержания. Сумму
иодидов устанавливают аргентометрическим методом, используя ад-
сорбционный индикатор эозинат натрия. Для определения хлоридов и
бромидов используют также меркуриметрический метод (индикатор
дифенилкарбазон или дифенил карбазид). Этим методом можно оп-
ределить сумму хлоридов (бромидов) и гидрохлоридов (гидроброми-
дов).
При наличии в смеси солей органических оснований (гидрохлори-
дов, гидробромидов, гидроиодидов) и галогенидов (хлориды натрия,
калия) титруют вначале аргентометрически сумму гидрогалогенидов и
галогенидов (индикатор бромфеноловый синий), а затем методом
323
нейтрализации определяют связанную кислоту (индикатор фенолфта-
леин). Содержание галогенида устанавливают по разности.
Один из компонентов может быть определен окислительно-восста-
новительным методом при отсутствии в смеси других окисляющихся
компонентов. Широкие возможности для избирательного определения
одного из компонентов дает иодометрия, с помощью которой можно
оттитровать анальгин, аскорбиновую кислоту и др. Производные фено-
лов (резорцин) определяют в смесях бромато метрическим методом.
Если в смеси содержится легко окисляющееся вещество, то фенол
вначале экстрагируют эфиром.
Первичные ароматические амины (производные п-аминобензойной
кислоты, сульфаниламиды) в отсутствие других окисляющихся компо-
нентов избирательно определяют методом нитритометрии или брома-
тометрии. Этим же методом после предварительного гидрирования
можно определять нитропроизводные (левомицетин), а после гидроли-
за — ацетиламинопроизводные (фенацетин).
Комплексонометрию используют тогда, когда один из компонентов
смеси представляет собой соль кальция, магния, цинка, ртути или
других тяжелых металлов. Если предварительно другим методом была
оттитрована смесь солей с одинаковыми анионами, то установленное
комплексонометрически количество одной из солей затем вычитают из
суммы компонентов. Используя различные индикаторы, можно подо-
брать условия комплексонометрического определения смеси двух солей
(магния и кальция) без предварительного разделения.
Кислотно-основное титрование смесей основано на различии кон-
стант диссоциации компонентов. Поэтому данный метод используют
при наличии в смеси не только одного, но и нескольких компонентов с
кислотно-основными свойствами.
Дифференцированное титрование смесей кислот, оснований или их
солей возможно, если константы диссоциации компонентов смеси раз-
личаются не менее чем в 1000 раз. При этом значение рЩ в первой
точке эквивалентности рассчитывают по формуле
pKai + рКа2
2
Во второй точке эквивалентности рН2 рассчитывают по формулам
для титрования индивидуальных веществ.
Ступенчатое кислотно-основное титрование, основанное на после-
довательном определении компонентов смеси в одной пробе с исполь-
зованием различных индикаторов, применяют при определении ком-
понентов лекарственных форм, содержащих карбоновые кислоты и их
324
соли в сочетании с барбитуратами или органическими основаниями,
аминокислоты в смеси с кислотой аскорбиновой, никотиновой и др.
Титрование может быть затруднено из-за наложения окрасок индика-
торов. В таком случае нужно либо улучшить подбор индикатора, либо
проводить анализ в двух пробах. В одной из них для титрования
следует использовать индикатор для первой точки эквивалентности, а
в другой — титровать сумму компонентов и находить содержание вто-
рого компонента по разности.
При наличии в смеси только одного лекарственного вещества, проя-
вляющего кислые или основные свойства, титрование осуществляют
соответственно алкалиметрическим или ацидиметрическим методом.
Выбор индикатора зависит от константы диссоциации. Для титрова-
ния соляной кислоты используют метиловый красный, аминокапроно-
вой — фенолфталеин, глутаминовой — бромтимоловый синий и т. д.
Борную кислоту титруют в присутствии глицерина (фенолфталеин),
так как в этих условиях образуется сильная одноосновная кислота.
Натрия гидрокарбонат титруют в смесях ацидиметрически (индикатор
— метиловый красный или метиловый оранжевый).
Титриметрический анализ смесей нескольких веществ, проявляю-
щих кислые или основные свойства в водных растворах, при рацио-
нальном применении различных индикаторов дает возможность не
выполнять такие трудоемкие операции, как разделение компонентов,
фильтрование, выпаривание и др. Варьирование индикаторами воз-
можно в следующих случаях.
1. Если смесь содержит два компонента, значительно различающих-
ся по основности, то используют два разных индикатора и последова-
тельно титруют вначале один, а затем второй ингредиент. Например,
раствор кодеина в смеси с амидопирином проявляет различную силу
основности (pH раствора кодеина — 5,15, а амидопирина — 3). Поэтому
вначале титруют кислотой кодеин с индикатором метиловым красным
(интервал pH 4,8—6,0), а затем амидопирин со смешанным индикатором
(смесью метилового оранжевого и метиленового синего), имеющим pH
перехода 3,25. Аналогичным образом можно подобрать условия опре-
деления некоторых смесей кислот или оснований, pH растворов кото-
рых отличаются друг от друга. При титровании смеси кислот или
оснований с различными константами диссоциации вначале титруются
более сильные кислоты (основания), затем более слабые.
2. Если один из компонентов смеси представляет собой кислоту, а
другой — соль или основание, то в одной навеске вначале титруют
кислоту, а затем сумму образовавшейся соли или основания. Расчет
выполняют по разности количеств затраченных титрованных растворов
кислоты и щелочи. Примером может служить смесь ацетилсалициловой
325
кислоты и проявляющего основные свойства амидопирина. Титрование
можно выполнять и в разных навесках. Так, например, определяют
смесь фенобарбитала (алкалиметрически) и амидопирина (ацидимет-
рически).
3. При анализе смеси веществ, одно из которых нерастворимо или
мало растворимо в воде, используют несмешивающиеся или смешан-
ные растворители (воду и спирт). Подбирая соответствующие раство-
рители и индикаторы, можно последовательно оттитровать два вещест-
ва, проявляющие кислые или основные свойства, но имеющие различ-
ные константы диссоциации. Титрование в несмешивающихся раство-
рителях проводят, например, при определении солей ароматических
кислот.
4. Методом неводного титрования можно количественно определять
без разделения двухкомпонентные лекарственные формы. Для этого
используют два способа. Один из них заключается в титровании каж-
дого ингредиента в том растворителе, в котором проявляются только
его кислотные или основные свойства. Так можно определять смеси
кислоты и основания, кислоты и соли, основания и соли. Второй спо-
соб основан на дифференцированном титровании в одном растворителе
обоих лекарственных веществ, имеющих разные константы ионизации.
Этим способом титруют смеси оснований с солями и смесь оснований.
При титровании в среде ледяной уксусной кислоты можно без разде-
ления последовательно определять смесь более сильного и более слабо-
го органического основания. К первым можно отнести, например,
дибазол, димедрол, папаверин, ко вторым — пуриновые алкалоиды.
5. Последовательное титрование одной навески лекарственной фор-
мы вначале в водной, а затем в неводной среде может быть применено,
когда в состав бинарной лекарственной формы входят слабые основа-
ния (пуриновые алкалоиды) и алкалоиды с более сильными основны-
ми свойствами. Если лекарственная форма включает пуриновые алка-
лоиды и вещества слабокислого характера (барбитураты), то послед-
ние определяют алкалиметрическим методом после предварительного
извлечения эфиром. Пуриновые алкалоиды в той же навеске определя-
ют в неводной среде. В трехкомпонентной лекарственной форме аце-
тилсалициловую кислоту определяют методом нейтрализации водным
раствором щелочи, а присутствующие там же кодеина фосфат и кофе-
ин-бензоат натрия — методом неводного титрования.
6.4.2.2. Количественный анализ смесей
после предварительного разделения компонентов
Разделение смеси с помощью экстракции основано на различии
растворимости компонентов в воде и в органических растворителях
326
или на различии кислотно-основных свойств. По этому принципу
лекарственные вещества могут быть распределены на группы.
Неорганические вещества, как правило, нерастворимы в органичес-
ких растворителя^. Оксиды металлов нерастворимы в воде, но раство-
римы в кислотах. Соли большинства неорганических кислот и щелоч-
ных, щелочно-земельных и тяжелых металлов (за исключением суль-
фатов кальция и бария) хорошо растворимы в воде.
Органические кислоты алифатического ряда, оксикислоты, амино-
кислоты, как правило, растворимы в воде. Ароматические кислоты
(бензойная, салициловая, ацетилсалициловая) практически нераство-
римы (мало растворимы) в воде и растворимы в органических раство-
рителях.
Соли органических кислот (лимонной, уксусной, молочной, глюко-
новой, бензойной, салициловой), натриевые соли барбитуратов, суль-
фаниламидов растворимы в воде и нерастворимы в таких органичес-
ких растворителях, как хлороформ, эфир.
Все органические основания обычно растворимы в органических
растворителях. Некоторые из них растворимы в воде (гексаметилентет-
рамин, антипирин, амидопирин, цитизин). Большинство органических
оснований и алкалоидов растворимы в растворах кислот (с образова-
нием солей).
Соли органических оснований хорошо растворимы в воде, этаноле
и, как правило, нерастворимы в таких органических растворителях,
как эфир, хлороформ. Некоторые из солей органических оснований
(тропацин, прозерин), в том числе алкалоидов (пахикарпина гидроио-
дид, кокаина гидрохлорид, папаверина гидрохлорид), растворимы и в
воде, и в хлороформе.
Фенолы растворимы в щелочах с образованием фенолятов (фенок-
сидов). Простые одноатомные и двухатомные фенолы легко раствори-
мы в воде. Фенолы более сложной химической структуры, как прави-
ло, в воде нерастворимы. Некоторые азотсодержащие соединения
(сульфаниламиды, алкилуреиды сульфокислот, циклические уреиды)
растворимы в щелочах с образованием натриевых солей.
Органические вещества, не образующие солей с кислотами и щело-
чами (производные сложных эфиров, уретаны, ациклические уреиды,
ацетаминопроизводные, терпены), обычно нерастворимы (трудно раст-
воримы) в воде и растворимы в органических растворителях.
Имеются группы органических лекарственных веществ, которые
очень мало растворимы и в воде, и в органических растворителях
(производные нитрофурана, 4-оксикумарина, урацила).
Различаются по растворимости природные биологически активные
вещества. Препараты сердечных гликозидов мало растворимы или
327
практически нерастворимы в воде и в эфире. Практически нераствори-
мы в воде препараты стероидных гормонов. Большинство из них раст-
воримо в растительных маслах и в этаноле. Витамины по растворимос-
ти разделяются на две группы: водорастворимые и жирорастворимые.
Антибиотики (левомицетин, феноксиметилпенициллин, гризеофульвин,
эритромицин) мало растворимы или практически нерастворимы в воде.
Натриевые и калиевые соли антибиотиков, а также йх соли с соляной,
серной кислотой в основном хорошо растворимы в воде, но нераство-
римы (мало растворимы) в органических растворителях.
Используя различие в растворимости лекарственных веществ, мож-
но осуществить разделение компонентов лекарственных смесей следую-
щими методами.
1. При наличии в смеси веществ, хорошо растворимых в воде и
практически в ней нерастворимых, разделение осуществляют обрабо-
ткой смеси водой с последующим фильтрованием. На фильтре остают-
ся нерастворимые в воде вещества. Так можно отделять от других
ингредиентов растворимые в воде неорганические соли, соли органи-
ческих кислот, соли азотсодержащих органических оснований.
2. Лекарственные вещества, растворимые в органических раствори-
телях, не смешивающихся с водой (хлороформ, эфир), можно отделять
от веществ, нерастворимых в этих растворителях. Разделение выполня-
ют путем экстракции хлороформом или эфиром. Так можно отделять
ароматические кислоты и органические основания от солей неоргани-
ческих и органических кислот, а также от солей органических основа-
ний.
3. Вещества, растворимые в органических растворителях, можно
отделять от некоторых алифатических кислот и производных фенолов.
Последние необходимо предварительно действием щелочей превратить
в водорастворимые феноксиды (феноляты). Затем растворителем, не
смешивающимся с водой (хлороформом или эфиром), извлекают веще-
ства, растворимые в этих растворителях.
4. Для отделения веществ, растворимых в хлороформе или эфире,
от органических оснований последние предварительно нейтрализуют
кислотами. Полученные соли оснований остаются в водном растворе.
Этот метод используют для отделения органических кислот от органи-
ческих соединений.
5. Соли органических оснований можно предварительно превратить
в основания путем нейтрализации связанных кислот щелочами. Обра-
зующиеся органические основания затем экстрагируют хлороформом
или эфиром.
Если, пользуясь описанными методами, удается количественно
разделить компоненты смеси, то каждый из них затем определяют тем
328
или иным титриметрическим методом. При разделении смесей, содер-
жащих три компонента и более, нередко получаются двухкомпонент-
ные экстракты веществ с одинаковой растворимостью. Их анализиру-
ют методами осаждения или кислотно-основного титрования, последо-
вательно определяя каждый из компонентов.
Следует учитывать, что лекарственные вещества, мало растворимые
в воде или в органическом растворителе, частично извлекаются вместе
с отделяемым компонентом. Это нередко не дает возможности выпол-
нить количественное разделение смеси. Необходимо также обращать
внимание на отсутствие примеси воды в органическом растворителе.
Разделение сухих лекарственных форм таким растворителем приводит
к частичной экстракции веществ, растворимых в воде.
После извлечения лекарственного вещества органическим раствори-
телем последний обычно вначале удаляют, а затем проводят титрова-
ние. Органические основания (амидопирин) и основания алкалоидов
(кодеин) извлекают из смесей хлороформом. Растворитель отгоняют,
остаток растворяют в воде или в этаноле и титруют соляной кислотой,
используя индикатор, соответствующий константе диссоциации осно-
вания. Барбитураты (барбитал, фенобарбитал) извлекают эфиром,
затем эфир отгоняют. Остаток барбитурата растворяют в этаноле и
титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия. Натриевые соли барби-
туратов вначале нейтрализуют кислотой, а затем экстрагируют эфиром
и образовавшийся барбитурат титруют щелочью.
Количественное определение методом нейтрализации некоторых
смесей, содержащих соли органических кислот и соли органических
оснований, выполняют в присутствии органических растворителей
(хлороформа, эфира). Хлороформ или эфир извлекает выделяющуюся
органическую кислоту или органическое основание в процессе титрова-
ния. Извлечение необходимо, так как они, проявляя кислые или ос-
новные свойства, могут повлиять на результаты титрования.
Если в смеси содержатся гидрохлорид органического основания и
неорганическая кислота, то вначале титруют сумму кислот (связанной
и свободной). Затем отдельно титруют соляную кислоту, связанную с
органическим основанием, аргентометрическим методом. Содержание
рассчитывают по разности израсходованных титрованных растворов
гидроксида натрия и нитрата серебра одинаковой молярной концен-
трации.
6.4.3. Расчет содержания компонентов
в лекарственных формах
Определение количественного содержания ингредиентов в много-
компонентных лекарственных формах осуществляют различными
И*-29 329
вариантами титриметрического анализа. Используют прямое, обратное,
заместительное, реверсивное титрование, определение по разности.
Нередко при этом проводят контрольные опыты, чтобы учесть влияние
индикатора или титрованного раствора на результаты анализа.
Прямое титрование применяют для определения со-
держания одного компонента порошка, мази, суппозитория, жидкой
лекарственной формы, когда другие компоненты не мешают опреде-
лению. Расчеты при этом выполняют по формулам (1) или (2) (см.
разд. 6.3.2), которые используют при количественном анализе одно-
компонентных лекарственных форм. Если необходимо провести конт-
рольный опыт, то расчет ведут по формуле (4). Контрольные опыты
при алкалиметрическом титровании ставят для установления количес-
тва титранта, необходимого для нейтрализации используемых реакти-
вов и растворителей или мазевой основы. При нитритометрическом
титровании с помощью контрольного опыта устанавливают расход
титранта на нитрозирование внутреннего индикатора. Чаще всего
контрольные опыты применяют при окислительно-восстановительйом
титровании.
При обратном титр о в а н и и (по избытку титранта)
расчеты выполняют по формуле (3) (см. разд. 6,3.2). В случае поста-
новки контрольного опыта — по формуле (4), а в случае титрования в
аликвотной части титруемой жидкости (после отделения осадка, обра-
зовавшегося от добавления титранта) — по формуле (5).
Заместительное титрование — это титрование
вещества, образовавшегося в результате реакции в количестве, эквива-
лентном определяемому веществу. Расчет содержания последнего вы-
полняют, как и при прямом титровании, но величину Т берут не по
титруемому заместителю, а по определяемому компоненту смеси.
Реверсивное титрование предусматривает использо-
вание в качестве титранта раствора анализируемого вещества, которым
титруют стандартный раствор. Расчет выполняют как и при прямом
титровании, но в знаменатель ставят число миллилитров жидкой ле-
карственной формы, пошедшей на титрование, а в числитель — объем
взятого титрованного раствора.
Когда определение содержания одного компонента в присутствии
других доступными методами невозможно, используют различные
приемы анализа и варианты расчетов. Наиболее широко применяют в
анализе многокомпонентных лекарственных форм варианты определе-
ний по разности.
Если один ингредиент титруют в сумме с другим, содержание кото-
рого определено иным методом, количество анализируемого компонен-
та рассчитывают по формуле
330
(К - h) Tb
Л —
a
где V — объем титрованного раствора, мл, израсходованный на титро-
вание суммы ингредиентов; Vi — объем титранта, мл, израсходованный
на титрование другого ингредиента иным методом в такой же навеске;
b — общий объем (общая масса) лекарственной формы, мл (г).
Если на определение одного компонента и на суммарное определе-
ние смеси взяты различные объемы (массы), то при расчете второго
ингредиента их необходимо привести к одному объему (одной массе):
1 =
v —
a J
fll
где V — объем титрованного раствора, мл, израсходованный на титро-
вание обоих компонентов в объеме ai; И — объем титрованного раство-
ра, мл, израсходованного на титрование одного компонента в объеме а.
Для суммарного и раздельного определения компонентов лекарст-
венной формы можно использовать методики, при которых эквивален-
ты препаратов различны. Так, если при определении суммы ингреди-
ентов эквивалент равен молекулярной массе, а в другой методике при
определении одного из компонентов эквивалент соответствует 4 моле-
кулярной массы, то расчет выполняют по формуле
7100
Х =
а
где V — объем титранта, мл, израсходованного на титрование суммы
ингредиентов в массе a; — объем второго титранта, мл, израсходо-
ванного на титрование одного компонента в массе а при Э = М/4.
Если суммарное и раздельное титрование ингредиентов проводят в
разных объемах (массах) и при различии эквивалентов, то при расчете
необходимо приведение к одному эквиваленту и к одной массе. Так,
если при выполнении титрования суммы компонентов было взято 5 мл
жидкой лекарственной формы, а на титрование одного компонента
(Э = М/4) — 1 мл, то расчет выполняют по формуле
и - т юо
4-1 J
5
331
где V — объем титранта, мл, израсходованного на титрование суммы
ингредиентов в 5 мл лекарственной формы (Э = М); Pi — объем второ-
го титранта, мл, израсходованного на титрование одного компонента
(Э = М/4).
Если два компонента, входящие в состав лекарственной формы,
можно оттитровать одним и тем же титрантом, а раздельное определе-
ние их невозможно или затруднительно, то расчет количественного
содержания можно провести по среднему ориентиро-
вочному титру Тер. Это масса смеси определяемых веществ
(г), соответствующая 1 мл титранта. Его величина рассчитывается по
значениям титров анализируемых компонентов и их соотношений в
лекарственной форме. Упрощенный вариант расчета среднего ориенти-
ровочного титра выполняют по формуле ;
т — + а2^2
СР Щ ’
где 7\ — титр первого компонента; щ — прописанная масса первого
компонента, г; fy — титр второго компонента; 02 — прописанная масса
второго компонента, г.
Однако если молекулярные массы компонентов, определяемых
суммарно, различны и ингредиенты в лекарственной форме прописаны
в разных количествах, то средний ориентировочный титр следует
рассчитывать по формуле
f + Q2
<h 4- 0 2
Л T2
Используют также расчеты по условным титрам (Гусл)- Они приме-
нимы при определении в многокомпонентных лекарственных формах
эквимолекулярных комплексных соединений, состоящих из двух ве-
ществ (кофеин-бензоат натрия, эуфиллин и др.). Определить их мож-
но по условному титру, рассчитанному на одно из веществ, входящих в
состав препарата. Так, например, кофеин-бензоат натрия анализируют
в лекарственных формах по бензоату натрия. Условный титр кофеина-
бензоата натрия определяют по формуле
_ 0,01441-100
'усл - ~ ,
где 0,01441 — содержание натрия бензоата, соответствующее 1 мл 0,1
332
М раствора соляной кислоты; а — содержание натрия бензоата в дан-
ной партии натрия кофеина-бензоата, %.
Содержание натрия бензоата в кофеине-бензоате натрия в соответс-
твии с требованиями ФС колеблется от 58 до 62%. Поэтому условный
титр находится в пределах от 0,02484 до 0,02324. Вот почему для
определения условного титра и получения более точных результатов
нужно знать содержание натрия бензоата в препарате. Если таких
данных нет, то расчеты ведут по средней величине содержания данно-
го компонента в кофеине-бензоате натрия (т. е. 60%).
6.5. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА
МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ <
6.5.1. Количественный анализ смесей
без предварительного разделения компонентов
Физико-химические методы имеют ряд преимуществ перед титри-
метрическими методами анализа лекарственных форм. Наряду с высо-
кой специфичностью, чувствительностью, быстротой выполнения ана-
лиза очень важна возможность выполнения анализа этими методами
двух- и даже трехкомпонентных смесей без предварительного „разделе-
ния с достаточной для фармацевтического анализа точностью.
Из электрохимических методов для количественного определения
многокомпонентных лекарственных форм используют полярогра-
фию и потенциометрию. Полярографическим методом
можно, например, анализировать тиамин, рибофлавин, пиридоксин,
никотинамид, кислоту аскорбиновую в смесях. Метод неводного титро-
вания в сочетании с потенциометрией обладает большими возможнос-
тями для количественного анализа лекарственных форм. Применение
тех или иных неводных растворителей позволяет в одной навеске без
разделения последовательно определять содержание нескольких ком-
понентов. Это обусловлено улучшением условий кислотно-основного
титрования за счет объективного установления точки эквивалентности
с помощью индикаторного и стандартного электродов.
Значительно более широк диапазон применения фотометрических
методов в анализе многокомпонентных лекарственных форм.
Фо токолор и метрическим методом при подборе
соответствующих цветных реакций определяют, как правило, содержа-
ние одного из лекарственных веществ в сложных лекарственных сме-
сях. Так, на основе фенолгипохлоритной реакции можно установить
содержание кофеина в смеси. Определению кофеина не мешают около
333
20 других лекарственных веществ (возможных компонентов). Для
количественной оценки парацетамола в смесях с анальгином, кофеи-
ном, салицилатами используют методику, основанную на гидролизе
препарата и последующем диазотировании и азосочетании. Фенацетин
в лекарственной форме с кислотой ацетилсалициловой и кодеином
фотометрируют по реакции с хромовой кислотой и цитратом аммония.
Спектрофотометрический метод количествен-
ного анализа без предварительного разделения компонентов основан
на аддитивности значений оптической плотности всех компонентов
смеси при одной длине волны. Спектрофотометрическое определение
двух (и более) компонентных лекарственных смесей может быть осуще-
ствлено различными способами в зависимости от характера светопогло-
щения каждого компонента.
1. Лекарственная форма содержит два вещества, одно из которых
имеет максимум светопоглощения, а другое не поглощает УФ-свет в
данной области. Спектрофотометрический анализ выполняют как и
при анализе однокомпонентной лекарственной формы.
2. Каждый из двух компонентов смеси имеет свой максимум свето-
поглощения, в котором второй компонент оптически прозрачен. Это
наиболее оптимальный вариант, позволяющий без разделения опреде-
лять концентрацию обоих компонентов, содержащихся в лекарствен-
ной форме. Каждый из компонентов анализируют в соответствующем
максимуме светопоглощения.
3. Лекарственная форма включает два вещества, причем в максиму-
ме поглощения одного из них имеет некоторое светопоглощение и
второе вещество, а в максимуме поглощения второго вещества первое
оптически прозрачно. Такие смеси анализируют методом изо-
лированной абсорбции. Лекарственное вещество, в мак-
симуме которого другой компонент не поглощает, определяют как в
однокомпонентной лекарственной форме.
Расчет содержания (г) второго компонента (Хг), в максимуме свето-
поглощения которого поглощает и первое вещество, выполняют по
формуле
Л2 - Vb
I = I- A1
2 Е2а 100
где Л1 — оптическая плотность раствора в максимуме поглощения
первого компонента; Л2 — оптическая плотность раствора в максимуме
поглощения второго компонента (сумма светопоглощения растворов
обоих компонентов); Ё\ — удельный показатель поглощения первого
334
компонента в его максимуме поглощения; Е2 — удельный показатель
поглощения второго компонента в его максимуме поглощения; Е$ —
удельный показатель поглощения первого компонента в максимуме
поглощения второго компонента; а — навеска, или объем, лекарствен-
ной формы, взятой для анализа; V — разведение; b — общая масса, или
объем, прописанной лекарственной формы.
Метод изолированной абсорбции используют для анализа папаве-
рина и рибофлавина Ь смесях с другими препаратами, а также ацетил-
салициловой кислоты в присутствии салициловой.
4. Если двухкомпонентая лекарственная смесь содержит лекарст-
венные вещества, полосы поглощения которых налагаются друг на
друга, то для количественного определения может быть использован
расчетный метод Фирордта. Метод приемлем, если
при двух длинах волн наблюдается значительное различие в интенсив-
ности поглощения обоих компонентов. Предварительно с помощью
стандартных образцов устанавливают значения удельных показателей
поглощения обоих компонентов при каждой выбранной для анализа
длине волны. Затем для определения каждого компонента устанавли-
вают оптическую плотность анализируемого раствора смеси при обеих
длинах волн. Точность зависит от того, насколько велико различие
между светопоглощением компонентов смеси. Она будет наибольшей,
когда одйа длина волны является максимумом светопоглощения одно-
го лекарственного вещества и минимумом для второго, а при второй
длине волны будет наблюдаться обратное явление.
При выполнении анализа методом Фирордта концентрацию (ci и
с2) в двухкомпонентной смеси рассчитывают по формулам
Ci = С2 = О!242 — $2^1 •
Предварительно вычисляют значения коэффициентов аь Z?i, /?2:
^1 — Г'Г" п'п" > Г ' V" Г ' Г" ’
^1^2 ^2^1 ^1^2
^2 г'г" г'г" ’ /^2 г'г" г'Г" ’
^1^2 ^2^1 ^1^2 ^2^1
где Е' и Е? — удельные показатели поглощения одного и второго
компонентов при длине волны Ai; Е" и Е’^ — удельные показатели
одного и второго компонентов при длине волны А2; Л1 и Л2 •— оптичес-
кие плотности смесей соответственно при длинах волн Aj и А2.
335
На основе использования метода Фирордта разработаны способы
анализа лекарственных форм, содержащих резорцин и кислоту сали-
циловую; резорцин и новокаин; кислоты салициловую и бензойную;
салицил амид и кислоту n-аминобензойную; салицил амид и кофеин;
амидопирин, натрия бензоат и натрия салицилат; амидопирин, кофеин
и натрия салицилат; папаверин и теобромин; смесь папаверина с анес-
тезином и новокаином; смеси сульфаниламидов; анестезина и кислоты
n-аминобензойной; амидопирина и бутадиона и т. д.
Недостаток метода Фирордта заключается в том, что при анализе
трех- и более компонентных смесей даже небольшие ошибки в измере-
ниях удельных показателей поглощения и оптических плотностей
приводят к значительному снижению точности анализа. Кроме того,
применение метода Фирордта для анализа лекарственных форм с
числом компонентов более трех требует использования сложных расче-
тов. Этим объясняется ограниченное применение данного метода в
практике фармацевтического анализа.
5. Количественное определение сухих двухкомпонентных лекарст-
венных смесей можно выполнять без предварительного разделения и
без вычисления удельных показателей поглощения компонентов. Сущ-
ность метода заключается в том, что готовят растворы каждого из
компонентов, содержащихся в лекарственной форме, той же концент-
рации, что и общая концентрация раствора смеси Сем. Затем при изб-
ранной аналитической длине волны измеряют оптическую плотность
раствора лекарственной формы относительно раствора одного из ком-
понентов (Л1), а потом оптическую плотность второго компонента отно-
сительно раствора лекарственной формы (^2).
Концентрацию первого (с0 и второго (с2) компонентов рассчитыва-
ют по формулам
— ^2ссм . _ А ссм
1 Л1 + Л2’ 2 Л1 + Л2
При наличии трех компонентов в смеси расчеты усложняются.
6. В спектрофотометрическом анализе смесей вещества, имеющих
взаимно перекрывающиеся спектры поглощения, представляет интерес
пока еще мало используемый метод с применением номограмм.
Теория этого метода разработана пока недостаточно, но обычно выбор
аналитических длин волн осуществляют таким образом, чтобы разни-
ца в величинах удельного или молярного показателей поглощения
компонентов смеси была максимальной. При очень близких значениях
показателей поглощения удовлетворительные результаты (с относи-
тельной погрешностью ±10%) можно получить лишь при содержании
одного из компонентов не менее 25—30%.
336
7. Широкие возможности в анализе многокомпонентных смесей
открывает использование различных методов дифференци-
альной фотометрии. При дифференциальном фотометри-
ческом анализе смесей, содержащих два компонента, измеряют опти-
ческие плотности анализируемого раствора при двух длинах волн.
Измерения выполняют относительно растворов сравнения, содержащих
стандартные образцы анализируемых лекарственных веществ. Другой
метод также основан’ на использовании двух растворов сравнения.
Однако каждый из них включает один из компонентов той же концен-
трации, в которой он содержится в смеси. Поэтому при расчете содер-
жания одного компонента концентрация второго вычитается. Это
позволяет добиться высокой точности анализа. Можно достигнуть
положительных результатов, используя один и тот же раствор сравне-
ния, состав которого близок к составу анализируемой смеси.
Значительно упрощает выполнение анализа лекарственных форм
применение Д£-с пектрофотометрического метода.
Он может быть использован в количественном анализе как однокомпо-
нентных лекарственных форм, так и многокомпонентных смесей. Обя-
зательное условие выполнения анализа — неизменяемость спектра
поглощения компонентов смеси, но изменение его у анализируемого
лекарственного вещества, происходящее под действием кислот, щело-
чей, окислителей, УФ-облучения и др. Дифференциальный удельный
показатель поглощения Д£ вычисляют по формуле
Д£ = Л/с,
где А — относительная оптическая плотность раствора стандартного
образца по отноЩению к раствору его таутомерной (или иной) формы
той же концентрации.
По значению Д£ рассчитывают затем концентрацию с аналйзируе-
мых лекарственных веществ в лекарственных формах. Использование
Д£-дифференциального метода исключает влияние светопоглощающих
наполнителей, содержащихся в готовых лекарственных формах. Этот
метод используют для анализа двухкомпонентных лекарственных
форм, например гипотиазида и резерпина; фенобарбитала и дифенил-
гидантоина и др.
8. Сравнительно новым и перспективным методом является коли-
чественный анализ с помощью производной спектро-
фотометрии, или метод ортогональных функ-
ций. Этот метод приемлем для определения одного вещества в при-
сутствии другого, если их спектральные кривые аппроксимируются
полиномами разных степеней. Наиболее простым вариантом использо-
337
вания ортогональных функций является определение вещества на фоне
линейного поглощения примеси, наполнителей или основы лекарствен-
ной формы.
Метод производной спектрофотометрии использован для количест-
венного определения преднизолона и гидрокортизона, а также кальци-
ферола, ретинола в лекарственных формах. Применение метода ортого-
нальных функций позволяет значительно повысить точность определе-
ния парацетамола в таблетках-, сиропах и суппозиториях. Этот же
метод использован для определения стрептомицина, дифенилгидан-
тоина. Производная спектрофотометрия дает возможность выполнять
определение веществ в многокомпонентных смесях. При анализе смеси
теобромина с натрия салицилатом использовано значение первой прои-
зводной от спектра поглощения. Для определения теофиллина в сме-
сях с пиперазином, этилендиамином и фенобарбиталом использована
вторая производная.
6.5.2. Количественный анализ смесей
после предварительного разделения компонентов
Разделение компонентов смеси основано на различии их раствори-
мости и осуществляется теми же способами, что и при титриметричес-
ких методах. Лекарственные формы, содержащие более двух светопог-
лощающих веществ, как правило, предварительно разделяют на от-
дельные фракции, применяя различные экстрагенты (эфир, хлоро-
форм, растворы кислот, щелочей и др.). Если фракция содержит одно
лекарственное вещество, определяют его спектрофотометрическим
методом как индивидуальный препарат. При наличии в экстракте
двух ингредиентов пользуются методом изолированной адсорбции,
методом Фирордта и др. Наряду со спектрофотометрией после разде-
ления могут быть использованы другие фотометрические методы.
Метод экстракционной фотометрии позволя-
ет выделять вещества из смеси с последующим количественным опре-
делением полученного экстракта. Большие возможности создает ис-
пользование этого метода в анализе препаратов алкалоидов. Наиболее
часто применяемый реагент — метиловый оранжевый и другие
красители. Для анализа кодеина и этилморфина в лекарственных
формах используют реакцию с эозинатом натрия. Предложены
экстракционно-фотометрические методики определения атропина с
красителями аминоном, эриохромом черным Т. С помощью
экстракционной фотометрии удалось определить два близких по
свойствам вещества: эфедрин и димедрол, а также другие смеси.
В количественном анализе лекарственных форм нередко сочетают
338
хроматографию с другими химическими и физико-химическими мето-
дами.
Ионообменную хроматографию используют для
разделения смесей органических и неорганических лекарственных
веществ. После разделения на ионообменных колонках количественно
определяют индивидуальные вещества титриметрическим или физико-
химическим методами. Сочетая ионообменную хроматографию с мето-
дом нейтрализации, определяют смеси солей алкалоидов и органичес-
ких оснований (амидопирин, гексаметилентетрамин и др.). Последние
адсорбируются катионитами и не мешают определению солей алкалои-
дов. С помощью катионитов определяют соли алкалоидов в присут-
ствии мало растворимых в воде лекарственных веществ (барбитуратов).
Разделение такой смеси выполняют фильтрованием, а затем фильтрат
пропускают через колонку с катионитом.
Тонкослойная хроматография (ТСХ) особенно
распространена в анализе лекарственных форм, содержащих практи-
чески все группы лекарственных веществ. Разделение с помощью ТСХ
сочетают с количественным определением непосредственно на хромато-
граммах или после элюирования веществ, используя для этой цели
различные методы.
1. Лекарственную форму хроматографируют, проявляют хромато-
грамму и производят сравнительную оценку площади пятен анализи-
руемого лекарственного вещества и стандартного образца. Измерения
выполняют планиметрически, рассчитывая площадь пятна по радиу-
сам его зон. Этот метод используют при определении пуриновых и
опийных алкалоидов, токоферолов и др.
2. Сочетание разделения с помощью ТСХ и спектрофотометричес-
кого определения непосредственно на хроматограммах применено для
анализа смесей алкалоидов, сульфаниламидов, стероидных гормонов.
Точность такого способа сравнительно мала.
3. Измеряют интенсивность окраски пятна на хроматограмме, поль-
зуясь денситометрическим методом, а также методами, основанными на
измерении интенсивности отражения или флуоресценции. Способ
применим для анализа витаминов, гликозидов.
4. Элюируют лекарственные вещества из соответствующих зон
тонкослойной хроматограммы стандартного образца и лекарственной
формы. Затем в каждом из элюатов устанавливают концентрацию
веществ, применяя для этого титриметрические, оптические методы,
полярографию и др. Объемными методами определяют в элюатах,
например барбитураты. Но чаще всего анализ лекарственных веществ в
элюатах осуществляют методами УФ-спектрофотометрии или фотоко-
лориметрии. Дальнейшие исследования в области ТСХ направлены на
339
сокращение продолжительности анализа, что значительно расширит
область применения метода, в том числе и во внутри аптечном контро-
ле.
Такие же общие принципы лежат в основе применения бумаж-
ной хроматографии для количественного определения
лекарственных форм.
Разделения смесей достигают также с помощью капилляр-
ного зонного электрофореза с флуориметрическим
или электрохимическим детектором.
Газожидкостная хроматография (ГЖХ) в
последние годы получила широкое развитие в анализе лекарственных
форм. В отличие от ТСХ и иных видов хроматографии в ГЖХ не
требуется сочетание с другими методами для количественной оценки
состава анализируемой смеси. С помощью ГЖХ можно разделять и
определять смеси эфедрина с фенобарбиталом, производные пиразола,
салицилаты, некоторые алкалоиды и другие лекарственные вещества.
Аналогичные методики разработаны с использованием ГЖХ для
одновременного установления подлинности и количественного опреде-
ления лекарственных форм, содержащих до 8—10 компонентов, напри-
мер теофедрина.
Жидкостная хроматография, в том числе ВЭЖХ,
имеет ряд преимуществ перед ГЖХ. ВЭЖХ используют для разделе-
ния и количественного определения близких по химической структуре
веществ производных фенотиазина, сульфаниламидов, антибиотиков
тетрациклинового ряда. Метод приемлем для определения, например,
трехкомпонентных смесей алкалоидов (гиосциамина, скополамина и
эрготамина; кодеина, морфина и этилморфина; кофеина, теофиллина и
теобромина). ВЭЖХ оказалась эффективной и при анализе современ-
ных мультивитаминных лекарственных средств, содержащих до 13
витаминов и 18 микроэлементов в одной лекарственной форме. Труд-
ности их анализа обусловлены также малым содержанием этих веществ
(от нескольких микрограммов до сотен миллиграммов). Метод ВЭЖХ
на базе отечественных хроматографов ’’Милихром” применен для
разработки унифицированных методик одновременной идентификации
и количественного определения сразу нескольких водо- и жирораство-
римых витаминов в ходе одного анализа.
6.5.3. Сочетание химических и физико-химических методов
Для количественного определения многокомпонентных смесей
иногда сочетают титриметрические и физико-химические методы.
Такой способ весьма эффективен при анализе трех (и более) ком-
340
понентов в смеси. Чаще используют сочетание титриметрических мето-
дов с фотометрическими. Кислоту ацетилсалициловую в смеси с фена-
цетином и кофеин-бензоатом натрия титруют гидроксидом натрия.
Кофеин-бензоат натрия определяют косвенным комплексонометричес-
ким методом, а фенацетин — колориметрическим методом по реакции с
нитритом натрия и тимолом. При анализе смеси эфедрина, папаверина
и натрия бензоата используют фотометрический метод для определе-
ния эфедрина, остальные компоненты титруют в неводной среде.
Многокомпонентные лекарственные формы можно также опреде-
лять, сочетая титриметрические методы в водной и неводной средах со
спектрофотометрией. Исключить процесс разделения ингредиентов
двух- и трехкомпонентных смесей можно сочетанием дифференциро-
ванного потенциометрического и фотометрического титрования в среде
неводных растворителей с использованием нескольких индикаторов.
Метод фотометрического титрования используют для анализа
многокомпонентных смесей, содержащих амидопирин, кофеин и фена-
цетин. Он основан на изменении показателя поглощения веществ при
их протонировании с помощью хлорной кислоты. Оптическая плот-
ность амидопирина и кофеина при протонировании уменьшается, а у
фенацетина возрастает.
Перспективным направлением является комбинированное использо-
вание нескольких фотометрических методов для анализа многокомпо-
нентных лекарственных смесей. Сочетание производной и
дифференциальной спектрофотометрии дает
положительные результаты при анализе смеси, включающей бутамид,
тиамина хлорид и пиридоксина гидрохлорид. Бутамид определяют по
первой производной, а после его удаления пиридоксина гидрохлорид
и тиамина хлорид анализируют дифференциальным спектрофотомет-
рическим методом. Для определения парацетамола в смеси с салицила-
мидом и кодеина фосфатом рекомендован Д^метод. Салициламид в
этой смеси анализируют с помощью производной спектрофотометрии,
а кодеина фосфат — экстракционно-фотометрическим методом.
6.6. ЭКСПРЕСС-АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ФОРМ
Необходимость внутриаптечного контроля обусловлена высокими
требованиями к качеству лекарственных форм, изготавливаемых в
аптеках. Поскольку изготовление лекарств в аптеках ограничивается
сжатыми сроками, оценку их качества осуществляют экспресс-метод а-
ми. Основные требования, предъявляемые к экспресс-анализу, — рас-
ход минимальных количеств лекарственных форм, простота и быстрота
341
выполнения, достаточная точность и возможность проведения анализа
без изъятия приготовленного лекарства.
В настоящее время в аптеках широко используют различные мето-
ды как качественного, так и количественного экспресс-анализа. Для
этого применяют различные химические и физико-химические методы.
6.6.1. Качественный экспресс-анализ
Качественный экспресс-анализ лекарственных форм отличается от
макроанализа только тем, что на его выполнение расходуется меньшее
количество вещества и реактива. Анализ растворов и порошков выпол-
няют без предварительного выделения лекарственных веществ, когда
наполнители не мешают выполнению качественных реакций. Для
выделения лекарственного вещества из таблеток, драже, мазей, суппо-
зиториев достаточно перемешивания или растирания с растворителем.
Для выполнения качественного экспресс-анализа используют цвет-
ные или осадочные химические реакции на соответствующие катионы,
анионы неорганических или функциональные группы органических
веществ. Анализ выполняют капельным методом, при котором4 расхо-
дуется от 0,001 до 0,01 г порошка или 1—5 капель жидкости.
Цветные реакции выполняют на фильтровальной бумаге или в
фарфоровых чашках, а осадочные — на часовых стеклах. Чувствитель-
ность реакций, выполняемых на фильтровальной бумаге, можно повы-
сить, используя такие физические явления, как поверхностное натя-
жение, капиллярность, адсорбция, диффузия. Так, например, за счет
различия в скорости диффузии растворенных компонентов лекарствен-
ной смеси можно одновременно идентифицировать без разделения два
и даже три лекарственных вещества. Они образуют с реактивом окра-
шенные кольца, отличающиеся по цвету и расположенные на различн-
ом расстоянии от центра. Избирательность цветных реакций можно
также повысить обработкой полосок фильтровальной бумаги парами
летучих веществ.
Для экспресс-анализа многокомпонентных жидких и твердых лека-
рственных форм представляют интерес и другие методы, позволяющие
идентифицировать компоненты смеси без их разделения. Иногда мож-
но одним реактивом обнаружить два ингредиента. Например, действуя
окислителями, можно последовательно открывать бромиды и иодиды,
раствором хлорида железа (III) — бензоаты и салицилаты и т. д.
Можно подобрать реактив, который с одним лекарственным вещест-
вом, содержащимся в смеси, образует окрашенное соединение (раство-
римое или нерастворимое в воде), а с другим выделяет газообразный
342
продукт. Такого результата достигают, действуя концентрированной
серной кислотой на смесь, содержащую гидрокарбонаты и алкалоиды.
Если не удается выполнить анализ без разделения компонентов, то
используют те же принципы разделения, что и при макроанализе. Они
основаны на различии в растворимости лекарственных веществ. С
помощью воды, этилового спирта, ацетона, хлороформа можно разде-
лять смесь, состоящую из веществ, растворимых и нерастворимых в
указанных растворителях. Растворы кислот, щелочей, буферные раст-
воры позволяют последовательно извлекать из смеси вещества, разли-
чающиеся по кислотно-основным свойствам. Идентификацию выделен-
ных индивидуальных лекарственных веществ осуществляют теми же
реакциями, которыми испытывают на подлинность субстанции.
Качественный экспресс-анализ лекарственных веществ, содержа-
щихся в мазях, суппозиториях и пастах, можно выполнять смешива-
нием и растиранием на стеклянной пластинке с соответствующим
реактивом. Если такой способ не дает положительных результатов, то
небольшую массу мази (пасты) предварительно обрабатывают спиртом,
бензолом, эфиром или хлороформом для растворения основы (жиров,
вазелина). Можно также извлекать из мази (пасты) лекарственное
вещество водой или растворами кислот и щелочей при слабом подог-
ревании. Иногда сочетают оба эти способа, а затем отделяют получен-
ное извлечение (декантацией, фильтрованием) от мазевой основы,
растворенной в органическом растворителе. Если компоненты, содер-
жащиеся в мази, нерастворимы в воде (растворах кислот, щелочей, в
органических растворителях), то мазевую основу растворяют в эфире,
бензине или хлороформе. Затем фильтруют и остаток на фильтре
растворяют, подбирая для этого соответствующий растворитель, в
котором растворяется компонент мази. Полученные экстракты
анализируют соответствующими реактивами теми же методами, что и
сухие или жидкие лекарственные формы.
Качественный экспресс-анализ в условиях аптеки осуществляют не
только химическими, но и физическими или физико-химическими
методами.
Поляриметрия позволяет сделать заключение о подлин-
ности лекарственного вещества в растворе по значению удельного
вращения, рефрактометрия — по показателю преломления
раствора определенной концентрации.
Доступным для использования во внутриаптечном контроле являет-
ся метод флуориметрии. По характеру флуоресценции
кристаллов или растворов можно, например, осуществлять идентифи-
кацию препаратов некоторых алкалоидов, витаминов и др. Для воз-
буждения флуоресценции на растворы испытуемых веществ воздейст-
343
вуют ультрафиолетовым излучением с длиной волны 365—366 нм.
Некоторые лекарственные вещества сами не флуоресцируют, но при
взаимодействии с рядом реактивов образуют флуоресцирующие про-
дукты.
Для выделения анализируемого лекарственного вещества из много-
компонентной лекарственной формы используют хроматогра-
фию. Особенно перспективно применение для экспресс-анализа рас-
пределительной хроматографии на бумаге и тонкослойной хроматогра-
фии. После выделения лекарственного вещества из лекарственной
формы выполняют химические реакции на ионы или функциональные
группы, причем эти реакции могут быть выполнены прямо на хромато-
грамме.
Для качественного экспресс-анализа настоек, экстрактов, настоев и
отваров может быть применено сочетание адсорбционной
хроматографии и люминесцентного анал и*-
з а. Вначале, используя различие в адсорбционной способности, ком-
поненты лекарственных форм разделяют на отдельные зоны в колон-
ках из оксида алюминия. Полученные хроматограммы идентифициру-
ют в ультрафиолетовом излучении или с помощью групповых реакций
на алкалоиды, гликозиды, сапонины, дубильные и другие вещества.
6.6.2. Количественный экспресс-анализ
Количественный экспресс-анализ может быть выполнен титримет-
рическими или физико-химическими методами.
Титриметрический экспрес с-а н а л и з отличает-
ся от макрометодов расходом меньших количеств анализируемых
лекарственых форм (0,05—0,1 г порошка или 1—3 мл раствора). Это
позволяет анализировать лекарственную форму без изъятия, т. е.
контролировать качество того лекарства, которое отпускается больно-
му. На выполнение количественного экспресс-анализа затрачивается
минимальное время, так как используются методики, как правило, не
требующие процессов извлечения, выпаривания, фильтрования. Навес-
ку порошка или объем жидкой лекарственной формы (растворы, глаз-
ные капли и др.) берут с таким расчетом, чтобы на определение расхо-
довалось не более 2 мл 0,1 М титрованного раствора. Из твердых
лекарственных форм вначале получают раствор. При необходимости
жидкие лекарственные формы предварительно разбавляют. Навеску
мази, если основа не мешает определению, растворяют в 3—5 мл этано-
ла или эфира, а затем титруют. Для уменьшения расхода анализируе-
мого вещества и реактивов в количественном экспресс-анализе обычно
используют не только 0,1 М, но и 0,02 и 0,01 М титрованные раство-
344
ры. Чтобы упростить расчеты, титрованные растворы готовят точной
нормальности (из фиксаналов).
Из титриметрических методов для количественного экспресс-анали-
за хлоридов, бромидов, иодидов используют аргентометрию или мер-
куриметрию. Соли цинка, магния, кальция определяют комплексоно-
метрически. Кислоты и соли органических оснований (гидрохлориды,
гидробромиды, гидроиодиды, сульфаты, фосфаты) титруют алкали-
метрически. Растворы-аммиака и щелочей, органические основания
(амидопирин, гексаметилентетрамин) определяют ацидиметрически;
иодометрию применяют для определения растворов иода, хлорамина,
формальдегида и др.
Для количественного экспресс-анализа двух- и трехкомпонентных
лекарственных форм сочетают несколько методов. При выборе методик
анализа используют те же способы, что и при обычном анализе много-
компонентных смесей титриметрическими методами.
Расчеты в количественном экспресс-анализе можно упростить,
пользуясь факторами титрования (Ф), значения кото-
рых вычисляют в процентах по формуле
Ф = Т100/а, (1)
и в граммах по формуле
Ф = ТЬ/а. (2)
Таким образом, фактор титрования включает навеску (а) и титр
исследуемого вещества (7). Последующий расчет концентрации или
массы сводится к вычислению произведения ФУК, а для титрованных
растворов с К = 1 — к произведению ФУ.
Ответственным этапом внутри аптечного контроля является оценка
качества концентрированных растворов (концентратов). Концентраты
подвергаются обязательному количественному анализу во всех аптеках.
Они содержат одно лекарственное вещество и анализируются как
обычный водный раствор высокой концентрации, который перед вы-
полнением определения разбавляют. Для облегчения расчетов резуль-
татов титриметри чес кого экспресс-анализа концентратов разработаны
специальные таблицы. Пользуясь этими таблицами, можно по объему
затраченного титранта судить о соответствии содержания лекарствен-
ного вещества допустимым нормам отклонений.
Из физико-химических методов для количест-
венного экспресс-анализа лекарственных форм применяют рефра-
ктометрию. Этот метод пригоден для определения лекарствен-
ных веществ в концентратах, жидких и растворимых в воде сухих
345
лекарственных формах, содержащих один или два ингредиента, а
также для определения концентрации этилового спирта в водноспир-
товых растворах. Обязательным условием выполнения рефрактометри-
ческих определений является соблюдение температурного режима.
Обычно определения выполняют при 20°С. При небольших отклоне-
ниях температуры (на 5—7°) можно вводить поправку с помощью не-
сложных расчетов.
Рефрактометрию применяют для количественного экспресс-анализа
глюкозы, кислот (борной, аскорбиновой, никотиновой); солей неорга-
нических и органических кислот (калия и натрия бромиды, хлориды,
иодиды; кальция хлорид и глюконат, калия ацетат, натрия тетрабо-
рат, тиосульфат, гидрокарбонат, цитрат, бензоат, салицилат); водорас-
творимых натриевых солей сульфаниламидов (стрептоцида, норсульфа-
зола, этазола, сульфацила). Более точные результаты достигаются,
если концентрация лекарственного вещества выше 5%. Иногда при
анализе многокомпонентных смесей рефрактометрию сочетают с титри-
метрическими методами.
Расчет концентрации лекарственного вещества в лекарственной
форме производят также с помощью фактора показателя
преломления F, который вычисляют по формуле
F = Fo + Кс,
где Fo — начальный фактор (прирост показателя преломления при
переходе от воды к раствору с бесконечно малой концентрацией); К —
вторая производная (величина, соответствующая среднему изменению
фактора F при повышении концентрации препарата на 1%); с — кон-
центрация раствора.
Значения показателей преломления и факторов для различных
концентраций лекарственных веществ приведены в таблицах, которые
имеются в руководствах по внутриаптечному контролю. Использование
таблиц значительно упрощает расчеты.
Концентрацию веществ в однокомпонентных растворах (I) вычисля-
ют по формуле
I = (п — no)/F,
где п — показатель преломления анализируемого раствора; по — пока-
затель преломления растворителя при той же температуре.
В двух- и трехкомпонентных смесях одно или два лекарственных
вещества определяют титриметрическим методом, а содержание треть-
его компонента (I) устанавливают измерением п раствора смеси. Расчет
проводят по формуле
346
х_ (п — пр) - cF — CjFj
F2
где с и Cj - концентрации ингредиента смеси, установленные титриме-
трически, %; F и F\ — соответствующие им факторы; F2 — фактор
показателя преломления компонента, определяемого рефрактометри-
чески.
Для определения небольших (0,1—2%) концентраций препаратов в
лекарственных формах используют интерферометричес-
кий метод, отличающийся от титриметрических небольшим
расходом испытуемого объекта. Интерферометрия основана на измере-
нии показателей преломления растворов. Но в отличие от рефракто-
метрии измеряется разность показателей преломления п испытуемого
вещества и эталона с известной величиной По-
Расчет концентраций X в интерферометрическом анализе выполня-
ют по калибровочным графикам по формуле
Х= (п — р)/К,
где п — показатель интерферометра; р — поправка; К — удельный
коэффициент смещения интерференционной картины.
С помощью интерферометрии анализируют растворимые в воде
сухие двухкомпонентные лекарственные формы. Для этого готовят
раствор лекарственной формы, а также растворы каждого из двух
компонентов, входящих в ее состав в равных концентрациях. Затем
измеряют величины смещения интерференционной картины раствора
смеси относительно раствора с меньшим значением показателя прелом-
ления (Дп1). После этого делают аналогичные измерения раствора
второго компонента относительно раствора смеси (Дп2). Концентрацию
первого (Ji) и второго (Х2) компонентов вычисляют по формулам
X — 2 с с м • х = 1 с с м
» 1 ~ Дп 2 + ДП1’ 2 Дп2 + Д^1
Интерферометрию применяют для количественного экспресс-анали-
за неорганических веществ (натрия хлорид, цинка сульфат, борная
кислота), гидрохлоридов алкалоидов (пилокарпина, эфедрина, папаве-
рина) и органических оснований (новокаина, дикаина, димедрола,
дибазола) и др.
Для определения концентрации веществ, обладающих флуоресцен-
цией, используют количественное флуориметрическое
определение. Оно включает такие операции, как подготовка
347
анализируемой пробы и стандартного раствора; измерение интенсив-
ности флуоресценции стандартного раствора, анализируемого раствора
и контрольной пробы (если она имеет флуоресценцию).
Флуориметрию применяют для количественного экспресс-анализа
лекарственных форм, включающих витамины, алкалоиды, антибиоти-
ки и др. Содержание лекарственного вещества в одном порошке или*
таблетке (/) можно вычислить по формуле
с0 (Л - ЛО b
(А2 - Л) а 100’
где Ср — концентрация раствора стандартного образца, г/мл или %;
А — интенсивность флуоресценции анализируемого раствора; А[ —
интенсивность флуоресценции контрольной пробы; А2 — интенсивность
флуоресценции стандартного раствора; а — навеска, г; b — средняя
масса порошка (таблетки), г.
Для количественного экспресс-анализа могут быть использованы
фотометрические методы.
Фотоколориметрию или визуальную коло-
риметрию применяют для количественного определения аптеч-
ных концентрированных растворов (концентратов). Фотоколоримет-
рическое определение раствора фурацилина 0,02% основано на цветной
реакции с раствором гидроксида натрия, а раствора этакридина лакта-
та 0,1%на образовании окрашенного диазосоединения.
Особенно перспективен дифференциальный ф о т о -
метрическ и Й мГе т о д с использованием заменителей раство-
ров сравнения. При разработке методик дифференциального анализа
вместо раствора сравнения, содержащего стандартный образец, можно
использовать нейтральные светофильтры, матовые стекла, целлофано-
вые пленки, имеющие стабильную оптическую плотность. Предвари-
тельно по калибровочному графику, построенному с помощью стандар-
тного образца, необходимо установить, какой концентрации анализи-
руемого лекарственного вещества соответствует по своей оптической
плотности заменитель раствора сравнения. В последующем, пользуясь
этим заменителем как стандартным образцом, можно экспресс-методом
на том же приборе определять концентрацию данного лекарственного
вещества в различных лекарственных формах.
ГЛАВА 7
СТАБИЛЬНОСТЬ И СРОКИ ХРАНЕНИЯ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
7.1. СТАБИЛЬНОСТЬ КАК ФАКТОР КАЧЕСТВА
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Стабильность (устойчивость) лекарственного вещества и его качест-
во тесно связаны между собой. Исследование стабильности лекарств в
зависимости от различных факторов, установление сроков годности
лекарственных веществ — одна из важнейших проблем, решением
которой занимаются специалисты различных областей фармации, в
том числе фармацевтической химии.
Критерием стабильности служит сохранение качества лекарственно-
го вещества. Снижение количественного содержания фармакологиче-
ски активного вещества в лекарстве подтверждает его нестабильность.
Этот процесс характеризуется константой скорости разложения лекар-
ственного вещества. Уменьшение количественного содержания не дол-
жно сопровождаться образованием токсичных продуктов или измене-
нием физико-химических свойств лекарственного вещества. Как прави-
ло, уменьшение количества лекарственного вещества на 10% не должно
происходить в течение 3—4 лет в готовых лекарственных формах и в
течение 3 мес. в лекарствах, приготавливаемых в условиях аптеки.
Под сроком годности лекарственных средств понимают период
времени, в течение которого они должны полностью сохранять свою
терапевтическую активность, безвредность и по уровню качественных
и количественных характеристик соответствовать требованиям ГФ или
другой НТД (ФС, ВФС), в соответствии с которыми были выпущены и
хранились в условиях, предусмотренных указанными статьями.
По истечении срока годности препарат не может быть использован
без переконтроля качества и соответствующего изменения установлен-
ного срока годности. Существует определенная взаимосвязь между
понятием ’’срок годности”, имеющим временной смысл, и понятием
’’стабильность”, обусловливающим качество лекарства (его устойчи-
вость) .
Разложение лекарственного вещества можно установить по внешне-
му виду. Однако образование продуктов разложения не всегда сопро-
349
вождается заметным снижением фармакологической активности. Это
объясняется тем, что внешние изменения могут быть вызваны разложе-
нием незначительного количества лекарственного вещества с образова-
нием нетоксичных или индифферентных продуктов разложения. Нор-
мативно-техническая документация допускает определенное количест-
во таких примесей в лекарственных веществах. Иногда внешний вид
лекарственного средства изменений не претерпевает, а при химическом
исследовании обнаруживаются примеси продуктов разложения, отли-
чающиеся токсичностью или иной направленностью фармакологиче-
ского действия. Контроль наличия таких примесей строго регламенти-
рован НТД.
Стабильность — одна из важнейших характеристик лекарственного
средства. Предприятие медицинской промышленности должно гаран-
тировать содержание терапевтической дозы лекарственного препарата
в лекарственной форме в течение определенного срока. Это отражают
в НТД.
Вопросам стабильности лекарств начали уделять внимание уже в те
годы, когда налаживалось первое промышленное производство лекар-
ственных средств. Однако подход к этой проблеме был чисто эмпири-
ческий. Оценка качества осуществлялась по изменению вкуса, цвета,
консистенции, образованию осадка и т.д. Лишь в последние десятиле-
тия исследование стабильности поставлено на научную основу. Этому
способствовали развитие фундаментальных исследований в области
химии, биологии, физики, создание новых высокочувствительных
методов физико-химического анализа, успехи фармацевтической
науки.
Повышение стабильности может быть достигнуто на основе исследо-
вания механизма химических процессов, происходящих при хранении
лекарств, и создания способов ингибирования этих процессов. Реше-
ние этих задач возможно лишь с помощью методов анализа лекарст-
венных веществ в присутствии продуктов их разложения. Результаты
исследований должны учитываться при отработке технологии получе-
ния лекарственных средств и разработке НТД. Немаловажное значение
имеет и экономическая сторона повышения стабильности лекарствен-
ных веществ. Списание лекарств, пришедших в негодность вследствие
ограниченных сроков годности, приводит к большим убыткам.
7.2. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ,
ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ ХРАНЕНИИ ЛЕКАРСТВ
Процессы, происходящие при хранении лекарств, могут привести к
изменению их химического состава или физических свойств (образова-
нию осадка, изменению окраски или агрегатного состояния). Эти
350
процессы приводят к постепенной потере фармакологической активно-
сти или к образованию примесей, изменяющих направленность фарма-
кологического действия.
Из физических факторов наибольшее влияние на
стабильность лекарств оказывают температура, свет и влажность.
Особенно велика роль температурною режима на стабильность
лекарственных веществ. Известно, что с повышением температуры
резко возрастает скорость химических реакций. Даже если принять
температурный коэффициент равным 2, то скорость реакции при наг-
ревании реагирующих веществ от 20 до 100 °C возрастет в 256 раз. Из
этого вытекает необходимость установления оптимальных температур-
ных условий для хранения тех или иных лекарственных препаратов.
Снижение температуры оказывает различное воздействие на лекар-
ственные вещества. Так, ампулированные растворы, содержащие 0,1%
адреналина гидрохлорида, 25—40% глюкозы, 25% магния сульфата,
10% кальция хлорида, 5% эфедрина гидрохлорида, 2% новокаина,
сохраняют свои качества при понижении температуры даже до -43 °C.
В то же время бактерийные и некоторые другие препараты разлагают-
ся при температуре ниже 0 °C, а растворы некоторых антибиотиков
(колимицина сульфата, эритромицина и др.) разрушаются в течение
нескольких дней при температуре от 6 до 20 °C.
При многократном замораживании и оттаивании водных растворов
происходят процессы, называемые криолизом. Особенно чувстви-
тельны к нему крахмал, глюкоза, стрептомицин, новокаин и т.д. Под
влиянием ультразвуковых колебаний ускоряются реакции окисления,
деструкции и др.
Свет также по-разному влияет на лекарственные вещества. Обычно
воздействие света ускоряет разложение. Сухие кристаллические веще-
ства более устойчивы к свету, чем растворы. Гигроскопичные вещества
после растворения в кристаллизационной воде повышают светочув-
ствительность. Воздействие света усиливается в присутствии катализа-
торов, которые активизируют химические процессы. Фотокаталитиче-
ские процессы происходят в кристаллических веществах только в
поверхностном слое. При хранении на свету некоторых лекарственных
средств, особенно относящихся к фенолам, аминам, сульфаниламидам,
происходит изменение окраски, формы кристаллов. Другие же лекар-
ства на свету сохраняются лучше, чем в темноте. Препараты, содержа-
щие соли железа (II), стабильны и повышают устойчивость к свету
других лекарственных веществ.
Влажность воздуха — один из факторов, активно снижающих ста-
бильность лекарств. Пониженная влажность воздуха, повышенная
температура уменьшают содержание кристаллизационной воды в ле-
351
карственных веществах. Это приводит к росту концентрации препара-
тов, а также к изменениям физических свойств (формы кристаллов,
растворимости и т.д.). Повышенная влажность воздуха влияет на фи-
зические свойства гигроскопичных лекарственных веществ. В резуль-
тате могут измениться внешний вид, окраска, концентрация лекарст-
венного вещества. Вследствие этих процессов образуются продукты
разложения и снижается фармакологическая активность.
Химические процессы, происходящие при хранении
лекарств, сложны и многообразны. Они тесно связаны с влиянием
физических факторов (температуры, света, влажности). Знание меха-
низма и скорости протекания этих процессов дает возможность устра-
нять или замедлять ход химических реакций, а следовательно, повы-
шать стабильность лекарств. Гидролиз, реакции окисления — восста-
новления, декарбоксилирования, фотохимическая деструкция, изоме-
ризация — таков далеко не полный перечень химических процессов,
которые могут происходить при хранении лекарственных веществ.
Гидролиз — химический процесс, наиболее часто происходящий при
хранении лекарственных веществ, производных сложных эфиров,
амидов, лактонов, лактамов, имидов, уретанов, уреидов и других клас-
сов химических соединений. Некоторые лекарственные вещества гид-
ролизуются даже в кристаллическом виде, особенно при повышенной
температуре и влажности воздуха. Значительно активизируется про-
цесс гидролиза в присутствии следов солей металлов (меди, цинка,
железа и др.).
Наиболее существенное влияние на скорость гидролиза лекарствен-
ных веществ в растворах оказывают растворители и pH среды. Обычно
растворителем служит вода. Для приготовления растворов лекарствен-
ных веществ практически нерастворимых в воде используют расти-
тельные масла. Растворителями могут также быть пропиленгликоль,
диметил сульфоксид, пол и этилен оксид ^400, этилолеат, бензилбензоат.
Константа скорости гидролиза при использовании этих растворите-
лей, например пропиленгликоля в сочетании с водой, заметно снижа-
ется.
Ингибируют процесс гидролиза, действуя растворами соляной
кислоты, буферными растворами или растворами щелочей. Выбор
стабилизатора зависит от химических свойств лекарственного вещест-
ва. Константа скорости гидролиза зависит от pH раствора. Можно
установить интервал значений pH среды, при котором константа ско-
рости реакции имеет минимальную величину. Константа скорости
гидролиза зависит также от ионной силы раствора, диэлектрической
постоянной. Поэтому в качестве стабилизатора используют хлорид
натрия и другие соли.
352
Выбор оптимальных интервалов значений pH среды и других пара-
метров, влияющих на константу скорости реакции, имеет очень боль-
шое значение для увеличения срока годности многих растворов лекар-
ственных веществ, особенно применяемых для инъекций. В лекарст-
венных формах роль катализаторов могут выполнять как ионы водоро-
да, так и гидроксид-ионы, т.е. pH среды оказывает не только стабили-
зирующее, но и каталитическое воздействие. Для каждого лекарства
оптимальные условия хранения устанавливают экспериментально.
На процесс гидролиза ингибирующее воздействие оказывает добав-
ление поверхностно-активных веществ (ПАВ). Особенно эффективны
анионактивное ПАВ — лаурилсульфат натрия, катионактивное ПАВ —
цетилтриметиламмоний бромид. Они в 10—20 раз повышают гидроли-
тическую устойчивость ряда сложных эфиров.
Окисление — процесс, являющийся одной из причин разложения
лекарственных веществ. Некоторые из них (производные фенолов)
окисляются, находясь в кристаллическом состоянии. Процесс окисле-
ния заметно активизируется при растворении. Особенно легко окисля-
ются лекарственные вещества, проявляющие активные восстановитель-
ные свойства (альдегиды, гидразиды, производные фенотиазина и
др.). Признаки окисления — изменение окраски лекарственного веще-
ства или его раствора, появление опалесценции.
Основным фактором, вызывающим окисление, является кислород,
содержащийся в воздухе. Процесс окисления заметно активизируется
при повышенной температуре и влажности, ультрафиолетовом облуче-
нии. Процесс окисления катализируют различные примеси. Особенно
велика роль даже небольших количеств примесей тяжелых металлов, в
частности железа (III), меди (II), свинца, никеля и др. Очень часто
процессу окисления предшествует процесс гидролиза (сульфацил-
натрия) или, наоборот, гидролитическое расщепление следует за окис-
лительным процессом (аскорбиновая кислота).
Система мер, направленных на предохранение лекарственных ве-
ществ от окисления, сводится прежде всего к уменьшению влияния
атмосферного кислорода или максимальному удалению примесей,
катализирующих процесс окисления.
Выбор оптимальных условий хранения устанавливают эксперимен-
тально. Используя окислители, можно смоделировать процесс окисле-
ния. Если затем сравнить полученные продукты окисления стандарт-
ного образца и продукты разложения лекарства, то можно сделать
заключение о механизме процесса окисления. Это позволяет решать
вопрос о путях стабилизации, так как станут известны факторы, вли-
яющие на скорость реакции окисления.
При хранении лекарственных препаратов могут происходить про-
353
цессы изомеризации. Реакции рацемизации (образования рацематов)
являются причиной значительного снижения фармакологического
действия лекарственных препаратов, обладающих оптической актив-
ностью. Оптические изомеры отличаются друг от друга по фармаколо-
гической активности иногда в несколько раз. Например, левовраща-
ющий оптический изомер адреналина в 15—20 раз активнее правовра-
щающего. Поэтому в медицинской практике применяют /-изомер. В
растворе адреналина постепенно происходит процесс рацемизации —
образования смеси обоих изомеров. Этот процесс сопровождается
заметным снижением активности препарата.
7.3. ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ, ХРАНЕНИЯ
И ТРАНСПОРТИРОВКИ НА СТАБИЛЬНОСТЬ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Физические факторы и химические процессы могут оказывать
влияние на стабильность лекарственных средств, начиная с момента их
получения и до приема больным.
Стабильность лекарственных средств во многом зависит от соб-
людения условий технологического
процесса. При этом важная роль принадлежит степени чистоты
исходных продуктов синтеза, растворителей, техническому состоянию
аппаратуры, соблюдению требований регламента производства по
очистке промежуточных продуктов синтеза, а также качеству исходных
веществ, используемых для получения лекарственных форм. Эти
факторы могут вызвать побочные химические реакции, привести к
образованию веществ, нарушающих нужную степень чистоты и
стабильность конечного продукта.
Стабильность зависит не только от химических, но и от физиче-
ских свойств лекарственного вещества. Например, в зависимости от
условий кристаллизации могут изменяться размер кристаллов, степень
их роста, оформление граней и т.д. Физические свойства кристаллов, в
свою очередь, оказывают влияние на гигроскопичность, химическую
активность, а следовательно, и на стабильность лекарственного препа-
рата. Форма и размер кристаллов находятся в зависимости от приро-
ды, степени чистоты растворителя, температурных условий и продол-
жительности процесса кристаллизации, наличия сопутствующих ве-
ществ. Эти факторы (особенно природа растворителя) влияют, напри-
мер, на процесс образования полиморфных форм лекарственных ве-
ществ.
На физические и химические свойства лекарственных веществ
оказывает существенное влияние воздействие механических сил. Изу-
354
чением этих свойств при таких процессах, как измельчение, прессова-
ние, ультразвуковая обработка, криолиз и др., занимается механо-
химия. Механические воздействия приводят не только к положи-
тельным, но и отрицательным последствиям. Они могут вызвать нару-
шение структуры лекарственных веществ, разрыв химических связей и
соответственно изменение реакционной способности.
По чувствительности и механическим воздействиям лекарственные
вещества существенно отличаются друг от друга. Особенно значитель-
но меняются физико-химические свойства кристаллических веществ. В
них появляются точечные дефекты, уменьшаются размеры кристалли-
тов, разупорядочивается структура, вплоть до полной аморфизации,
образуются полиморфные модификации или происходят их взаимные
превращения (барбитураты, стрептоцид, левомицетина пальмитат).
При механическом измельчении часто может происходить гидролити-
ческое расщепление (кислота ацетилсалициловая, п-аминосалициловая
и др.).
Для некоторых групп лекарственных препаратов, в частности био-
логически активных веществ (гормоны, витамины, гликозиды, анти-
биотики), оказалось невозможным повысить стабильность. Поэтому в
процессе производства в лекарственные формы вносят избыток этих
препаратов до 110—120%. При хранении в течение определенного
срока происходит снижение фармакологической активности, обуслов-
ленное уменьшением концентрации препарата до 80—90%. Эта техноло-
гическая операция носит название избыток для произ-
водственных целей. Она привела к необходимости допус-
кать в фармакопеях пределы содержания таких препаратов в лекарст-
венных формах от 90 до 110% и даже от 80 до 120% для некоторых
антибиотиков и гормонов.
Учитывая влияние физических и химических факторов на стабиль-
ность лекарственных веществ, можно сделать вывод, что важная роль
принадлежит условиям хранения. В ГФ (ФС) эти условия оговорены в
виде общих указаний. Обычно они отражают влияние какого-то опре-
деленного фактора или группы факторов. Так, если необходимо пре-
дохранить лекарственное вещество от окисляющего воздействия кисло-
рода воздуха и излишней влажности, то в ГФ или другой НТД указы-
вается, что его следует хранить в хорошо укупоренной
таре или в склянках с притертыми пробками.
Когда процесс разрушения происходит под действием света, то указы-
вается на необходимость хранения в защищенном от света
месте или в хорошо укупоренных банках
оранжевого стекла и т.д.
Для некоторых лекарственных веществ в ГФ (ФС) указан темпера-
355
турный режим хранения. Так, антибиотики тетрациклинового ряда, а
также канамицина моносульфат, оксациллина натриевую соль, фенок-
симетилпенициллин, стрептомицина сульфат хранят при комнатной
температуре, а новобиоцина натриевую соль, никодин — не выше 20 °C,
тиофосфамид — не выше 10 °C.
Условия хранения ряда препаратов витаминов предусматривают
возможное влияние не только температуры, света, но и окислителей,
катализаторов. Так, ретинола ацетат хранят в запаянных в токе азота
ампулах, предохраняющих от действия света, при температуре не
выше +5 °C, а препараты тиамина следует хранить в герметически
закрытой таре, предохраняющей от действия света, без контакта с
металлами. Сыворотки, вакцины, бактериофаги, тулярин, туберкулин
хранят при температуре от 4-4 до -10 °C.
Требования ГФ к условиям хранения должным образом не унифи-
цированы и не охватывают всех лекарственных веществ. Это потребо-
вало создания специального нормативного документа, систематизиру-
ющего условия хранения различных групп лекарственных веществ в
зависимости от их свойств и воздействия различных факторов внеш-
ней среды. Условия хранения лекарственных средств регламентируют-
ся ’’Инструкцией по организации хранения в аптечных учреждениях
различных групп лекарственных средств и изделий медицинского
назначения”, утвержденной приказом М3 СССР № 520 от 15 мая
1981 г. По каждой из этих групп приведен перечень лекарственных
средств, требующих соответствующих условий хранения.
Защиты от воздействия света требуют нитраты, нитриты, кислород-
содержащие производные галогенов, нитро- и нитрозосоединения,
фенолы, амиды и аминосоединения, производные фенотиазина, кор-
тикостероиды, витамины, антибиотики, эфирные и жирные масла, а
также галеновые и органопрепараты. Под воздействием света эти пре-
параты окисляются с образованием различных веществ, отличающихся
по фармакологической активности, полностью теряющих ее или даже
имеющих токсическое действие на организм. В зависимости от чувст-
вительности к окислителям данную группу лекарственных веществ
следует' хранить в стеклянной таре оранжевого стекла либо в металли-
ческой таре, либо в упаковке из алюминиевой фольги или полимерных
материалов, окрашенных в темный цвет. Обычно для хранения исполь-
зуют темные помещения, светонепроницаемые ящики и шкафы, кото-
рые изнутри окрашивают черной краской. Особо чувствительные к
свету вещества (серебра нитрат, прозерин) хранят в стеклянной таре,
оклеенной черной светонепроницаемой бумагой. Некоторые лекарст-
венные средства, например препараты железа (II), наоборот, требуют
хранения в стеклянной таре светлого стекла на ярком свету.
356
Защиты от воздействия влаги требуют гигроскопичные и гидроли-
зующиеся лекарственные средства, например соли азотной, азотистой,
фосфорной и галогеноводородных кислот, калия ацетат, препараты
ряда алкалоидов, гликозидов, ферментов, антибиотиков, сухие органо-
препараты. Следует предохранять от воздействия влаги также лекарст-
венные вещества, очень легко растворимые в воде, и те, влагосодержа-
ние которых регламентировано определенными пределами ГФ или
другой НТД.
Защита от воздействия атмосферных паров воды достигается при
хранении в сухом прохладном месте, в плотно укупоренной таре из
влагонепроницаемых материалов (стекла, металла, алюминиевой фоль-
ги , плотной пластмассы). Лекарственные средства с : выраженными
гигроскопичными свойствами (кальция хлорид; калий хлорид, димед-
рол и др.) следует хранить в стеклянной. т$рё, укупоренной герметич-
но и Ф залитой парафином пробкой. v г
Ряд лекарственных средств может улетучиваться при хранении
(иод, йодоформ, камфора, бромкамфора, ментол, тимод, хлоралгидрат,
метилсалицилат). Их следует хранить в прохладном месте в герметиче-
ски , укуйоренной и непроницаемой для улетучивающихся веществ
таре. К этой же группе относятся этиловый спирГ, спиртовые растворы
различных лекарственных веществ, растворы летучих веществ (аммиа-
ка,. формальдегида, хлороводорода, эфирных масел); лекарственные
вещества, в которых регламентирован НТД нийсний предел содержа-
ния влаги, и лекарственные вещества, разлагающиеся с образованием
летучих веществ (йодоформ, натрия гидрокарбонат, пероксид водоро-
да, хлорамин Б). Кристаллогидраты могут в зависимости от влажности
воздуха терять или притягивать влагу, но в том и в другом случае это
может вызвать нарушение доброкачественности препарата. Поэтому
кристаллогидраты следует хранить в герметично укупоренной таре, в
прохладном месте и в помещении с относительной влажностью воздуха
50-65%.
Некоторые лекарственные средства необходимо защищать от воз-
действия повышенной температуры. К их числу относятся все легко-
плавкие и улетучивающиеся при хранении лекарственные вещества, а
также препараты, содержащие витамины, гликозиды, гормоны, анти-
биотики, бактерийные, органопрепараты. Указанные группы лекарст-
венных веществ следует хранить при комнатной (18—20 °C) или даже
более низкой температуре (от 12—15 до 3—5 °C), которая указывается
на этикетке или в инструкции по применению препарата.
Ряд препаратов при хранении необходимо защищать от воздейст-
вия пониженной температуры, так как при этом меняются их физико-
357
химические свойства (раствор формальдегида 40%, растворы инсулина,
жирные масла и др.).
Газы, содержащиеся в окружающей среде, также могут оказывать
воздействие на лекарственные средства в процессе их хранения.
Следует предохранять от воздействия кислорода воздуха особенно
такие препараты, которые содержат в молекуле непредельные связи,
производные фенола и полифенолов, тиолы и препараты, содержащие
тиоэфирную или тиокетонную серу, а также ферменты,
органопрепараты.
От воздействия содержащегося в воздухе углекислого газа следует
предохранять производные солей щелочных металлов и слабых орга-
нических кислот (натриевые соли сульфаниламидов и производных
барбитуровой кислоты), производные пурина (эуфиллин), неорганиче-
ские препараты магния, цинка, свинца и др. Эти лекарственные веще-
ства хранят в сухом помещении в наполненной доверху таре, изготов-
ленной из материалов, непроницаемых для газов. Тара должна быть
герметически укупорена, пробка залита парафином.
Лекарственные вещества, обладающие сильным запахом, необходи-
мо хранить изолированно в непроницаемой для проникновения запаха
герметически закрытой таре, как правило, в темном и прохладном
месте.
К числу красящих лекарственных средств относят оставляющие
окрашенный, не смываемый обычной санитарно-гигиенической обра-
боткой след на таре, укупорочных средствах, оборудовании и других
предметах. Хранить их следует в специальном шкафу, в плотно укупо-
ренной таре в сухом помещении.
Все большее значение придается соблюдению режима хранения
лекарств, в особенности термолабильных и светочувствительных лекар-
ственных веществ. Письмом ГАПУ М3 РСФСР № 42.2.63 от 27 февра-
ля 1985 г. ”0 соблюдении режима хранения лекарств" указывается
необходимость строгого соблюдения режима хранения лекарств. В
журнале учета сроков годности введен специальный раздел "Темпера-
турный режим хранения". При отпуске лекарств больному необходимо
указывать, какой следует соблюдать режим при хранении лекарств в
домашних условиях.
Лекарственные вещества, способные к самовозгоранию или к возго-
ранию под действием внешнего источника зажигания, относятся к
огнеопасным, а способные к взрыву — к взрывоопас-
ным. Взрывоопасные подразделяются на взрывчатые вещества (нит-
роглицерин) и взрывоопасные (серебра нитрат, калия перманганат).
Огнеопасные классифицируют на жидкие легковоспла-
меняющиеся (этанол и его растворы, настойки, экстракты спир-
358
товые и эфирные, эфир медицинский, скипидар, кислота молочная,
хлорэтил, коллодий, клеол), твердые легковоспламе-
няющиеся (рентгеновские пленки, таблетки гидроперита) и
легкогорючие (сера, глицерин, растительные масла, перевя-
зочный материал, лекарственное растительное сырье).
Условия хранения легковоспламеняющихся жидкостей обусловли-
ваются их текучестью, легкой испаряемостью и воспламеняемостью.
Пары этих жидкостей взрывоопасны, поэтому их следует хранить в
изолированных прохладных помещениях, защищая от света, особенно
от прямых солнечных лучей.
Огнеопасные и взрывоопасные вещества хранят в специально обору-
дованных в соответствии с требованиями строительных норм и правил
(СНиП) помещениях, оборудованных специальными несгораемыми
стеллажами и шкафами, расположенными на некотором расстоянии от
стен. Помещения должны быть оборудованы автоматическими средст-
вами пожаротушения и пожароохранной сигнализацией.
С учетом физико-химических свойств лекарственных веществ этой
группы при хранений нужно учитывать их совместимость. Раздельно
следует хранить следующие из них: легковоспламеняющиеся и взрыво-
опасные; легковоспламеняющиеся и минеральные кислоты (особенно
азотную и соляную); сжатие или сжиженные газы и легкогорючие
вещества (серу, растительные масла, перевязочные материалы); неорга-
нические соли, образующие с органическими соединениями взрыво-
опасные смеси и вещества, самовозгорающиеся на воздухе, и твердые
легковоспламеняющиеся вещества (рентгеновские пленки). Особые
требования предъявляются к применяемым в медицине газам, облада-
ющим взрывоопасными или огнеопасными свойствами. Баллоны с
ними, в частности с кислородом, должны храниться в отдельных,
совершенно изолированных помещениях, в которых ничего больше
хранить нельзя.
Физические факторы внешней среды (температура, влажность)
необходимо учитывать при транспортировке лекарств,
особенно по железной дороге и морским (речным) транспортом. В
зависимости от времени года при перевозке, например, железнодорож-
ным транспортом транспортируемые лекарства подвергаются воздейст-
вию максимально высоких или, наоборот, низких температур.
В пароходных трюмах, где лекарства транспортируются по не-
скольку месяцев в условиях тропического климата, температура может
достигать 65 °C. Еще большее колебание температуры происходит при
многодневном хранении транспортируемых лекарств в портах, располо-
женных в различных климатических зонах. Колебание температур при
этом достигает нескольких десятков градусов. Поэтому некоторые
359
зарубежные фирмы, экспортирующие лекарства, предварительно про-
водят испытания их стабильности при различных температурах (от 5
до 55 °C) и относительной влажности (от 50 до 90%).
В нормативно-технической документации пока еще не нашли отра-
жения условия и продолжительность хранения лекарственных средств
в зависимости от климатических условий. Поскольку сроки хранения
и стабильность лекарств зависят от температуры и влажности воздуха,
необходимо в той или иной климатической зоне учитывать влияние
этих факторов.
7.4. СРОКИ ГОДНОСТИ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Стабильность лекарства обусловливает сроки его годности. В ГФХ
были указаны сроки годности только для некоторых препаратов,
например эфира для наркоза и хлороформа для наркоза. В последу-
ющие годы установление срока годности явилось непременным ус-
ловием разработки ФС или ВФС. В 1974 г. Министерством медицин-
ской промышленности и М3 СССР был введен отраслевой стандарт
ОСТ 42-2—72, предусматривающий единый порядок установления
сроков годности лекарственных средств. Этот стандарт обязателен для
всех предприятий и организаций, которые изготавливают или разраба-
тывают лекарственные средства. В соответствии с его требованиями
устанавливают срок годности экспериментально при хранении лекарст-
венного средства в течение определенного времени.
Первоначальный срок годности лекарственного средства определяет
организация-разработчик при подготовке проекта ВФС. С этой целью
изучают стабильность лекарственного средства с использованием хими-
ческих и физико-химических методов, указанных в общих статьях
ГФ XI, а также биологических методов анализа, фармакологических
испытаний и др. В результате изучения должно быть учтено влияние
таких внешних факторов, как высокие или низкие температуры, вза-
имодействие с влагой, кислородом и другими компонентами воздуха,
светочувствительность и т.п. При этом обязательно определяют сте-
пень изменения физических и химических свойств лекарственного
средства (внешний вид, температура плавления или кипения, химиче-
ский состав и т.д.); гигроскопичность лекарственного средства; токсич-
ность или другой показатель вредного физиологического воздействия
на организм. При исследовании стабильности лекарственной формы
изучают не только устойчивость основного вещества, но и его совмес-
тимость с компонентами, входящими в состав лекарственной формы.
Устанавливают оптимальные требования к тарег упаковке, условиям
хранения лекарственного средства, а также необходимые ограничения
360
по температурному режиму хранения. На основании полученных экспе-
риментальных данных определяют первоначальный срок годности с
указанием требуемых условий хранения, вида упаковки, транспортиро-
вания и включают эти данные в проект ВФС.
При подготовке серийного производства нового лекарственного
средства в процессе разработки опытно-промышленного регламента
продолжают исследования по изучению стабильности лекарственных
средств. Берут образца пяти промышленных серий и систематически
повторяют необходимые анализы в течение пяти лет. Перед закладкой
на хранение исследуемые лекарственные средства подвергают полной
проверке в объеме требований действующей НТД. При последующих
проверках показатели, которые не могут измениться во время хране-
ния, не определяют (например, содержание примесей сульфатов, хло-
ридов и т.д.). Образцы изучаемых лекарственных средств, заложенные
на хранение, затем подвергают проверке: при сроке годности по ВФС
до 1 года — через каждые три месяца; при сроке годности до 3 лет —
через каждые 6 мес.; при сроке годности свыше 3 лет — через каждые
12 мес. Образцы изучаемых лекарственных средств должны храниться
посерийно в специальном помещении при строгом соблюдении опреде-
ленных условий, которые должны соответствовать требованиям ВФС.
Температуру и влажность контролируют термографами и гигрографа-
ми или определяют с помощью термометра со шкалой от -50 до
4-50 °C. Освещенность замеряют люксометром один раз в неделю. На
основании полученных данных промышленное предприятие, изуча-
ющее стабильность лекарственного средства, делает выводы и предло-
жения, обоснованные аналитическими данными. Эти предложения
должны быть оформлены в виде ведомости изменения к действующей
ФС, которая направляется на утверждение в установленном порядке.
В настоящее время для большинства лекарственных веществ сроки
годности установлены и опубликованы в специальном официальном
сборнике Фармакопейного комитета.
Практически не ограничен или не менее 10 лет срок годности боль-
шинства неорганических лекарственных веществ. Исключение состав-
ляют только натрия нитрит (3 года), натрия иодид (1 год). Сроки
годности синтетических лекарственных веществ находятся в зависимо-
сти от химической структуры и составляют, например, для амидов
сульфокислот, амидированных производных угольной кислоты, произ-
водных пиридина и хинолина от 3 до 5 лет, у производных акридина,
некоторых производных пиразолона (антипирина, амидопирина),
анестезина — 10 лет. Производные барбитуровой кислоты (барбитал,
фенобарбитал) можно хранить 10 лет, а их натриевые соли — только
2—3 года. Препараты алкалоидов имеют сроки годности от 1,5
361
до 8 лет, гормоны — от 3 до 10 лет, антибиотики — от 1 до 5 лет,
витамины — 1—3 года.
Стабильность лекарственных веществ (субстанций) значительно
выше, чем лекарственных форм. Наименее стабильны лекарственные
формы, приготовленные в условиях аптеки. Поэтому сроки их хране-
ния менее продолжительны, чем у лекарственных форм заводского
изготовления. Они находятся в зависимости от состава лекарственной
формы и сроков годности каждого из ингредиентов, их физической и
химической совместимости, условий приготовления и стерилизации,
характера упаковки флакона или бутылки, условий хранения, в том
числе температурного режима. Сроки годности и условия стерилиза-
ции лекарственных средств, которые готовят в аптеках, приведены в
приложении к приказу № 96 от 3 апреля 1991 г. ”0 контроле качества
лекарственных средств, изготавливаемых в аптеках”.
Растворы для инъекций и другие стерильные растворы, герметично
укупоренные резиновыми пробками под обкатку, имеют срок годности
(при 25 °C) 30 дней. Исключение составляют раствор кальция глюко-
ната 10% и раствор натрия пара-аминосалицилата 3%, раствор фураги-
на растворимого 0,1%, срок годности которых 7 дней, раствор норсуль-
фазола-натрия 10% — 5 дней, раствор новокаина 2,5 и 10% — 90 дней,
раствор дибазола 0,5 и 1% — 60 дней. Растворы для инъекций, укупо-
ренные "под обвязку”, имеют срок годности не более 2 сут.
Растворы для внутреннего употребления новорожденным детям,
подвергнутые стерилизации, герметически укупоренные во флаконах
пробками "под обкатку”, также имеют, как правило, срок годности 30
дней. Исключение составляют раствор глюкозы 5% и раствор кислоты
аскорбиновой 1%, которые можно хранить только 5 дней, раствор
кальция глюконата 1,3 и 5% — 7 дней, раствор эуфиллина 0,05 или
0,5% — 15 дней.
Растворы и масла для наружного применения новорожденным
детям, герметично укупоренные во флаконах резиновыми пробками
"под обкатку”, имеют срок годности 30 дней, за исключением раство-
ров калия перманганата и перекиси водорода, которые можно хранить
не более 15 дней. Большинство из них предварительно стерилизуют, а
растворы калия перманганата 5%, колларгола 2%, перекиси водорода
3% готовят в асептических условиях. Большинство растворов для
инъекций, растворов и масел для новорожденных следует хранить в
защищенном от света месте.
Сроки годности глазных капель и офтальмологических растворов,
герметично укупоренных во флаконах резиновыми пробками "под
обкатку”, составляют от 7 до 30 дней, причем они зависят от
температурного режима при хранении. Растворы, содержащие ле-
362
карственные вещества, чувствительные к воздействию света, хранят в
защищенном от света месте. Растворы цитраля 0,01%, фетанола 3%,
рибофлавина 0,01—0,02%, кислоты аскорбиновой 0,2%, а также глаз-
ные капли, укупоренные ’’под обвязку”, имеют срок годности не более
2 сут.
Концентраты для изготовления глазных капель после стерилизации
могут храниться от 5 (содержащие рибофлавин, кислоту аскорбино-
вую) до 30 дней, за исключением цитраля 0,02%, который готовят в
асептических условиях и хранят не более 2 сут при 3—5 °C.
Сроки годности лекарственных форм, изготавливаемых в аптеках,
не вошедших в указанное приложение к приказу № 96, составляют для
водных растворов, содержащих бензилпенициллин и глюкозу, 1 сут,
для глазных капель — 2, инъекционных растворов — 2, настоек, отва-
ров, слизей — 2, эмульсий и суспензий — 3, остальных лекарственных
форм — 10 сут.
7.5. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
УПАКОВОЧНОГО МАТЕРИАЛА
НА СТАБИЛЬНОСТЬ ЛЕКАРСТВ
Стабильность лекарств во многом зависит от химического состава и
свойств упаковочного материала. От момента получения до приема
больным эти вещества находятся в контакте и, следовательно, могут
вступать в различного рода взаимодействия. При исследовании воз-
можности использования того или иного упаковочного материала
необходимо предварительное проведение физических, химических и
биологических испытаний. Особенно высокие требования предъявля-
ются к упаковочным материалам, предназначенным для хранения
инъекционных растворов. Важное значение имеет не только стабиль-
ность упаковочного материала, но и его способность предохранить
лекарство от воздействия температуры, света, влажности окружающей
среды. Поэтому после изучения стабильности упаковочного материала
исследуют стабильность образцов лекарственного вещества или лекар-
ственной формы, помещенных в ту же упаковку. Изучают также про-
цессы, которые могут происходить с лекарственным препаратом под
влиянием веществ, содержащихся в упаковочном материале. На основе
этого устанавливают сроки годности лекарства в соответствующей
упаковке.
Упаковочным материалом для лекарств обычно служат металлы,
стекло, полимеры, резина, из которых изготавливают различного рода
емкости или упаковки. Каждое из этих веществ характеризуется це-
лым рядом свойств.
363
Из металлов для изготовления туб используют чаще всего
алюминий или луженую жесть. В тубах обычно хранят мази, кремы,
пасты. Очень важно иметь четкое представление о возможных химиче-
ских реакциях между лекарством и металлом упаковки.
Стекло как упаковочный материал индифферентнее по отноше-
нию ко многим лекарственным веществам. В герметичной упаковке
стекло предохраняет лекарство от воздействия содержащейся в окру-
жающей атмосфере влаги, кислорода и т.д. Важное значение для
предотвращения влияния ультрафиолетового излучения имеет цвет
стекла. Бесцветное стекло прозрачно для лучей, имеющих длину вол-
ны более 300 нм, а оранжевое задерживает излучение с длиной волны
до 470 нм. Поэтому оранжевое стекло в несколько раз лучше предохра-
няет лекарства от фотохимического разложения.
При хранении растворов в стеклянных ампулах происходит выще-
лачивание, которое может привести к изменению pH среды. Кроме
того, может происходить процесс вымывания из стекла мельчайших
нерастворимых частиц (блесток). Их образование зависит от сорта
стекла и от правильности его подготовки для упаковки. Чаще всего
блестки образуются (независимо от срока хранения) в растворах, со-
держащих фосфаты, цитраты, тартраты, и в растворах, имеющих ще-
лочную реакцию. Щелочные растворы разрывают связи Si——0—Si в
поверхностном слое стекла, образуя группы Si—0—Na и увеличивая pH
среды.
Изменение pH среды внутри стеклянной упаковки может привести к
потере фармакологической активности лекарственного вещества. Осо-
бенно важно учитывать эти свойства стекла при хранении малых доз
высокоактивных лекарственных веществ, легко инактивирующихся в
щелочной среде (витамины, антибиотики, гликозиды). Кроме того, в
щелочной среде может происходить процесс выделения осадков орга-
нических оснований из их солей, а также значительно ускоряться
процесс окисления фенольных гидроксилов. Щелочность стекла может
также способствовать развитию микрофлоры.
Предотвратить или свести к минимуму процесс выщелачивания
можно специальной обработкой (покрытием внутренних стенок тонким
слоем силиконов), использованием особых сортов стекла, а также до-
бавлением в раствор препарата допустимых количеств минеральных
кислот, нейтрализующих образующуюся примесь щелочи.
С каждым годом расширяется использование полимеров в
качестве упаковочного материала для лекарственных средств. Напри-
мер, применяют такие полимеры, как полиэтилен, полипропилен,
поливинилхлорид и др. Следует иметь в виду, что полимеры могут
содержать в своем составе исходные и промежуточные продукты синте-
364
за, катализаторы, вспомогательные вещества (стабилизаторы, наполни-
тели, красители, пластификаторы и т.д.), а также продукты окисли-
тельной деструкции, образовавшиеся в процессе производства или
храпения полимеров. Природа и качество полимеров влияют на ста-
бильность лекарств.
Требования к полимерам, применяемым в качестве упаковочных
материалов для лекарственных веществ, изложены в соответствующих
ГОСТах. Полимерные материалы, используемые для упаковки, долж-
ны быть непроницаемы для содержащихся во внешней среде кислоро-
да, углекислого газа, паров воды, а также для микроорганизмов. Их
переход внутрь полимерной упаковки приводит, например, к очень
быстрой инактивации антибиотиков (пенициллина, стрептомицина и
ДР-)-
Пленочные материалы, в частности полиэтилен, не всегда пригодны
в качестве упаковочного материала из-за проницаемости для воды и
летучих веществ. Пакеты из полиэтилена могут быть использованы
для транспортирования и кратковременного хранения любых кристал-
логидратов. Некоторые из них можно хранить и более длительное
время с учетом срока годности, причем этот срок значительно возрас-
тает при хранении в условиях низких температур и в сухой атмосфере,
а также при использовании многослойных пакетов большой вместимо-
сти и размещении малых пакетов во вторичную тару из влагозащит-
ных материалов.
Лекарственные вещества могут проникать внутрь полимерной упа-
ковки и вступать с ней в реакции. Возможны явления адсорбции ле-
карственного вещества полимером. Может происходить процесс разру-
шения полимера под воздействием лекарственного вещества. Это при-
водит не только к нарушению стабильности препарата и его инактива-
ции, но и к образованию токсичных примесей. Поэтому, прежде чем
использовать полимер в фармацевтической практике, необходимо
определить степень вымываемости из него тех или иных веществ.
Нужно также установить, как эти вещества влияют на стабильность
лекарств, не оказывают ли они сами или продукты их взаимодействия
с лекарствами токсического или побочного фармакологического дейст-
вия.
Резина используется для упаковки лекарств обычно в виде
пробок. Известно, что резины содержат в своем составе различные
соединения, которые могуг привести к значительному изменению
стабильности лекарств. Эти соединения могут не только нарушать
доброкачественность лекарств при вымывании, но и вступать с ними в
химические реакции или выполнять роль катализаторов процессов
разрушения лекарств (гидролиза, окисления, восстановления и др.).
365
Однако было установлено, что такие отечественные высокополимер-
ные материалы, как резина, изготовленная на основе натурального
каучука марки ИР-25 или бутилкаучука марки ИР-119, а также поли-
меры, приготовленные на основе поликарбонатов, не оказывают суще-
ственного влияния на стабильность растворов для инъекций в процес-
се стерилизации и хранения. В течение 12 месяцев растворы натрия
хлорида 0,9%, растворы магния сульфата 25%, растворы кальция
хлорида 10%, растворы кофеина-бензоата натрия 10%, растворы
натрия тиосульфата 30% оставались не только стабильными, но и
стерильными, причем устойчивыми в этих полимерных упаковках
оказались не только водные, но и водно-спиртовые и масляные раство-
ры. Контейнеры, изготовленные из полихлорвинила, сохраняют (при
-8 °C) стабильность раствора натрия хлорида 0,9% и раствора
глюкозы 5% в течение 2 лет.
7.6. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗРУШЕНИЯ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ХРАНЕНИИ
Стабильность как показатель качества лекарственного средства не
находит достаточного отражения в ГФ. Констатируются только такие
факторы, как выпадение осадка, появление окраски, изменение pH
среды, которые устанавливают при выполнении испытаний на чистоту.
Однако эти испытания не дают полного представления о процессах,
происходящих при нарушении стабильности. В настоящее время при
составлении нормативно-технической документации устанавливают
научно обоснованные сроки хранения лекарственных средств. Решение
этого вопроса возможно только на основе проведения исследований по
изучению стабильности лекарственных веществ или лекарственных
форм.
Исследование стабильности осуществляют, изучая механизм физи-
ческих или химических процессов, происходящих при длительном
хранении лекарственного средства. Оценивают стабильность, опреде-
ляя в лекарстве количество основного компонента и продуктов его
разложения. Процессы разложения лекарственных веществ происходят
очень медленно при обычных условиях хранения. Это весьма положи-
тельный момент с точки зрения стабильности. Однако он создает
трудности в исследованиях, так как даже в течение длительного вре-
мени образуются очень малые количества продуктов разложения.
При исследовании стабильности требуется использование высоко-
чувствительных методов анализа. Выбор метода зависит от характера
исследуемой устойчивости (физической или химической). Физические
методы наиболее широко применяют при оценке стабильности различ-
366
ных лекарственных форм. Классические химические методы, как пра-
вило, не позволяют обнаружить и определить продукты разложения.
Поэтому качественные химические реакции, гравиметрия и титримет-
рические методы вследствие их малой чувствительности, как правило,
неприменимы для исследования стабильности лекарственных веществ.
Из оптических методов поляриметрия имеет важное значение для
оценки стабильности растворов веществ, способных образовывать опти-
ческие изомеры и соответственно рацемические формы. Уф-спектрофо-
тометрия позволяет отличать некоторые продукты разложения от
основного компонента по характеру и интенсивности максимумов све-
топоглощения. Важную информацию о наличии в молекулах исследу-
емых веществ тех или иных функциональных групп, подтверждающих
образование продуктов разложения, может дать ИК-спектроскопия.
Для изучения стабильности весьма эффективны методы, основан-
ные на испускании излучения, в частности флуориметрия и хемилю-
минесценция. Эти методы позволяют изучать как процессы деструк-
ции молекул лекарственных веществ, так и явление стабильности.
Флуориметрия и хемилюминесцентный метод отличаются высокой
чувствительностью. Это дает возможность значительно сокращать
продолжительность выполнения экспериментов. Высокой специфично-
стью и чувствительностью отличаются методы ЯМР-, ЭПР- и масс-
спектроскопии. Из электрохимических методов очень перспективно
использование различных видов полярографии, отличающейся высо-
кой чувствительностью. Важную информацию может дать применение
потенциометрического метода.
Из методов разделения очень часто при исследовании стабильности
пользуются экстракцией, позволяющей отделять друг от друга основ-
ной компонент и продукты разложения. После экстракции вещество
анализируют с помощью физико-химических методов. Большие
возможности имеет в этом отношении экстракционно-фотометрический
метод анализа.
Особенно широко для исследования стабильности лекарственных
веществ применяют различные виды хроматографии, сочетая их с
другими физико-химическими методами. Используют, например, хро-
матофотоколориметрию, хроматоспектрофотометрию и др. Газожидко-
стная хроматография (ГЖХ) и высокоскоростная жидкостная хромато-
графия (ВЖХ) оказались весьма перспективными для оценки стабиль-
ности многих лекарств. Важно, что применение этих методов требует
очень малых количеств анализируемых веществ.
7.7. МЕТОДЫ УСКОРЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
В течение многих лет для определения стабильности лекарств
использовался так называемый классический метод. Сущ-
ность его заключается в том, что лекарственное средство в течение
периода, отводимого на его реализацию (обычно от 2 до 5 лет), хранят
при комнатной температуре. Через определенные промежутки времени
оценивают качество хранящегося лекарства по ФС или ВФС. На
основании результатов анализа делают заключение об оптимальном
сроке хранения.
Основной недостаток таких испытаний заключается в том, что на
их проведение уходит несколько лет. Используемые в настоящее время
методы исследования стабильности лекарственных средств основаны
на определении их качества в условиях ускоренных испытаний.
Методы ускоренного хранения (ускорен-
ного старения) позволяют за 15—115 дней при 40—70 °C уста-
новить сроки хранения, которые, как правило, совпадают с результа-
тами, полученными при хранении лекарственных веществ при комнат-
ной температуре в течение 3—5 лет. Исследования ведут в климатиче-
ских шкафах или комнатах, которые имеют устройства, позволяющие
автоматически регулировать заданные условия хранения: температуру,
влажность, свет. Оценку стабильности осуществляют, исследуя физи-
ческие и химические изменения вещества.
Таким образом, методы ускоренного старения основаны на изуче-
нии кинетики реакций разложения лекарственных веществ. Используя
факторы, ускоряющие химические реакции (температуру, свет, влагу,
pH среды, кислород), можно в течение короткого промежутка времени
количественно установить те изменения, которые происходят с лекар-
ством при длительном хранении. Из перечисленных факторов чаще
всего используют температуру. На основе полученных результатов
устанавливают оптимальные параметры хранения лекарств: темпера-
турный режим, влажность, освещенность, pH среды, характер упаковки
и т.д.
Цель исследования стабильности лекарств методами ускоренного
хранения может быть различной. Если исследуется лекарственное
вещество (субстанция), то устанавливают влияние температуры, света и
других факторов на процесс разложения (скорость химических реак-
ций). Для лекарственных форм также устанавливают влияние вспомо-
гательных веществ, стабилизаторов и других компонентов на стабиль-
ность.
Выполнение исследований методом ускоренного старения осущест-
368
вляют, запаивая образцы в стеклянные трубки или ампулы в количе-
стве, необходимом для однократного испытания. При изучении вли-
яния на стабильность лекарственного вещества атмосферного кислоро-
да выполняют сравнительные испытания при одинаковой температуре,
но помещая одну порцию испытуемого вещества в открытый сосуд, а
другую — в запаянную ампулу, из которой вытеснен воздух.
В течение всего эксперимента необходимо строгое соблюдение
температурного режима. Для этого используют ультратермостаты,
позволяющие поддерживать температуру на заданном уровне с точно-
стью ±(0,2—1)°. При повышении температуры, как правило, ускоряют-
ся протекающие в лекарственных средствах физико-химические проце-
ссы. Зависимость скорости реакции от температуры лежит в основе
ускоренных методов старения и определяется либо правилом Вант-
Гоффа, либо уравнением Аррениуса.
I. Наиболее простая методика определения сроков годности лекар-
ственных веществ и лекарственных форм изотермическим
методом основана на использовании правила Вант-
Го ф ф а: при повышении температуры на 10 °C скорость химической
реакции возрастает в 2-4 раза. Это правило справедливо только для
реакций, протекающих в сравнительно небольшом температурном
интервале. Так как для установления сроков хранения обычно исполь-
зуют температурный интервал 10 °C и ведут исследования при темпе-
ратуре от 40 до 70 °C, то правило Вант-Гоффа оказывается вполне
приемлемым. На основании этого правила была разработана ’’Времен-
ная инструкция по проведению работ для определения сроков годно-
сти лекарственных средств на основе метода ускоренного старения при
повышенной температуре” И42-2—82.
Указанная инструкция утверждена М3 СССР и Минмедпромом
СССР в 1982 г., а в 1991 г. срок действия ее продлен. Она определяет
единый порядок экспериментального хранения лекарственных средств
при повышенной температуре с целью установления сроков их годно-
сти и составлена в развитие (но не взамен) ОСТ 42-2—72 ’’Лекарствен-
ные средства. Порядок установления сроков годности”. Инструкция
распространяется только на индивидуальные лекарственные вещества
(субстанции) и их лекарственные формы. Она не может быть использо-
вана для установления сроков годности растительного сырья, полипеп-
тидов, белковых, эндокринных и других препаратов биологического
происхождения с неустановленной химической структурой или не
имеющих определенного состава. Работу по установлению сроков
годности в соответствии с инструкцией выполняют организации —
разработчики или предприятия-изготовители.
Нельзя использовать метод ’’ускоренного старения” при проведении
J2-29 369
исследований по увеличению сроков годности с трех до пяти лет.
Такие работы ведут только по ОСТ 42-2—72. Инструкцию И42-2—82
можно применять при работе с антибиотиками и их лекарственными
формами, но только для определения первичного срока годности, а
также для подтверждения сроков годности при изменении упаковки
как антибиотиков, так и других лекарственных форм. Тара и упаковка
при проведении исследований должны соответствовать требованиям
НТД.
В соответствии с требованиями этой инструкции испытуемое лекар-
ственное средство в заводской упаковке подвергают воздействию тем-
ператур, превышающих среднюю температуру его хранения. При этом
сокращается промежуток времени, в течение которого происходят
физические и химические процессы, приводящие к разрушению ле-
карственного вещества в обычных условиях хранения до допустимых
пределов (10%). При удачном подборе температурного интервала изме-
няются практически те же контролируемые показатели качества ле-
карственного вещества, что и в условиях обычного хранения, но в
значительно меньшем интервале времени. Это искусственное моделиро-
вание дает возможность в более короткие промежутки времени устано-
вить сроки хранения лекарственного средства при 20-—25 °C. Кроме
того, метод позволяет решать и другую задачу — найти температуру
хранения, обеспечивающую заданный срок годности (для препаратов,
имеющих ограниченный срок годности при комнатной температуре).
Как правило, предельные температуры экспериментального хране-
ния составляют 60 °C для индивидуальных лекарственных веществ,
таблеток, капсул, присыпок (при высокой термической устойчивости
этих лекарственных средств она может быть и выше), 60 °C для инъек-
ционных растворов, 40 °C для мазей, линиментов, шприц-'гюбиков,
30 °C для суппозиториев и аэрозолей. При проведении испытаний
влияние света на испытуемые образцы должно быть исключено.
Срок годности (0 при температуре хранения (7хр) связан с экспе-
риментальным сроком годности (Сэ) при температуре эксперименталь-
ного хранения (Тэ) зависимостью С = КСЭ} где К — коэффициент соот-
ветствия:
Исходя из правила Вант-Гоффа температурный коэффициент
скорости химической реакции (4) при увеличении температуры на
10 °C принят равным А = 2.
Отсюда легко рассчитать значения К при различных значениях
разности Тэ - ТХр.
370
Гэ-Гхр....... Ю 20 30 40 50 60 70
К 2 4 8 16 32 64 128
Условия и порядок проведения экспериментов по установлению
сроков годности заключаются в следующем.
1. Эксперименты выполняются в термостатах при такой возможно
более высокой температуре в интервале 50—100 °C, которая должна
обеспечивать получение результатов по установлению сроков годности
в самые короткие промежутки времени. Однако при этой температуре
не должны происходить необратимые изменения агрегатного состояния
лекарственного средства или разрушения упаковки.
2. Определение срока годности должно проводиться не менее чем
на трех сериях лекарственных средств.
3. Температура экспериментального хранения (Гэ) должна превы-
шать среднюю температуру хранения (ГХр) не менее чем на 10 °C.
4. Оценка качества испытуемых образцов должна проводиться по
показателям НТД (ФС, ВФС, МРТУ).
5. Показатели качества определяют через промежутки времени,
эквивалентные 6 мес. хранения при обычных условиях (для данного
лекарственного средства). Периодичность контроля при А = 2:
Тэ-Тхр, °C................. 10 20 30 40 50 60 70
Периодичность контроля, сут. .92 46 23 И 6 2,9 1,4
6. Количество лекарственного средства, предназначенное для экспе-
риментального хранения при каждой из выбранных температур, долж-
но быть достаточным для выполнения шести параллельных испыта-
ний.
7. Началом экспериментального хранения считается момент поме-
щения лекарственного средства в термостат, а окончанием — либо
завершение эксперимента, либо тот его период, когда лекарственное
средство перестает соответствовать требованиям НТД (ФС, ВФС,
МРТУ).
8. Предельные сроки экспериментального хранения при различных
температурах соответствуют трех- или пятилетнему сроку обычного
хранения при следующих результатах экспериментального хранения
(сут):
/р /р ОН “ ^Хр) V 10 20 30 40 50 60 70
Срок годности 3 года 548 274 137 68 34 17 8,6
Срок годности 5 лет 913 456 228 114 57 29 14,3
9. Для вычисления срока годности экспериментальный срок хране-
ния умножают на коэффициент соответствия (i). Из рассчитанных
371
значений (при различных Тэ - 7хр) вычисляют среднеарифметическое.
При их расхождении более чем на 180 суток срок годности, найденный
при более высокой температуре, отбрасывают.
10. Если сроки годности, установленные на разных сериях лекарст-
венного средства, отличаются не более чем на 60 сут, усреднение про-
водят обычным путем или за срок годности принимают минимальное
из полученных значений.
11. Пользуясь результатами эксперимента, можно рассчитать также
температуру хранения, которая позволяет обеспечивать заданный срок
годности. Для этого используют одну из формул:
т _ 20 , Ю С20° или т _ т , Ю Сэ
Т*Р ~ 20 + “С" ИЛИ ГхР ~ Тэ + IP ~С~ •
12. За максимальную теоретически допустимую температуру хране-
ния (Тщах) принимается температура, при которой срок годности ле-
карственного средства равен 3 годам. Рассчитывают ее, исходя из
срока годности при 20 °C по формуле, выведенной из приведенных
выше:
т _ ол 1 j_2L_ ] „
° + lg^ lg 3-365 ’
где ^20° — срок годности при 20 °C, сут; 3*365 — трехлетний срок
годности, сут.
Результаты расчета Гтах при А = 2 соответствуют следующим дан-
ным:
С2о°} сут............ 180 270 365 548 730 1095 1460 1865 2190 2920 4380
fmax, °C............. -6 0 4 10 14 20 24 27 30 34 40
II. Методы ускоренного старения, основанные на использовании
уравнения Аррениуса, в зависимости от способа термоста-
тирования делятся на изотермические и не изотер-
мические. Суть изотермического метода, как и при использова-
нии правила В ант-Гоффа, сводится к экспериментальному определе-
нию констант скорости химической реакции для нескольких фиксиро-
ванных температур. Выбор последних осуществляют с таким расчетом,
чтобы скорость протекающей реакции была приемлемой для выполне-
ния эксперимента. С учетом порядка реакции рассчитывают время, в
течение которого концентрация активного вещества уменьшается на
372
10%, при условии, что продукты разложения не токсичнее исходного
соединения. Этот период времени принимают за срок годности данно-
го лекарства. Для выполнения испытаний изотермическим методом
необходимо предварительно доказать идентичность процесса разложе-
ния при различных температурах.
Зависимость скорости реакции от температуры определяется урав-
нением Аррениуса
F
IgK = IgA - 2 303RT ,
где К — константа скорости при некоторой температуре; Е — энергия
активации, кДж/моль; R — молярная газовая постоянная, равная 8,314
Дж/(моль*А^); А — эмпирическая константа; Т — абсолютная температу-
ра.
Многочисленными экспериментами было установлено, что уравне-
ние Аррениуса с достаточной точностью описывает зависимость скоро-
сти реакции от температуры в широком температурном интервале для
реакций различных порядков.
Определение срока годности лекарственного средства с помощью
уравнения Аррениуса осуществляют, выполняя следующие операции.
1. Определение константы скорости разложения лекарственного
средства и порядка реакции, которые устанавливают эксперименталь-
но по трем-четырем значениям температуры (обычно в интервале от 40
до 70 °C). Для этого из смеси лекарственного вещества (с известной
начальной концентрацией) и продуктов его разложения через опреде-
ленные промежутки времени отбирают пробы. В каждой из них уста-
навливают концентрацию испытуемого вещества и подставляют это
значение в уравнения для констант скоростей реакций различных
порядков. На основании сделанных вычислений устанавливают, в
каком из уравнений полученная величина будет иметь постоянное
значение. Постоянство значений констант скорости указывает на при-
годность того или иного уравнения и соответственно на порядок реак-
ции. Затем производят вычисление среднего значения констант скоро-
стей при всех температурах опыта.
2. Построение графика зависимости в аррениусовых координатах
-IgA' - f (1/Г). Используя полученные значения К при различных тем-
пературах, строят график зависимости между логарифмом константы
скорости реакции ("IgA') и обратным значением абсолютной температу-
ры (1/7).
Прямолинейная зависимость графика позволяет путем экстраполя-
ции определить значения IgA' для 20°С (или другой заданной темпера-
туры) с последующим вычислением значения константы скорости К.
373
Константу скорости реакции разложения лекарственного препарата
можно рассчитать не только по графику, но и по выведенной из урав-
нения Аррениуса формуле:
1 Кт2 = Е [1 1
g КТ1 ~ 2,3037? [Л Г2] ’
где Kf2 и Kfx — константы скорости реакции при температурах Т2 и Гр
Определив константу скорости реакции при более высокой темпера-
туре Г2, можно рассчитать константу скорости для комнатной (или
другой заданной) температуры Гр При расчетах исходят из предполо-
жения, что энергия активации Е для данной реакции не зависит от
температуры (или меняется незначительно).
> 3. Расчет энергии активации Е процесса разложения исследуемого
препарата и вычисление эмпирической константы А уравнения Арре-
ниуса.
По двум константам скорости реакции и К2 (при условии, что
> К2), соответственно установленным при двух различных температу-
рах Г1 и Т2 (Г1 > Г2), вычисляют энергию активации Е:
_ lg(fr/f2) 2,303Д
Л - 1/Г2 - \/тх
Кроме того, энергию активации можно определить графическим
способом по линейной зависимости — IgA' от 1 /Г, используя уравнение
Е = 2,3032? (tg а)£,
где а — угол наклона прямой к оси абсцисс; £ — отношение масштаба
по оси абсцисс к масштабу на оси ординат.
Константу А вычисляют с помощью видоизмененного уравнения
Аррениуса:
1бЛ = IgK + E/(2,303RT).
4. Вычисление времени разложения лекарственного препарата (при
заданной температуре) по соответствующему кинетическому уравнению
и полученной величине К. По найденному значению К рассчитывают
время в течение которого происходит разложение лекарственного
средства при 20 °C (или другой заданной температуре). Если процесс
представляет собой химическую реакцию первого порядка, то расчет
ведут по уравнению
374
t =
2,303 , co
— 18F?
Если процесс представляет собой реакцию второго порядка и ре-
агирующие вещества взяты в эквивалентных количествах, то время
хранения рассчитывают по уравнению
Ас0(с0 — ct)
где Со — концентрация реагирующего вещества; ct — концентрация
этого вещества, прореагировавшего к моменту времени t.
7.8. ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ СТАБИЛЬНОСТИ
ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ
Методы стабилизации можно разделить на три группы: физиче-
ские, химические и антимикробные. Они нередко дополняют друг
друга.
Методы физической стабилизации. Эти методы основаны на изоли-
ровании лекарственных веществ от влияния на их стабильность внеш-
них факторов. Методы используют для замедления химических про-
цессов, происходящих при разложении лекарственных препаратов
(гидролиза, окисления — восстановления, изомеризации и др.), а
также для предотвращения микробного загрязнения лекарств. Так,
замедление реакции гидролиза можно достигнуть максимальным
снижением влажности лекарств. Это позволяет нередко
увеличивать срок годности в десятки раз. Так, например, значительно
повышается стабильность адреналина гидрохлорида в таблетках в
условиях отсутствия влаги.
Существуют различные способы максимального обезвоживания
лекарств. Наиболее широко используют ампулирование или герметиза-
цию во флаконах, предварительно обезвоженных и простерилизован-
ных лекарственных веществ или лекарственных форм. Их растворяют
непосредственно перед применением. Довольно часто используют не-
водные растворители (пропиленгликоль, полиэтиленгликоль и др.)
для приготовления стабилизированных лекарственных форм.
Можно повышать стабильность лекарственных веществ, совершенст-
вуя технологический режим процесса получения, повы-
шая степень чистоты исходных и промежуточных продуктов. Сущест-
вуют и другие пути повышения стабильности лекарственных форм в
условиях промышленного производства. Это приготовление и ампули-
рование лекарств в токе инертных газов, получение жидких лекарст-
375
венных форм в виде лиофилизированных порошков, в том числе нас-
тоев и отваров по типу растворимого кофе или чая, приготовление
сухих суспензий и эмульсий, применение новых способов стерилиза-
ции, подбор основ, растворителей, эмульгаторов, консервантов, антиок-
сидантов и других вспомогательных веществ, обеспечивающих высо-
кую стабильность и не влияющих на терапевтическую активность
лекарств, использование одноразовых герметических упаковок для
глазных капель и других лекарственных форм. Повышает до 2 лет
сроки хранения использование различных лекарственных веществ в
составе глазных пленок. Растворы в шприц-тюбиках или тюбиках-
капельницах имеют срок хранения 1—3 года.
На лекарственные вещества, содержащиеся в таблетках, оказывают
влияние не только внешние факторы (температура, влага, ультрафио-
летовое облучение и т.д.), но и наполнители, вспомогательные
вещества, гранулирующие жидкости, тип грануляции, технология
изготовления таблеток. Вспомогательные вещества могут вступать с
лекарственным веществом в различные физические и химические
взаимодействия, выступать в роли катализатора и т.д. Из физических
процессов наиболее часто в таблетках может происходить явление
адсорбции лекарственного вещества такими наполнителями, как крах-
мал, производные метилцеллюлозы и др. Для физической стабилиза-
ции таблеток используется такой технологический способ, как приме-
нение различного рода покрытий. Они защищают лекарственные
вещества, содержащиеся в таблетках, от воздействия внешних факто-
ров, а также от микробной загрязненности.
Важной характеристикой, определяющей защитные свойства упако-
вочных материалов, является светопроницаемость. Осо-
бенно большое значение имеет проницаемость упаковки для УФ-лучей,
которые интенсифицируют процессы деструкции лекарственных ве-
ществ и могут вызывать деструктивные изменения в самих полимер-
ных материалах. Они воздействуют на карбонильные и ароматические
циклы, входящие в структуру полимеров, и приводят к образованию
продуктов распада карбонильного, гидроксильного и пероксидного
типа, способных вызвать усиление поглощения УФ-лучей. Происходя-
щие при этом физические и химические изменения в полимере, в свою
очередь, могут влиять на устойчивость лекарственных веществ, нахо-
дящихся в такой упаковке.
Светопроницаемость полиэтилена, целлофана, поливинилхлорида,
полистирола и других полимерных материалов зависит не только от
вида полимера, но и от цвета, толщины слоя, прозрачности. Наиболь-
шее пропускание (до 85%) эти пленки имеют в диапозоне длины волн
600—770 нм. Для повышения светозащитных свойств используют двой-
376
ную упаковку из комбинированных материалов, в которых наружный
слой окрашенный или непрозрачный, а внутренний — прозрачный.
Сочетают также прозрачный полимер и упаковку из фольги. Полиэти-
лен отличается высокими защитными свойствами. Небольшие добавки
наполнителей или красителей в полиэтилен полностью обеспечивают
защиту лекарственных веществ от воздействия света при всех длинах
волн.
Методы химической* стабилизации. Эти методы основаны на введе-
нии в лекарственную форму веществ, предотвращающих или замед-
ляющих химические процессы (гидролиз, окисление, Каталитическое
влияние примесей), приводящие к разложению лекарственных препа-
ратов. Стабильность лекарств химическим путем можно повышать
после предварительного исследования кинетики процессов, происходя-
щих под влиянием различных факторов в лекарственных веществах и
в лекарственных формах. Если известен механизм химической реак-
ции, то можно предусмотреть кинетику разложения лекарственного
вещества в зависимости от влияния растворителя, pH среды, температу-
ры, влажности, света. Исходя из этого можно рассчитывать или уста-
навливать опытным путем оптимальные условия, в которых лекарство
будет наиболее стабильным.
Обычно для химической стабилизации используют антиоксиданты,
комплексообразователи и другие стабилизаторы, которые добавляют в
лекарственные формы.
Антиоксиданты, являясь сильными восстановителями,
обладают более высокой реакционной активностью по отношению к
кислороду, чем лекарственные вещества. Точнее говоря, значения
окислительно-восстановительных потенциалов у антиоксидантов выше,
чем у большинства лекарственных веществ. Окисляясь сами, антиокси-
данты предохраняют лекарства от окисления. В качестве антиоксидан-
тов используют натрия гидросульфит, ронгалит, аскорбиновую кисло-
ту, тиомочевину и др.
Восстановительные свойства многих антиоксидантов обусловлены
присутствием или образованием сульфит-ионов. Механизм защитного
действия сульфитов сводится к разложению гидропероксидных соеди-
нений, образующихся в процессе окисления органических лекарствен-
ных веществ. Действие сульфитов при стабилизации связано с их
способностью окисляться значительно быстрее, чем стабилизируемый
лекарственный препарат. При этом из лекарственной формы (водный
раствор) удаляется кислород. Прямая реакция между сульфит-ионом и
кислородом
SO?- ч- 1/2 02 -> S02-
377
протекает с низкой скоростью, так как молекулы находятся в разных
мультиплетных состояниях. Чистые растворы сульфита натрия не
окисляются кислородом, но присутствие незначительных количеств
ионов меди (10'13 ммоль/л) значительно ускоряет реакцию. Аналогич-
ное влияние оказывает даже небольшая примесь ионов металлов, кото-
рые являются катализаторами процессов разложения лекарственных
веществ в растворах.
Для удаления примесей ионов металлов используют различные
химические вещества, например, комплексообразовате-
л и, которые связывают примеси ионов металлов, катализирующих
окислительно-восстановительные реакции. Образующиеся комплексы
практически не диссоциируют на ионы. В качестве комплексообразо-
вателей наиболее часто применяют производные этилендиаминтетраук-
сусной кислоты, дигидроксиэтилглицин, инозит-фосфорную, лимон-
ную и винную кислоты. С их помощью стабилизируют растворы про-
изводных кислоты салициловой, фенотиазина, кислоты изоникотино-
вой, адреналина, глюкозы, некоторых антибиотиков, витаминов, рент-
геноконтрастных и других лекарственных препаратов.
Пролонгировать сроки годности лекарств можно добавлением к ним
малых количеств стабилизаторов. Подбор необходимого
стабилизатора осуществляют эмпирически, поскольку механизм про-
цессов, происходящих под действием стабилизаторов, не всегда иссле-
дован. При этом учитывают, что процессы разложения лекарственных
веществ зависят как от их химической структуры, так и от влияния
различных внешних факторов. В качестве стабилизаторов используют
вещества различной химической природы, причем некоторые из них
сами являются лекарственными средствами. Стабилизаторами могут
быть неорганические вещества: кальция хлорид, калия фосфат одноза-
мещенный; органические вещества: ацетат натрия, этанол, глицерин,
поливиниловый спирт, этиленгликоль, лактоза, глюкоза, мочевина,
тиомочевина, метионин, цистеин, лимонная кислота, аскорбиновая
кислота. Весьма эффективными стабилизаторами являются органиче-
ские вещества гетероциклической структуры: поливинилпирролидон,
антипирин, анальгин, изониазид, никотиновая кислота, изоникотино-
вая кислота, кофеин, аденозинтрифосфорная кислота.
В решении проблемы химической стабилизации лекарственных
средств важное место принадлежит соединениям включе-
ния. Они образуются вследствие внедрения молекул одного вещества
(’’гостя”) в полости, имеющиеся в кристаллической решетке другого
вещества (’’хозяина”). В зависимости от формы полости соединения
включения могут иметь тоннельные, клеточные и слоистые структуры.
Соединения включения с клеточным строением полостей называют
378
клатратами. Процесс включения возможен только при соответ-
ствии размеров полостей ’’хозяина” и молекул ’’гостей”. Поэтому для
выполнения функций ’’хозяина” наиболее пригодны мочевина, тиомо-
чевина, циклодекстрины, холевые кислоты, оксифлавоны, целлюлоза и
другие вещества, внутренний диаметр молекул у которых 5—10 пм
(пикометров) и более.
Одно из основных направлений применения соединений включения
в фармацевтической практике — возможность получения стабильных
композиций лекарственных веществ и пролонгирование сроков их год-
ности. Вместе с тем соединения включения, содержащие лекарствен-
ные вещества, отличаются лучшей растворимостью, меньшим раздра-
жающим действием на слизистые оболочки. У них исчезают неприят-
ный запах и вкус. На основе соединений включения могут быть полу-
чены более стабильные лекарственные формы, твердые лекарственные
вещества из жидких и т.д.
Таким образом, исследование соединений включения открывает
очень большие возможности химической стабилизации лекарств. На-
иболее перспективны такие клатратообразователи, как циклодекстри-
ны, представляющие собой продукты ферментного расщепления
крахмала. Они характеризуются химической инертностью, хорошей
растворимостью в воде и наибольшим размером полости (до 10 пм). По
химической структуре циклодекстрины представляют собой олигосаха-
риды, т.е. полимерные углеводы, состоящие из небольшого числа
(2—10) остатков моносахаридов.
С помощью Д-циклодекстрина удалось получить соединение вклю-
чения (клатрат) валидола — белый кристаллический порошок без
запаха. При растворении в кипящей воде или под воздействием амила-
зы слюны (через 30 с) валидол высвобождается из клатрата. Таблетки
клатрата валидола отличаются значительной стабильностью и не
разрушаются в течение месяца даже при 60—80 °C. На основе цикло-
декстринов были получены клатраты лекарственных веществ различ-
ной химической структуры, в том числе витамины, гормоны и др.
Важная роль в пролонгировании сроков годности лекарств прина-
длежит антимикробной стабильности. Ряд лекарст-
венных веществ и особенно лекарственных форм служат хорошей сре-
дой для развития микроорганизмов, среди которых могут быть не
только сапрофиты, но и патогенные микроорганизмы. Микробному
загрязнению способствуют вспомогательные вещества (крахмал, сахара
и др.).
В общей номенклатуре лекарственных средств около 82% выпуска-
ются для неинъекционного введения, в том числе 65% из них для
приема внутрь. Они не стерилизуются, не имеют фармакопейных тре-
379
бований по стерильности и готовятся в условиях, не гарантирующих
микробиологическую чистоту. Микроорганизмы, в том числе и пато-
генные, могут быть внесены в лекарственные средства с сырьем, техно-
логической водой, во время фасовки, упаковки, перевозки, при хране-
нии, применении и т.д.
Проблема микробной загрязненности возникла после того, как в
целом ряде стран в результате перорального приема лекарств появи-
лись случай лекарственной инфекцииу больных, в том
числе сальмонеллезом. Были также обнаружены в препаратах ряд
энтеробактерий, стафилококков, споровых палочек, дрожжевых и
плесневых грибов, причем число микроорганизмов в 1 г (1 мл) дости-
гало нескольких десятков миллионов. Поэтому ВОЗ и Международная
федерация фармацевтов (МФФ) установили нормы, ограничивающие
микробную загрязненность нестерильных готовых лекарственных
средств. В 1 г (1 мл) нестерильных препаратов, применяемых внутрь,
допускается не более 1000 сапрофитных бактерий и 100 плесневых и
дрожжевых грибов. Должны полностью отсутствовать бактерии се-
мейств Enterobacteriaceae, Pseudamonas aeruginosa, Staph, aureus.
Разработаны схемы и методы определения микробной загрязненности
нестерильных лекарств. Эти нормы и методы включены в Компендиум
Медикаменторум и в фармакопеи большинства стран мира.
Предотвратить микробное загрязнение можно, соблюдая асептиче-
ские условия приготовления лекарств, проводя стерилизацию или
сочетая тот и другой способ. Имеются также различные технологиче-
ские приемы, в частности герметизация одноразовых доз Предвари-
тельно простерилизованных лекарств.
Развитие микрофлоры можно приостановить с помощь консер-
вантов — веществ, оказывающих бактериостатическое и бактери-
цидное действие. В качестве консервантов используют неорганические
соединения (борную кислоту, соли тяжелых металлов, пероксид водо-
рода), органические соединения (фенолы, этиловый спирт, бензойную
кислоту и др.). Пользуясь консервантами, всегда следует иметь в виду,
что некоторые из них являются токсическими веществами или облада-
ют аллергическим, канцерогенным, мутагенным действием. Поэтому
следует строго контролировать концентрацию консервантов.
ГЛАВА 8
ФАРМАЦЕВТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ
В БИОФАРМАЦИИ И ФАРМАКОКИНЕТИКЕ
8.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БИОФАРМАЦИИ,
ФАРМАКОКИНЕТИКЕ И ФАРМАКОДИНАМИКЕ
Биофармация — отрасль науки, изучающая действие ле-
карств в организме в зависимости от физических, химических и дру-
гих свойств ингредиентов, а также от лекарственной формы, в виде
которой вводится препарат. Создание этого направления было подго-
товлено всем предшествующим ходом развития фармации, медицины,
химии и биологии.
Выделение биофармации в самостоятельную отрасль науки следует
отнести к концу 50-х — началу 60-х годов, когда было обращено вни-
мание на зависимость фармакологической активности от таких физи-
ческих факторов, как степень измельчения и явление полиморфизма, а
также от технологических процессов получения лекарств. Возникло
своеобразное противоречие между существовавшими нормами оценки
качества и фактическим действием лекарств. Последние по результа-
там аналитического контроля соответствовали в одинаковой степени
требованиям фармакопеи, но различались по фармакологическому
эффекту. Так возникло понятие о терапевтической не-
эквивалентности лекарств. Оно означает, что одни и
те же лекарственные формы, содержащие одинаковые количества
лекарственного вещества, но изготовленные разными способами, ока-
зывают неодинаковый терапевтический эффект. Установить причину
такого явления можно только проведением биофармацевтических и
фармакокинетических исследований.
Сформулированные к настоящему времени основные принципы
установления количественных соотношений между химической струк-
турой и фармакологической активностью можно представить в виде
трех основных стадий. Первая — фармацевтическая —
стадия включает исследование исходного биологически активного
вещества и создание на его основе готовой лекарственной формы.
Вторая стадия — фармакокинетическая — включает
исследование таких происходящих в организме кинетических процес-
сов, как всасывание, распределение, связывание с белками, биотранс-
формация и выведение (экскреция) лекарственных веществ. Эти про-
381
цессы изучаются в сопоставлении с фармакологическим или токсиче-
ским действием этих веществ на организм. Третья стадия — фар-
макодинамическая — включает исследование взаимодейст-
вия лекарственного вещества с рецептором и влияние на регуляторные
системы. Только на этой стадии в полной мере проявляется и являет-
ся специфичной взаимосвязь химической структуры вещества и его
фармакологического эффекта. Следовательно, биологическая актив-
ность лекарств объясняется последовательно происходящими тремя
фазами: фармацевтической, фармакокинетической и фармакодинами-
ческой. Наиболее значительные изменения происходят в фармакокине-
тической фазе:
Фармакокинетическая фаза действия лекарств
Изучение механизма качественных и количественных изменений
лекарственных веществ в органах и биологических жидкостях организ-
ма входит в задачу фармакокинетики. На фармакокинетику
лекарственных веществ оказывают влияние различные факторы: воз-
растные, генетические, половые, масса тела, питание, беременность, а
также различные патологические процессы, например заболевания
382
печени, почек, сердечно-сосудистой системы, желудочно-кишечного
тракта, эндокринные, инфекционные и другие заболевания.
Проведение фармакокинетических испытаний осуществляется на
стыке нескольких наук и требует участия различных специалистов:
врача-клинициста, врача-лаборанта, биохимика, провизора-аналитика,
микробиолога, а в ряде более сложных случаев также биофизика,
математика, программиста.
Исследования в области фармакокинетики проводятся на животных
в период предклинических испытаний, во время клинических испыта-
ний, при разработке технологии производства и контроля качества
лекарственных форм, а также после внедрения лекарств в медицин-
скую практику.
Проведение фармакокинетических исследований возможно только
на основе применения современных методов, позволяющих проследить
процесс всасывания и распределения лекарственного вещества в орга-
нах и тканях. Они включают выяснение влияния различных биофар-
мацевтических факторов на терапевтическую эффективность лекарств;
изучение биологической доступности лекарств й разработку методов ее
определения; создание способов определения лекарственных веществ и
их метаболитов в биологических жидкостях. Основным фармакокине-
тическим параметром является продолжительность достижения и
сохранение максимального уровня концентрации лекарственного веще-
ства в крови, а также скорость и характер ее снижения. Это обусловле-
но наличием корреляции между терапевтическим эффектом и длитель-
ностью циркуляции лекарственного вещества в плазме крови.
Выполнение фармакокинетических исследований ведет к накопле-
нию сведений о количественной оценке ряда кинетических параметров
у людей. Так, например, имеются многочисленные данные о связыва-
нии большинства применяемых в медицине препаратов с белками
плазмы, биодоступности при приеме внутрь, выделении неизменного
препарата с мочой (в процентах к дозе), а также о терапевтических
концентрациях в плазме крови (мкг/мл) и периоде полувыведения из
плазмы крови (в часах) в норме, при почечной и печеночной недоста-
точности, у людей различного возраста.
Ввиду широких индивидуальных фармакокинетических различий
эти данные не могут быть использованы для лечения конкретного
больного. Однако они дают возможность ориентироваться в создании
схем назначения лечения, разработки рациональных лекарственных
форм, определения сроков и оптимальных доз введения лекарства, а
также в понимании механизма их действия, прогнозирования химиче-
ской структуры, обусловливающей направленное действие. Иначе
Говоря, результаты фармакокинетических исследований существенно
383
дополняют данные о связи между химической структурой и фармако-
логической активностью лекарственных веществ.
Эффективность воздействия лекарственного вещества находится в
зависимости от путей его внедрения в организм.
Процесс поступления лекарственного вещества из места введения в
кровь обозначают термином ’’всасывание”. Этот процесс происходит
при всех путях введения лекарств, за исключением внутривенного и
внутриартериального. Всасывание зависит от пути введения и раство-
римости лекарственного вещества, а также от кровотока в месте введе-
ния. При прохождении через слизистые оболочки всасывание опреде-
ляется растворимостью в липидах, pH среды в желудке и в кишечнике,
ионизацией, активностью их транспорта, скоростью абсорбции в раз-
личных отделах желудочно-кишечного тракта. Значительным превра-
щениям подвергаются лекарственные вещества под влиянием фермен-
тов желудочно-кишечного тракта и печени, вызывающих образование
различных метаболитов. На скорость и полноту всасывания лекарст-
венных веществ оказывают влияние моторика желудочно-кишечного
тракта, объем и состав пищи, интервал времени между едой и приемом
лекарств, воздействие пищи на секрецию желудочного сока, объем
жидкости, принимаемой вместе с лекарствами.
Попав в системный кровоток, лекарственное вещество распределяет-
ся по тканям организма. Этот процесс носит название распреде-
ления. Он зависит от множества различных факторов, наиболее
важными из которых является растворимость в липидах, степень свя-
зывания с белками плазмы крови, интенсивность кровотока. Раствори-
мые в липидах лекарственные вещества быстро распространяются по
всему организму. Многие лекарственные вещества в силу большого
физико-химического сродства к белкам плазмы крови (особенно к
альбумину) связываются ими (иногда на 90%) и ограничивают их
концентрацию в тканях в месте действия. Образовавшиеся комплексы
с белком лишены фармакологической активности. Наибольшая интен-
сивность системного кровотока наблюдается в тех органах и тканях,
которые активно перфузируются кровью, — в сердце, печени, почках.
Значительно медленнее насыщаются лекарственными веществами
мышцы, слизистые оболочки, кожа, жировая ткань. Для достижения
терапевтической концентрации в этих тканях необходимо нередко
несколько часов. Важным фактором, определяющим распределение
лекарственного вещества, является также скорость его диффузии в
различные ткани.
Таким образом, всасывание и распределение лекарственного веще-
ства зависят не только от путей введения, но и от многих других
факторов, обусловленных как физико-химическими свойствами лекар-
384
ственных веществ, так и физиологическими процессами, происходящи-
ми в организме.
Количественно характеризуют процессы, происходящие с лекарст-
венным веществом в организме, следующие основные фармако-
кинетические параметры.
Константа скорости элиминации (ч"1, мин"1)
характеризует скорость удаления (элиминации) лекарственного веще-
ства из организма путем экскреции или биотрансформации.
Константа скорости всасывания — параметр,
отражающий скорость поступления (ч'1, мин'1) лекарственного вещест-
ва из места введения в системный кровоток. Используют этот параметр
при всех путях введения, кроме внутривенного и внутриартериального.
Константа скорости экскреции характеризует
скорость выделения лекарственного вещества (ч'1, мин'1) с мочой,
слюной, калом, молоком или другими экскретами.
важным фактором, влияющим на терапевтический эффект, являет-
ся содержание лекарственного вещества в организме. Оно зависит от
продолжительности выведения или элиминации из
организма. Показателем элиминации является клиренс (мл/мин).
Общий клиренс — это объем плазмы или крови, из которого за едини-
цу времени лекарственное вещество выводится почками, печенью,
легкими или биотрансформируется в организме. Параметр, опреде-
ляющий скорость очищения организма от лекарственного вещества
почками, носит название почечный клиренс, а другими
путями — внепочечный клиренс. Клиренс в клинической
практике используют для расчета терапевтической или поддержива-
ющей дозы лекарственного вещества в крови.
Объем распределения лекарственного
вещества — это гипотетический объем жидкостей организма,
который необходим для равномерного распределения всего количества
лекарственного вещества в той же концентрации, в которой он содер-
жится в плазме крови. Этот показатель находится в зависимости от
пола, возраста, общей массы жиров в организме больного. Распределе-
ние лекарственного вещества зависит от таких его физико-химических
свойств, как растворимость в воде и в липидах, молекулярная масса,
полярность, уровень ионизации. Объем распределения используют для
расчета дозы лекарственного вещества, необходимой для достижения
нужной концентрации его в крови.
О выведении лекарственного вещества из организма судят по пери-
оду полувыведения, или полуэлиминации. Под ним
понимают время, в течение которого происходит снижение на 50%
концентрации лекарственного вещества по сравнению с введенным
385
количеством. За один период полуэлиминации из организма выводит-
ся 50%, за два периода — 75%, за три периода — 90% лекарственного
вещества.
Равновесная концентрация — это состояние, при
котором количества вводимого и адсорбирующегося лекарственного
вещества равны между собой. Поэтому при равновесной концентрации
содержание лекарственного вещества в организме колеблется между
максимальными и минимальными его значениями. Это соответствует
оптимальному проявлению клинического эффекта.
Период полуабсорбции (полувсасывания) — время (ч,
мин), необходимое для всасывания лекарственного вещества из места
введения (кроме внутрисосудистого) в системный кровоток половины
введенной дозы.
Период полураспределения (ч, мин) — условный
параметр, характеризующий распределение лекарственного вещества
между центральной камерой (плазма крови) и периферической каме-
рой (органы, ткани).
Площадь под фармакокинетической кри-
вой— площадь фигуры, ограниченной на графике фармакокинетиче-
ской кривой и осями координат, одна из которых обозначает кон-
центрацию лекарственного вещества в плазме крови (мкг/мл), а дру-
гая — время после введения лекарственного вещества (мин).
Разнообразные изменения, которые происходят в организме под
влиянием лекарственных веществ, называются фармакодина-
микой.
Первичная фармакологическая реакция сопровождается процессом
переноса протонов и электронов с одного вещества на другое. Это
осуществляется за счет различных типов химических связей. Наиболее
часто встречается ван-дер-ваальсов тип связи. Такие
связи возникают между двумя функциональными группами, одна из
которых входит в состав молекулы лекарственного вещества, а другая—
в биологическую молекулу. Ван-дер-ваальсовы связи возникают в тех
случаях, когда молекулы находятся на близком расстоянии друг от
друга, не превышающем 0,2 нм, а энергия связи составляет 0,836 —
4,18 кДж/моль.
Наиболее важное значение в действии лекарственных веществ име-
ют водородные связи (—ОН ... 0—) с энергией ~ 8,4 — 21
кДж/моль. Водородная связь появляется только в том случае, если
атом, участвующий в ее образовании, располагается на расстоянии не
более 0,3 нм. Атом водорода может связывать атомы серы, кислорода,
азота, галогенов.
Между ионами, имеющими разноименные заряды, возникают
386
ионные связи. Возможности для их образования в организме
практически безграничны ввиду наличия большого количества ионов
в биологических средах. Энергия ионных связей составляет - 21 — 42
кДж/моль, но длительность существования в организме очень
непродолжительна и не превышает 10‘5 с.
Немалую роль в фармакологических реакциях играет и о н-
дипольная связь, имеющая энергию порядка ~ 8,4 — 21
кДж/моль. Такая снязь ориентирует молекулы лекарственных веществ
относительно соответствующей функциональной группы фермента или
рецептора. Возможны также диполь-дипольные связи,
участвующие в фиксации лекарственного вещества на функциональной
группе рецептора. Их энергия равна ~ 4,2 — 12,5 кДж/моль.
Наиболее прочной является ковалентная связь. Она
образуется между двумя атомами за счет общей пары электронов и
имеет энергию 42—627 кДж/моль.
Таким образом, основой первичного взаимодействия между лекар-
ственным веществом и тканями организма является процесс, сопровож-
дающийся образованием ван-дер-ваальсовых, водородных, ионных,
дипольных связей. Предполагается, что лекарственное вещество притя-
гивается рецептором, затем происходит ориентация его молекулы и,
наконец, фиксация молекулы на рецепторном поле. Следовательно,
специфический ответ клетки органа или организма в целом происхо-
дит после адсорбции лекарственного вещества на рецепторе.
Одной из тенденций последних лет является расширение толкова-
ния содержания и понятия ’’фармакокинетика”, которое все более
интегрирует с фармакодинамикой. Если фармакокинетика характери-
зует влияние организма на лекарственное средство, то фармакодина-
мика изучает влияние лекарственного средства на организм. Интегра-
ция фармакокинетики и фармакодинамики отражает системный под-
ход к изучению взаимодействия лекарства и организма.
Биофармацевтические и фармакокинетические исследования позво-
ляют решить ряд практических задач, например дать рекомендации
по изменению физических или химических свойств лекарственных
веществ для повышения их фармакологической активности; обосновать
оптимальный выбор биофармацевтических факторов при производстве
тех или иных лекарственных форм. Практическое значение имеют и
такие рекомендации, как уточнение показаний и противопоказаний,
установление рациональных терапевтических доз и периодичности их
приема в течение суток, определение оптимальных путей введения
лекарственных средств в организм, разработка научно обоснованных
схем лечения тех или иных заболеваний.
387
8.2. ПОНЯТИЕ О БИОФАРМАЦЕВТИЧЕСКИХ ФАКТОРАХ
Лекарственные средства представляют собой сложные химические
системы, которые вступают в определенные взаимодействия с биологи-
ческими системами организма. На этот процесс существенно влияют
самые различные факторы, известные под названием биофарма-
цевтических факторов.
Наиболее существенными из них являются полиморфизм, степень
дисперсности, физические и химические свойства вспомогательных
веществ, используемых при изготовлении лекарственных форм.
Фармакологическое действие кристаллических веществ зависит от
образования полиморфных форм. Полиморфизм — способность
вещества одной и той же химической структуры кристаллизоваться в
различных формах, т. е. изменять свою сингонию в зависимости от
термодинамических условий. Одно и то же вещество при соответству-
ющих условиях может образовывать несколько полиморфных струк-
тур, отличающихся друг от друга физическими и физико-химически-
ми свойствами. Они могут отличаться по плотности, удельной теплоем-
кости, проводимости, оптическим и другим константам. Установить
наличие таких модификаций можно по растворимости, температуре
плавления, а также с помощью физико-химических методов (ИК-,
ЯМР-спектроскопия).
Полиморфизм может быть необратимым {монотропия}. В монотроп-
ной системе стабильна только одна модификация, причем она не мо-
жет перейти в другую минуя газовую или жидкую фазу. Другая фор-
ма полиморфизма — энантропия. Она отличается наличием определен-
ного предела стабильности полиморфной модификации. Изменение
температурного режима без перемены агрегатного состояния приводит
к изменению полиморфной структуры. Иногда наряду с полиморфиз-
мом после кристаллизации наблюдают явления псевдополиморфизма,
когда в кристаллической решетке вещества содержатся молекулы
растворителя. Поскольку псевдополиморфные вещества отличаются по
растворимости, меняется и их фармакологическое действие.
Степень дисперсности оказывает большое влияние на
процесс всасывания и терапевтическую активность. Как правило, пос-
ледняя возрастает с уменьшением размера диспергированных частиц
лекарственного вещества. Уменьшение в 30 раз (по сравнению с приня-
тым ГФ) размера частиц кислоты ацетилсалициловой усиливает вдвое
ее действие на организм. Если подвергнуть очень тонкому измельче-
нию сульфаниламидные препараты, некоторые препараты гормонов, то
адекватная терапевтическая активность при их применении достигает-
ся вдвое меньшими дозами.
388
В некоторых случаях, например при применении производных
нитрофурана, лекарственное вещество следует назначать в виде круп-
ных кристаллов, чтобы уменьшить раздражающее действие на слизис-
тые желудочно-кишечного тракта.
Биофармацевтические исследования очень важны для оценки роли
физических и химических свойств вспомогательных ве-
ществ, используемых для приготовления лекарственных форм.
Вспомогательные вещества далеко не индифферентны в химическом и
фармакологическом отношении. Они могут снижать фармакологиче-
скую активность лекарственных веществ, повышать ее и даже изменять
характер фармакологического действия под влиянием различных
физических и химических процессов (адсорбция, комплексообразова-
ние и т.д.).
Вспомогательные вещества в сочетании с одними лекарственными
веществами могут ускорять всасывание, а с другими, наоборот, замед-
лять его. Так, лактоза полностью тормозит всасывание изониазида, но
ускоряет всасывание тестостерона. Полиэтиленгликоль и карбоксиме-
тилцеллюлоза резко замедляют всасывание сульфаниламидов и фено-
барбитала, но не влияют на скорость всасывания барбитала. Кроме
того, некоторые вспомогательные вещества могут либо сами образовы-
вать метаболиты, либо способствуют их образованию из лекарственных
веществ. Поэтому вопрос о возможности использования вспомогатель-
ного вещества в каждом отдельном случае требует специального иссле-
дования.
8.3. СПОСОБЫ УСТАНОВЛЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ДОСТУПНОСТИ ЛЕКАРСТВ
Важное направление биофармацевтических исследований ~ уста-
новление биологической доступности лекарств.
Биологическая доступность — это степень всасы-
вания лекарственного вещества из места введения в системный крово-
ток и скорость, с которой этот процесс происходит. Такое понятие
признано ВОЗ. Оно носит относительный характер и отражает интег-
ральную (степень всасывания) и кинетическую (скорость всасывания)
особенности происходящего процесса.
Терапевтический эффект зависит от того, какая часть введенного
лекарственного вещества попадет в системный кровоток и затем будет
доставлена в те ткани или органы, в которых осуществляется его
специфическое действие. Этот показатель характеризует биологиче-
скую доступность. При внутривенном введении она равна 100%, при
всех других способах применения — всегда ниже 100%. Это вызвано
389
тем, что, прежде чем попасть в кровоток, лекарственное вещество
должно пройти целый ряд биологических мембран клеток слизистой
желудка, печени, мышц и т. д.
На биодоступность оказывают влияние биофармацевтические фак-
торы, в частности лекарственная форма, пути ее введения, индивиду-
альные особенности организма человека, физиологическое и патологи-
ческое состояние желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой
системы, печени, почек и др.
Био доступность изучают путем сравнительного исследования изме-
нений концентраций лекарственного вещества в плазме крови или в
моче после введения испытуемой и стандартной лекарственной форм.
Поскольку внутривенное введение обеспечивает 100%-ную биодоступ-
ность, можно установить абсолютную биодоступ-
но с т ь, т. е. долю всосавшегося в организм лекарственного вещества,
введенного различными путями, по отношению к его количеству после
внутривенного введения. Значительно чаще определяют относи-
тельную био доступность, которая отражает сравнитель-
ную оценку всасывания одного и того же лекарственного вещества из
испытуемой и стандартной лекарственной форм. Определение ведут по
содержанию лекарственного вещества в крови или в моче после одно-
кратного или многоразового введения.
Терапевтическая неэквивалентность лекарственного вещества или
его лекарственных форм, изготовленных по различным технологиям
(или различными фирмами), зависит от различной их биодоступности.
В связи с этим существует понятие ’’биоэквивалентность” лекарствен-
ных веществ. Биоэквивалентность устанавливают по таким трем пара-
метрам, как максимум концентрации лекарственного вещества в крови,
время достижения максимальной концентрации и площадь под кривой
изменения концентрации лекарственного вещества в плазме или сыво-
ротке крови, измеренная во времени. Биоэквивалентными называют
такие лекарственные вещества, которые обеспечивают одинаковую
концентрацию в крови и тканях организма. Нередки случаи, когда
аналогичные лекарственные вещества биологически неэквивалентны,
так как имеют различную био доступность. Поэтому при оценке биоэк-
вивалентности следует учитывать важнейшие параметры биодоступно-
сти лекарственных веществ. Иными словами, оптимизация лекарствен-
ной формы должна осуществляться с точки зрения обеспечения макси-
мально возможной длц данного лекарственного вещества степени
биодоступности.
Биологическую доступность лекарств можно установить тремя
различными путями: методами in vitro с помощью приборов; методами
in vivo на животных или у здоровых людей-добровольцев. Установле-
390
ние биологической доступности методами in vitro основано на корре-
ляционной зависимости между скоростью всасывания и скоростью
растворения лекарственных веществ. Поэтому для растворимых ве-
ществ метод определения скорости растворения служит основным
методом определения эффективности высвобождения лекарственных
веществ из лекарственных форм.
Принцип действия созданных для этого многочисленных приборов
заключается в механическом разрушении лекарственной формы и
диффузии лекарственного вещества в воду или другую растворяющую
среду, имитирующую биологическую жидкость. По мере высвобожде-
ния или после полного высвобождения лекарственного вещества раст-
воряющую жидкость удаляют из прибора. Полученные пробы подвер-
гают анализу, используя химические или физико-химические методы.
Аналитический контроль — важнейший этап испытаний. Лекарствен-
ная форма признается соответствующей требованиям скорости высво-
бождения, если в течение установленного интервала времени из нее
переходит в растворяющую жидкость оптимальное количество лекар-
ственного вещества.
Следует отметить, что изучение кинетики высвобождения лекарст-
венного вещества in vitro в модельных условиях не может заменить
исследования in vivo. Это вызвано отсутствием количественных корре-
ляционных связей между такими характеристиками, как константы
высвобождения и всасывания, с одной стороны, и средние времена
высвобождения и всасывания — с другой. Вызвано это различием в
механизмах протекающих процессов. Так, при всасывании in vivo
вслед за стадией растворения лекарственного вещества следует стадия
проникновения через стенки желудка и кишечника. В то же время в
условиях in vitro моделируется лишь стадия растворения.
Биологическая доступность методами in vivo устанавливается на
лабораторных животных (кроликах, собаках и др.). При этом либо
определяют содержание лекарственных веществ (метаболитов) в крови,
либо устанавливают скорость их выведения с мочой через определен-
ные промежутки времени.
Важнейший этап этих испытаний — количественный анализ. Он
усложняется по сравнению с методами in vitro, поскольку приходится
анализировать сложную смесь, включающую не только лекарственные
вещества или их метаболиты, но и различные природные соединения,
входящие в состав биологических жидкостей.
Для характеристики биодоступности широко применяют способ,
основанный на оценке максимальной концентрации лекарственного
вещества в крови после введения внутрь изучаемой лекарственной
формы. Такой способ является весьма приблизительным, так как
391
биодоступность зависит не только от степени и скорости всасывания,
но и от распределения и элиминации лекарственного вещества в орга-
низме.
Для определения биологической доступности у здоровых людей
подбирают группы добровольцев определенного возраста и соответст-
вующим образом их готовят: стандартизируются диета, количество
выпитой воды, физическая активность, исключается прием других
лекарств, возможность стрессовых состояний и т., д. Сущность испыта-
ний заключается в установлении скорости выведения лекарственного
вещества с мочой через определенные промежутки времени после
введения лекарства. Определяют тацже концентрацию препарата в
крови после однократного или многократного его приема. Отбор био-
логических жидкостей, необходимых для проведения аналитических
испытаний, осуществляется по заранее намеченной схеме. Концентра-
цию лекарственных веществ или их метаболитов устанавливают с
помощью методик биофармацевтического анализа.
Таким образом, одним из основных этапов любого исследования
биологической доступности лекарств является использование биофар-
мацевтического анализа для определения концентрации лекарственно-
го вещества (метаболита) в биологических жидкостях.
8.4. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ И ОСОБЕННОСТИ
БИОФАРМАЦЕВТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА
Биофармацевтический анализ — новое перспек-
тивное направление фармацевтической химии. Задачей биофармацев-
тического анализа является разработка способов выделения, очистки,
идентификации и количественного определения лекарственных ве-
ществ и их метаболитов в таких биологических жидкостях, как моча,
слюна, кровь, плазма или сыворотка крови и др. Только на основе
применения таких методик можно выполнять биофармацевтические
исследования, т. е. изучать вопросы всасывания, транспорта и выведе-
ния лекарственного вещества, его биологическую доступность, процес-
сы метаболизма. Все это дает возможность предупреждать возможное
токсическое воздействие лекарств, разрабатывать оптимальные режи-
мы фармакотерапии и контролировать процесс лечения. Особенно
важно определять в биологических жидкостях концентрацию лекарст-
венных веществ, когда они наряду с терапевтическим эффектом прояв-
ляют токсичность или недостаточно четко выраженное терапевтиче-
ское действие. Необходимо также контролировать содержание лекарст-
венных веществ в биологических жидкостях больных, страдающих
желудочно-кишечными заболеваниями и заболеваниями печени и
392
почек. Это вызвано тем, что при таких заболеваниях изменяются
процессы всасывания, нарушаются метаболические процессы, замедля-
ется выведение лекарственного вещества из организма.
Биологические жидкости — очень сложные объекты для выполне-
ния анализа. Они представляют собой многокомпонентные смеси,
включающие очень большое число неорганических и органических
соединений различно!) химической структуры: микроэлементы, амино-
кислоты, полипептиды, белки, ферменты и др. Их концентрация ко-
леблется от 10 мг/мл до нескольких нанограммов. Даже в такой отно-
сительно простой физиологической жидкости, как моча, идентифици-
ровано несколько сотен органических соединений. Всякий биологиче-
ский объект — очень динамичная система. Ее состояние и химический
состав зависят от индивидуальных особенностей организма, воздейст-
вия факторов внешней среды (состав пищи, физическая и психическая
нагрузка и т.д.). Все это еще в большей степени усложняет выполне-
ние биофармацевтического анализа, так как на фоне столь большого
количества сложных по химическому строению органических веществ
нужно определять нередко очень малые концентрации лекарственных
препаратов. Вводимые в биологические жидкости лекарственные веще-
ства в процессе биологической трансформации образуют метаболиты,
количество которых нередко исчисляется несколькими десятками.
Выделение этих веществ из сложных смесей, разделение на индивиду-
альные компоненты и установление химического состава — задача
необычайно трудная.
Таким образом, можно выделить следующие особенности биофар-
мацевтического анализа.
1. Объекты исследования представляют собой многокомпонентные
смеси соединений, сходных по своей химической структуре.
2. Количества определяемых веществ, как правило, исчисляются
микрограммами и даже нанограммами.
3. Исследуемые лекарственные вещества и их метаболиты находятся
в среде, состоящей из большого числа природных соединений (белков,
ферментов и др.)- Последние могут обратимо или необратимо удержи-
вать исследуемые вещества.
4. Условия выделения, очистки и анализа исследуемых веществ
зависят от вида биологической жидкости, подвергаемой исследованию.
Помимо теоретического значения, которое имеют исследования в
области биофармацевтического анализа для изучения вновь создава-
емых лекарств, несомненна и практическая роль этой отрасли знаний
для современных специалистов в области практической фармации.
Расширение арсенала лекарственных средств, увеличение объема ин-
формации о их действии потребовали выделения из фармации само-
393
стоятельной научной дисциплины - клинической фарма-
ции.
Знания в области биофармацевтического анализа необходимы кли-
ническому фармацевту, являющемуся консультантом врача в области
рационального применения лекарств, для корректировки терапевтиче-
ских доз в процессе лечения, изучения всевозможных взаимодействий
лекарственного вещества с органами и системами человеческого орга-
низма. Они нужны для изучения явления метаболизма, а также для
проведения совместно с фармакологом фармакокинетических исследо-
ваний.
Следовательно, биофармацевтический анализ представляет собой
своеобразный инструмент, необходимый для проведения не только
биофармацевтических, но и фармакокинетических исследований.
8.5. МЕТАБОЛИЗМ (БИОТРАНСФОРМАЦИЯ) ЛЕКАРСТВЕННЫХ
ВЕЩЕСТВ
Метаболизму подвергаются все вещества, в том числе и лекарствен-
ные, независимо от путей введения их в организм. Образовавшиеся
продукты превращения называются метаболитами.
Биотрансформация, или метаболизм, — это
комплекс происходящих в организме физико-химических и биохими-
ческих процессов, способствующих превращению лекарственных ве-
ществ в более полярные водорастворимые компоненты, которые легче
выводятся из организма.
Изучение метаболизма позволяет установить механизм действия
лекарственного вещества, фармакологическую активность или токсич-
ность метаболитов, скорость их накопления или выведения из организ-
ма и другие явления биотрансформации.
Принято разделять лекарственные вещества на свойственные орга-
низму и чужеродные ему. Свойственные организму вещества, такие,
как гормоны, витамины, аминокислоты, сахара, жирные кислоты,
нуклеозиды, полинуклеотиды, метаболизируются специфическими
ферментными системами, обеспечивающими функцию организма.
.Большинство синтетических органических и неорганических соеди-
нений, а также природные вещества растительного происхождения
являются чужеродными организму. Их называют также ксено-
биотиками. Они метаболизируются главным образом в микросо-
мах клеток с участием различных неспецифических ферментов (окси-
даз, трансфераз и др.). Ксенобиотики, растворимые в липидах, мед-
леннее выводятся из организма и медленнее метаболизируются, а
поэтому накапливаются в нем. Металлы (ртуть, мышьяк, свинец, се-
394
ребро и др.) образуют с белком прочную ковалентную связь и также
накапливаются в организме. Ксенобиотики, принятые перорально,
последовательно метаболизируются вначале в слизистых оболочках
желудочно-кишечного тракта, а затем в печени, куда поступают после
всасывания. Значительно менее активно процесс метаболизма происхо-
дит в клетках различных тканей.
Под влиянием кишечной микрофлоры, а также различных фермен-
тов в клетках крови/ печени, тканей происходят такие химические
превращения лекарственных веществ, как дегидроксилирование, де-
карбоксилирование, дезалкилирование, дегалогенирование, ароматиза-
ция, восстановление нитрогруппы до аминогруппы, гидрирование
двойных связей до насыщенных, восстановление сульфоксидов и Ди-
оксидов до сульфидов и третичных аминов, разрыв гетероциклов и др.
Особенно часто метаболизм сопровождается процессом ацетилирова-
ния, которому подвержены окси- и аминопроизводные. Процессы
метаболизма могут сопровождаться также деградацией молекулы ле-
карственного вещества, что является следствием таких химических
превращений, как реакции окисления, восстановления, гидролиза,
замещения радикалов или удаления их из молекул, разрыв циклов и
других изменений химической структуры.
Метаболиты лекарственных веществ могут быть фармакологически
активными, а также совершенно неактивными в фармакологическом
отношении.
Более высокая активность метаболитов по сравнению с их предше-
ственниками — лекарственными веществами — обусловлена такими
факторами, как превращение более полярной молекулы в менее поляр-
ную (это приводит к увеличению ее липофильности и облегчению
транспорта через биомембраны), усиление внутрипеченочной циркуля-
ции, изменение скорости выведения вещества из организма, перерас-
пределение метаболитов между органами и тканями. Чаще всего фи-
зиологическая активность лекарственных веществ-предшественников
повышается за счет их дезалкилирования, окисления алкильной цепи
гетероциклов, окисления третичных аминов в соответствующие Л-о к си-
ды, расщепления пептидных связей.
Значительно реже метаболизм приводит к образованию токсиче-
ских для организма веществ. Так, например, токсичность метилового
спирта обусловлена происходящим в организме окислением его моле-
кулы до формальдегида и муравьиной кислоты.
Таким образом, в организме могут происходить как процессы син-
теза, так и разрушения (деградации) молекул лекарственных веществ.
При синтезе образуются более сложные молекулы новых соединений,
менее токсичные для организма и более полярные, что улучшает их
395
растворимость в воде и ускоряет выведение из организма. Такой про-
цесс носит название конъюгации, а продукты синтеза —
конъюгатов.
Процесс превращения в метаболиты лекарственных веществ проис-
ходит по-разному. Одни практически полностью превращаются в
метаболиты, другие — только на несколько процентов от введенной
дозы. Из одного лекарственного вещества может образоваться несколь-
ко метаболитов, иногда десятки. Образовавшиеся метаболиты либо
выводятся из организма, либо подвергаются дальнейшим превраще-
ниям.
В соответствии с современными представлениями метаболические
процессы условно делят на две фазы. В первой фазе в результате
процессов окисления, восстановления или гидролиза изменяется моле-
кула лекарственного вещества с образованием функциональных групп,
имеющих активные атомы водорода (оксигруппы, карбоксигруппа,
первичные и вторичные аминогруппы и др.). Во второй фазе происхо-
дит процесс конъюгации образовавшихся функциональных групп с
высокополярными кислотными остатками глюкуроновой, серной кис-
лот, некоторыми аминокислотами и др. В результате этого процесса
гидрофильность молекул метаболитов возрастает настолько, что они
легко выводятся с мочой. Следует отметить, что далеко не все лекар-
ственные вещества метаболизируются по указанной двухфазной систе-
ме. Некоторые из них образуют конъюгаты минуя первую фазу, дру-
гие после первой фазы выводятся почками без последующей конъюга-
ции.
Тем не менее в качестве примеров биохимических процессов, проис-
ходящих в первой фазе биотрансформации, можно указать следующие
(в скобках приведены названия ферментов, метаболизирующих биохи-
мический процесс). Окисление лежит в основе биохимических процес-
сов гидроксилирования алифатического и ароматического (гидрокси-
лазы), которое происходит с боковыми цепями барбитуратов, произ-
водными фенотиазина, кислотой ацетилсалициловой; деметилирования
или дезалкилирования (деметилазы), которому подвергаются бензо-
диазепины, морфин, кодеин, диметилксантины, а также дезаминирова-
ния (аминооксидазы), образования альдегидов (алькогольдегидрогена-
зы), карбоксилирования (альдегидоксидазы), N- и 5-окисления (N-
оксидазы, 5-оксидазы). Процессы восстановления альдегидов, кетонов,
кратных углерод-углеродных связей, азотсодержащих групп (альде-
гид редуктазы), нитрогруппы, ДО-оксиды (нитроредуктазы), азогруппы
(азоредуктазы) и гидролиза сложных эфиров (эстеразы), амидов и
связанного атома галогена (амидазы) также происходят в первой фазе.
Вторая фаза биотрансформации сопровождается процессами мети-
396
лирования (метилтрансферазы), ацетилирования (N-ацети л трансфера-
зы), конъюгации с остатком серной кислоты, сопровождающейся суль-
фированием (сульфотрансферазы); конъюгации с остатком глюкуроно-
вой кислоты до образования эфиров, тиоэфиров или амидов глюкуро-
новой кислоты (глюкуронилтрансферазы); конъюгации с остатками а-
аминокислот или амидированием глицином, глутаминовой кислотой,
глутатионом (глицинацилазы).
На биотрансформацию лекарственных веществ влияют пол, возраст,
условия жизни, характер питания, заболевания и т.д.
Кроме влияния различных заболеваний возможны также индивиду-
альная вариабельность кинетики метаболизма, индукция и угнетение
метаболизирующих ферментов. Все это свидетельствует о том, что
биотрансформация лекарств является чрезвычайно сложным процес-
сом, зависящим от многих экзогенных и эндогенных факторов.
Исследование механизма процессов метаболизма — проблема, кото-
рая входит в круг задач различных областей химических, биологиче-
ских, фармацевтических наук, в том числе фармацевтической химии.
8.6. МЕТОДЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ
В БИОФАРМАЦЕВТИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ
Большое значение имеет выбор метода проведения биофармацевти-
ческого анализа при фармакокинетических исследованиях. Избранный
метод должен иметь высокую чувствительность, возможность работы с
малыми объемами проб, большую специфичность и избирательность,
отличаться быстротой выполнения анализа, простотой подготовки
анализируемых проб, несложностью обслуживания аналитического
прибора, надежностью и воспроизводимостью метода, его универсаль-
ностью (пригодностью для анализа различных лекарственных ве-
ществ), малой трудоемкостью, большой производительностью и воз-
можностью автоматизации процесса анализа.
Избранный для этой цели метод должен быть настолько чувствите-
льным, чтобы он позволял достоверно и точно определять в 10 раз
меньшее количество, чем среднее количество вещества, всасывающееся
после приема однократной дозы. Вместе с тем метод должен быть
достаточно специфичным, чтобы определять неизменившуюся часть
лекарственного вещества в присутствии его метаболитов и эндогенных
соединений.
Требованиям, предъявляемым к биофармацевтическому анализу,
отвечают только чувствительные физико-химические методы. Класси-
ческие химические методы анализа (гравиметрические и титриметри-
ческие) из-за низкой чувствительности для этой цели непригодны. Не
нашли пока широкого применения в биофармацевтическом анализе и
электрохимические методы.
Процесс выполнения биофармацевтического анализа включает
несколько последовательно выполняемых стадий: экстракцию из био-
логической жидкости, разделение, идентификацию и количественное
определение лекарственного вещества или его метаболитов.
Перед экстракцией необходимо осадить белки (сульфатом аммония,
раствором трихлоруксусной или хлорной кислоты). Для осаждения
белков используют обычно пробу, содержащую около 0,2 мл сыворот-
ки крови, к которой добавляют 0,5 мл 20%-ного раствора трихлорук-
сусной кислоты и центрифугируют при 3000 об/мин в течение 20 мин.
При этом достигается полное осаждение сывороточных белков. Надоса-
дочную жидкость декантируют и экстрагируют из нее испытуемые
вещества. При необходимости кровь перед экстракцией подвергают
консервированию гепарином или гемолизации растворами сапонинов.
Процессы экстракции анализируемых лекарственных веществ и их
метаболитов из биологических объектов осуществляют с помощью
таких органических растворителей, как диэтиловый эфир, хлороформ,
бензол, дихлорэтан, дихлорметан, «-гексан, изопропилхлорид, «-геп-
тан, метил енхлорид, этил ацетат, ацетон.
Нередко сочетают в экстрагенте два растворителя, например хлоро-
форм и гексан, циклогексан и «-бутанол, бензол и изоамиловый спирт,
метиленхлорид и диэтиловый эфир, бензин и дихлорэтан, бензол и
изопропанол, м-гептан и изопентанол, «-бутанол и w-гексан. Такой
способ называют двухфазным экстрагированием.
Наилучшая полнота разделения достигается, если последовательно
извлекают из биологической жидкости лекарственное вещество или
его метаболиты несколькими растворителями, например эфиром, эти-
лацетатом, хлороформом, ацетоном, водой.
Экстракцию проводят в присутствии кислот, щелочей или буфер-
ных растворов, создавая pH среды, оптимальное для извлечения
лекарственного вещества иди его метаболита. Иногда сочетают экст-
ракцию органическим растворителем с последующей реэкстракцией
(растворами едких щелочей или кислот).
Вещества, содержащиеся в полученных экстрактах (реэкстрактах),
определяют фотоколориметрическим, спектрофотометрическим или
флуориметрическим методом.
Сравнительно редко в биофармацевтическом анализе используют
фотоколориметрию. Этот метод применяют главным обра-
зом тогда, когда нужно определить большие концентрации лекарствен-
ного вещества или сумму лекарственного вещества и метаболитов,
содержащихся в биологической жидкости. Недостаток использования
398
фотоколориметрических методик заключается в сравнительно невысо-
кой их точности.
Весьма перспективен более чувствительный экстракцион-
н о-ф отометрический метод, основанный на экстракции
лекарственного вещества из биологической жидкости с последующим
взаимодействием с кислотными или основными красителями (бромти-
моловым синим, метиловым оранжевым, бромкрезоловым зеленым и
др.). Образующиеся окрашенные продукты (ионные ассоциаты) неред-
ко специфичны для лекарственного вещества и количественно экстра-
гируются органическим растворителем (хлороформом, бензолом, ди-
хлорэтаном).
Наиболее часто в биофармацевтическом анализе используют спе-
ктрофотометрию в УФ- и видимой областях
спектра. Этот метод отличается простотой выполнения и доста-
точной точностью, не требует большого количества операций при
подготовке к анализу испытуемого образца. Сравнительно невысокая
чувствительность спектрофотометрических методик (от 1 мкг/мл до 1
мг/мл) ограничивает применение данного метода для тех групп лекар-
ственных веществ, суточная доза которых составляет около 1 г.
Чувствительность флуориметрического анализа
около 0,01 мкг/мл. По сравнению с УФ-спектрофотометрией она выше
в 10—100 раз. Поэтому с помощью флуориметрических методик можно
подвергать биофармацевтическому анализу лекарственные вещества,
суточные дозы которых составляют несколько миллиграммов. Особен-
но высокой чувствительностью отличаются спектрофлуориметрические
определения. Недостатком метода является необходимость тщательной
очистки испытуемых веществ многократным повторением процессов
экстракции или разделения. Это вызвано тем, что в биологических
жидкостях организма нередко содержатся вещества, обладающие
флуоресценцией. Флуоресцировать могут и метаболиты лекарственного
вещества.
Фотоколориметрия, экстракционно-фотометрический метод, спект-
рофотометрия, флуориметрия, масс-спектрометрия отличаются боль-
шей эффективностью, если их применяют в сочетании с хроматогра-
фическими методами.
Тонкослойная хроматография (ТСХ) широко
применяется в биофармацевтическом анализе ввиду высокой разреша-
ющей способности и чувствительности. Повысить разрешающую спо-
собность ТСХ можно, используя метод двумерной хроматографии.
Метод ТСХ позволяет обнаруживать до 0,025 мг лекарственного веще-
ства. Выполнение анализа занимает от 30 мин до 2 ч. ТСХ отличается
простотой выполнения, однако при анализе сложных смесей, содержа-
399
щих большое число компонентов, этот метод не всегда позволяет дос-
тигнуть нужного эффекта. Значительно более перспективно использо-
вание ТСХ в сочетании с такими полуколичествёнными методами, как
планиметрия и денситометрия.
Биофармацевтический анализ методом ТСХ чаще всего сочетают с
УФ-спектрофотометрией и флуоресцентным методом (хрОматоспектро-
фотометрия, хром атофлуоресценция).
Очень перспективно использование в биофармацевтическом анализе
масс-спектрометрии. Метод отличается очень высокой
разрешающей способностью, в десятки раз превышающей другие
методы. Известны различные варианты масс-спектрометрии. Один из
них основан на применении масс-спектрометрии с низкой энергией
ионизирующих электронов после предварительного выделения фрак-
ции биологической жидкости экстракцией или бумажной хроматогра-
фией.
Газовая хроматография (ГХ) и широко применяемый
ее вариант — газожидкостная хроматография (ГЖХ) — ввиду высокой
чувствительности, хорошей воспроизводимости и точности стоят на
одном из первых мест среди физико-химических методов, использу-
емых для анализа лекарственных веществ и их метаболитов в биологи-
ческих жидкостях. ГХ позволяет определить микрограммовые и нано-
граммовые количества этих веществ. Непосредственное введение биоло-
гической жидкости в хроматографическую колонку, как правило, не
дает положительных результатов. До выполнения анализа методом ГХ
необходимо осуществлять многократную экстракцию (чаще эфиром,
хлороформом или этилацетатом) лекарственного вещества или его
метаболитов.
Перед экстракцией к плазме крови предварительно добавляют
насыщенный раствор хлорида натрия во избежание образования
эмульсии и повышения степени экстракции препарата. Затем проводят
очистку экстракта путем реэкстракции в кислоту и повторной экстрак-
ции (после подщелачивания) в органический растворитель при опти-
мальном значении pH. Очищенный экстракт концентрируют и упарива-
ют досуха (если нужно, в токе сухого азота). Остаток подвергают ГЖХ
анализу в выбранных оптимальных условиях с внутренним стандартом
и использованием азота при температуре испарителя 245 °C, детектора
305 °C. Иногда экстрагируемые вещества превращают вначале в произ-
водные, а затем выполняют их ГЖХ-ан ал из. Относительная погреш-
ность метода ± (8—15)% при содержании 10—25 нг/мл лекарственного
вещества в биологической пробе.
Высокоэффективная или высокоскорост-
ная жидкостная хроматография (ВЖХ) отличается
400
от ГХ тем, что позволяет испытывать соединения, обладающие терми-
ческой неустойчивостью и молекулярной массой более 400. Для этих
соединений исключаемся фаза перевода в летучие производные. По
сравнению с ТСХ метод ВЖХ требует меньших затрат времени на
выполнение анализа. Это обусловило широкое внедрение метода в
практику биофармацевтического анализа. В последние годы созданы
системы для ВЖХ, позволяющие из 0,5 мл мочи в одну стадию без
предварительной экстракции получить до 150 пиков индивидуальных
веществ.
Метод ВЭТСХ нашел широкое применение для разделения антиби-
отиков — макролидов, аминокислот и пептидов, олигосахаридов, /3-
блокаторов в фармакокинетических исследованиях.
Особенно хорошие результаты в биофармацевтическом анализе
были достигнуты при комбинированном применении газожидкостного
хроматографа и масс-спектрометра в одном приборе (хромато-
масс-спектрометрия). На основе такого сочетания был
создан принципиально новый метод анализа трудноразделяемых сме-
сей — масс-фрагментография. Суть метода заключается
в том, что масс-спектрометр используется как высокочувствительный
детектор к газовому хроматографу. Основное достоинство масс-фраг-
ментографии — чрезвычайно большая чувствительность, достигающая
нескольких пикограммов (1 пг = 10‘12 г). Это в 1000—10 000 раз выше,
чем у ГЖХ. Высокая специфичность позволяет анализировать нераз-
деленные компоненты этих смесей, а высокая чувствительность дает
возможность определять метаболиты лекарственных веществ, применя-
емых в очень малых терапевтических дозах.
Большие возможности в биофармацевтическом анализе открывает
применение радиоактивных изотопов. В последние
годы стали применять стабильные изотопы, абсолютно безвредные для
живого организма в количествах, необходимых для эксперимента.
Стабильные изотопы можно долго хранить, так как они в отличие от
радиоактивных изотопов не распадаются.
Радиохимические методы отличаются высокой чувствительностью и
в сочетании с хроматографией позволяют выявить все вещества с
радиоактивной меткой. Последнюю вводят в разные функциональные
группы исследуемой молекулы, что расширяет информацию о химиче-
ском строении метаболита. Использование меченых молекул позволяет
установить распределение введенного лекарственного вещества во всех
системах организма с большой специфичностью и чувствительностью.
Важное преимущество радиоизотопного метода заключается в том, что
при изучении процесса метаболизма на подопытных животных очень
легко обнаружить локализацию меченого лекарственного вещества или
13-29 401
меченых его метаболитов. Можно также получить четкое представле-
ние о процессе транспорта и выведения из организма этих веществ.
Для определения малых концентраций лекарственных веществ и их
метаболитов в биологических жидкостях (крови, моче, тканях), а
также для изучения метаболизма и проведения фармакокинетических
исследований применяют иммунохимические методы.
Они основаны на высокочувствительной и специфичной реакции анти-
тел с гаптенами (соответствующими низкомолекулярными био-
логически активными соединениями) и на способности гаптена, содер-
жащего специально введенную метку, конкурировать за активный
центр антитела. В зависимости от природы применяемой метки разли-
чают радиоиммунный метод, заключающийся в использо-
вании изотопной метки, спи н-и ммунологический ме-
тод — стабильных свободных радикалов, иммунофлуорес-
ц е н т н ый — флуоресцентных красителей, вирусоиммуно-
логический— бактериофагов, иммуноферментатив-
н ы й - ферментов. Последний отличается простотой выполнения,
стабильностью и дешевизной реагентов и оборудования, быстротой
проведения и все шире используется во многих областях.
ГЛАВА 9
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СИНТЕТИЧЕСКИХ
И ПРИРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
В КАЧЕСТВЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
9.1. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА
История развития фармацевтической химии свидетельствует о том,
что число применяемых неорганических лекарственных веществ имеет
тенденцию к снижению. В настоящее время оно составляет около 9%
по отношению к общему количеству лекарственных веществ, применя-
емых в медицинской практике. Это вызвано бурным развитием иссле-
дований в области создания органических и элементорганических
лекарственных веществ, которые отличаются, как правило, меньшей
токсичностью и более высокой эффективностью действия на организм
при целом ряде заболеваний. И тем не менее ряд неорганических
соединений не теряют своего значения как лекарственные вещества.
Обусловлено это важной ролью некоторых из них в выполнении физи-
ологических функций организма. В частности, можно отметить широко
известную физиологическую роль ионов натрия, калия, кальция,
меди, железа, хлорид-ионов, седативное действие бромидов, сосудорас-
ширяющее — нитритов, антисептическое — соединений бора, иода,
серебра и т.д.
Специфические особенности отличают методы анализа неорганиче-
ских лекарственных веществ, теоретической основой которых служит
периодический закон и основанная на нем Периодическая система
элементов Д.И.Менделеева.
Синтез и анализ неорганических лекарственных веществ базируют-
ся на теориях и законах неорганической и аналитической химии. По
своему агрегатному состоянию они представляют собой газы (кисло-
род, азота закись), жидкости (кислота соляная), но большинство явля-
ются кристаллическими или аморфными веществами, часть из кото-
рых имеет характерную окраску (иод, соли меди, железа). Подлин-
ность неорганических препаратов устанавливают, используя реакции
осаждения катионов и анионов, комплексообразования, окисле-
ния—восстановления, разложения при действии кислот или щелочей,
403
по изменению окраски бесцветного пламени после внесения в него
кристаллов препарата. Количественное определение выполняют обыч-
но химическими методами, используя аргентометрию, родакометрию,
комплексонометрию, кислотно-основное титрование. Из окислительно-
восстановительных методов применяют иодометрию и перманганато-
метрию, а из физико-химических — ионообменную хроматографию.
9.2. ЭЛЕМЕНТОРГАНИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ
Элементорганические соединения относятся к числу химиотерапев-
тических средств. Химиотерапевтическими называют
лекарственные средства, применяемые для специфического лечения
инфекционных и паразитарных заболеваний. Действие этих средств
основано на нарушении жизнедеятельности или уничтожении возбуди-
теля заболевания без оказания существенного вреда организму челове-
ка (или животного).
Большая заслуга в создании лекарственных веществ из числа эле-
менторганических соединений принадлежит немецкому химику П.Эр-
лиху. Им сформулирован и применен принцип химической
вариации (создание веществ на основе замены в молекуле одних
радикалов другими). В результате планомерных исследований П.Эр-
лих синтезировал большое число органических соединений мышьяка
(V) (атоксил, осарсол, аминарсон и др.), а затем показал, что в оргаГ-
низме происходит процесс восстановления мышьяка (V) в мышьяк
(III). Это послужило основой для создания так называемых саль-
варсановых препаратов (производных арсенобензола),
содержащих два атома мышьяка (III), связанных по типу азобензола:
а з обензол арсенобензол
Следовательно, азокрасители явились своеобразным прообразом в
создании сальварсановых препаратов.
Опыт введения атомов мышьяка в молекулы органических соедине-
ний показал, что при наличии непосредственной связи мышьяка с
углеродом резко (в 80—200 раз) снижается токсичность этого элемента
по отношению к организму человека. Вместе с тем возрастает актив-
ность химиотерапевтического действия такого соединения по отноше-
нию к возбудителям заболеваний.
Установленные П.Эрлихом закономерности явились теоретической
предпосылкой для создания химиотерапевтических средств из числа
404
элементорганических соединений не только мышьяка, но и ртути,
висмута, сурьмы. Они оказались эффективными для лечения сифили-
са, возвратного тифа, малярии и других заболеваний.
Необходимость отечественного производства препаратов из числа
элементорганических соединений стала очевидной в период первой
мировой войны, когда Германия прекратила экспорт лекарств в Рос-
сию. На основе исследований, проведенных И.И.Остромысленским,
Г.А.Кирхгофом, Н.М.Кижнером и другими отечественными учеными, в
1924 г. было налажено в нашей стране производство препаратов типа
сальварсана.
М.Я.Крафтом совместно с сотр. (ВНИХФИ) исследованы структура
и химические свойства новарсенола, ми арсенола и других мышьяксо-
держащих препаратов. На этой основе разработаны оригинальные
методы синтеза новарсенола и миарсенола, которые в 1940 г. внедрены
в производство. В последующие годы были созданы элементорганиче-
ские лекарственные вещества, включающие другие элементы, причем
наряду с химиотерапевтическими свойствами установлено диуретиче-
ское действие ртутьсодержащих органических соединений.
Необходимо отметить большую роль, которую сыграли указанные
препараты в лечении венерических и других заболеваний. Но сейчас
созданы новые противосифилитические химиотерапевтические средст-
ва (сульфаниламидные препараты, антибиотики), лекарственные веще-
ства, обладающие диуретическим действием (производные бензотиади-
азина, сульфамоилбензамида). Они отличаются от мышьяк- и ртутьсо-
держащих органических соединений более высокой эффективностью и
значительно меньшей токсичностью’ Поэтому элементорганические
соединения мышьяка постепенно теряют свое значение как лекарствен-
ные препараты и все более ограниченно применяются в медицине. Все
более широкое применение в качестве лекарственных веществ находят
элементорганические соединения, в состав молекул которых входят
другие элементы. Важным направлением является создание препара-
тов, содержащих различные микроэлементы в сочетании с органиче-
скими лекарственными веществами. Большое значение для их целена-
правленного действия имеет природа органического лиганда, выполня-
ющего роль оболочки в координационном соединении и осуществля-
ющего транспорт включенного в него микроэлемента к месту действия.
Варьированием активных функциональных групп органического ли-
ганда достигается направленность фармакологического действия ле-
карственного вещества. На основе координационных соединений, со-
держащих марганец, цинк, железо с различными органическими ли-
гандами, созданы высокоэффективные антисклеротические лекарствен-
ные вещества. Для лечения больных сердечно-сосудистыми заболева-
405
ниями эффективны комплексные соединения цинка, марганца, магния
и координационные соединения микроэлементов с углеводами и
сердечными гликозидами. Комплексы серосодержащих аминокислот с
платиной (II), нуклеиновых кислот и пурин-пиримидиновых
оснований с кобальтом (II) перспективны для лечения
злокачественных новообразований.
В последние годы доказано, что кремний необходим для нормаль-
ного развития организма человека. Создан препарат для лечения рака
предстательной железы — цисобитан (2,6-^ис-дифенилгексаме-
тил циклотетрасил оке ан). В США разрешено к применению элементор-
ганическое соединение германия — спирогерман — для лечения
лимфосаркомы, рака молочной и предстательной желез. Синтезирова-
ны целый ряд других элементорганических соединений кремния и
германия — потенциальных противоопухолевых средств. Внимание
ученых привлекают их низкая токсичность, простота и малостадий-
ность синтеза, доступность исходного сырья, широкий спектр биологи-
ческого действия. Так, наряду с противораковой активностью соедине-
ния германия (особенно полимеры гермсесквиоксанового типа) оказы-
вают положительный эффект при сердечно-сосудистых, респиратор-
ных, аллергических, психоневрологических и других заболеваниях, а
также способствуют образованию интерферона в организме.
Координационные соединения меди (II) с кислород- и азотсодер-
жащими лигандами проявляют противосудорожную, противовоспали-
тельную, противоопухолевую и другую активность. Она обусловлена
как присутствием меди — жизненно важного микроэлемента, так и
соответствующих органических лигандов. Малотоксичными биологиче-
ски активными веществами являются диоксиамины и другие коорди-
национные соединения кобальта (II). Обычно это аналоги цианокоба-
ламина (витамина В12).
Большие возможности для применения в медицине открывает соз-
дание лекарственных веществ, являющихся комплексами микроэлемен-
тов с незаменимыми аминокислотами, витаминами, ферментами и
другими физиологически активными веществами.
9.3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ
В КАЧЕСТВЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ
Органические лекарственные вещества имеют разнообразную хими-
ческую структуру: от простых алифатических — производных метана —
до сложных полициклических соединений, содержащих в одной моле-
406
куле конденсированные ароматические, карбоциклические и гетероци-
клические ядра. От химической структуры зависит сложность получе-
ния органических соединений, установления связи структуры и биоло-
гического действия и т.д. Поэтому в последующих главах учебника в
соответствии с химической классификацией последовательно будут
рассмотрены вначале монофункциональные алифатические, ароматиче-
ские, карбоциклические и гетероциклические соединения, а затем их
конденсированные системы, содержащие два, три цикла и более. Та-
кие системы у лекарственных веществ встречаются в ряду ароматиче-
ских, карбоциклических и гетероциклических соединений. В ряде
случаев конденсированная углеводородная система может включать и
ароматические, и частично гидрированные циклы.
В последние годы арсенал лекарственных веществ значительно
пополнился синтетическими и природными соединениями, содержащи-
ми в конденсированной системе один или несколько гетероциклов и
бензольные или другие углеводородные кольца. Номенклатура их
весьма сложна. Главным из всех конденсированных циклов считается
гетероцикл, по которому проводится классификация. Если гетероцик-
лов несколько, то из них выбирают главный — это или цикл, содержа-
щий азот, или гетероцикл, наибольший по величине, либо содержа-
щий наибольшее число гетероатомов в кольце.
Органические лекарственные вещества, имеющие циклическую
структуру, наряду с ароматическими, карбо-, гетероциклическими
системами содержат в молекулах одну или несколько функциональных
групп. Поэтому различают моно- и полифункциональные лекарствен-
ные вещества.
Функциональная группа — это структурный фрагмент молекулы
(атом, группа атомов, реакционный центр), который определяет его
химические свойства. Различают кислород-, азот- и серосодержащие
функциональные группы, а также ненасыщенные углерод-углеродные
связи, активированные СН-связи и галогенуглеродные связи. К прос-
тым функциональным группам относят —ОН, —NH2, —-С^, —SH, —0R и
др. Сложные функциональные группы представляют собой сочетание
простых:
, -С^ , —NH—№2,
S0H X0R \н2 \н-КИ2
/0 0
—S02~NH2, —|| и др.
^NH—С—NH2
407
Реакции функциональных групп широко используют как в синтезе,
так и для анализа лекарственных веществ. Они обусловливают хими-
ческие свойства лекарственных веществ, их применяют для испытаний
подлинности, количественного определения. Реакционная способность
функциональных групп позволяет также судить о возможных химиче-
ских процессах, происходящих при хранении лекарств, и образующих-
ся при этом примесях, давать после соответствующих испытаний зак-
лючение о стабильности, условиях и сроках хранения. Функциональ-
ные группы участвуют в таких процессах, как биотрансформация
лекарственного вещества в организме.
Гораздо сложнее указанные процессы происходят при наличии в
молекуле препарата нескольких циклов и функциональных групп.
Сложность синтеза полициклических и полифункциональных соедине-
ний заключается в том, что в процессе их получения могут образовы-
ваться различные изомеры или даже иные по химической структуре
соединения. Выход конечного продукта невелик, он нередко составля-
ет всего несколько процентов и даже десятых долей процента. Поэтому
при получении полициклических соединений, как правило, исполь-
зуют природные вещества, сходные по химическому строению. При
этом широко пользуются различными вариантами микробиологическо-
го синтеза и другими методами биотехнологии и генной инженерии.
Что касается анализа полициклических и полифункциональных
органических лекарственных веществ, то он, как правило, основан на
оценке качества по фармакологически активной части молекулы, т.е.
по той или иной функциональной группе, причем подлинность уста-
навливают с помощью химических реакций на несколько функци-
ональных групп, имеющихся в молекуле, а также по ИК- или УФ-
спектру. Количественное определение выполняют спектрофотометриче-
ским методом или основываясь на свойствах, обусловленных наличием
одной из функциональных групп.
Среди природных веществ, применяемых в качестве лекарственных
средств, только некоторые являются моноциклическими соединени-
ями. Подавляющее большинство алкалоидов, витаминов, антибиотиков
— полициклические соединения, молекулы которых включают один
или несколько гетероциклов, конденсированных с ароматическими,
алициклическими ядрами, причем каждое из них может иметь алифа-
тические радикалы или различные функциональные группы, т.е. они
являются полициклическими и полифункциональными соединениями.
Применяемые в медицинской практике лекарственные средства
органической природы, полученные синтетическим путем или из рас-
тительного (животного) сырья, представляют в своем большинстве
индивидуальные органические соединения с известной химической
408
структурой. Вне зависимости от источника получения их принято
теперь рассматривать в соответствии с химической классификацией.
Вместе с тем природные биологически активные вещества (алкалоиды,
витамины, антибиотики и др.) имеют некоторые особенности в спосо-
бах, источниках получения и испытаниях. Поэтому в данной главе
будут изложены краткие сведения о каждой из указанных групп при-
родных соединений.
9.4. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, СВОЙСТВА
И СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АЛКАЛОИДОВ
9.4.1. Краткая история исследования химии алкалоидов
Алкалоиды — азотсодержащие органические основания,
встречающиеся чаще всего в растениях и, как правило, обладающие
активным биологическим действием. К числу алкалоидов не относятся
аминокислоты и белки.
Алкалоидсодержащие растения издавна применялись в народной
медицине. В конце XVIII в. ряд ученых (Фуркруа, Бомэ, Дерозн)
предпринимали попытки извлечения алкалоидов из растений. В
1804 г. французский фармацевт Сеген выделил из опия неочищенный
морфин. Немецкий фармацевт Сертюрнер в 1806 г. получил морфин в
чистом виде и изучил его свойства.
Одним из первых русских исследователей алкалоидов хинной кор-
ки был Ф.И.Гизе. В 1820 г. хинин был изучен французскими химика-
ми Пельтье и Кавенту, которыми открыты в 1818 г. также алкалоиды
стрихнин и бруцин.
В последующие годы были проведены широкие исследования в
области алкалоидов, в результате которых выделены кофеин, никотин,
кониин, атропин, кодеин и др. Большая заслуга в этом принадлежит
отечественным ученым. В 1842 г. А.А.Воскресенский открыл алкалоид
теобромин, в 1847 г. Ю.Ф.Фритче выделил гармин.
Важная роль в установлении структуры алкалоидов принадлежит
созданной А.М.Бутлеровым теории химического строения органиче-
ских соединений. Работая вместе со своим учеником А.Н.Вышнеград-
ским над исследованием алкалоидов, выделенных из коры хинного
дерева, А.М.Бутлеров установил наличие хинолина в молекуле хинина,
а А.Н.Вышнеградский высказал гипотезу о том, что все алкалоиды
являются производными пиридина и хинолина. Несмотря на то что
эта гипотеза оказалась не совсем верной, она способствовала открытию
новых алкалоидов и разработке способов синтеза производных пири-
дина. Первый синтез алкалоида кониина был осуществлен в России в
409
1881 г. С этого времени начинается следующий этап в исследовании
алкалоидов — разработка методов их синтеза.
Несмотря на значительный вклад русских ученых в исследование
химии алкалоидов, производство их в России практически не осущест-
влялось до начала первой мировой войны, а потребность покрывалась
за счет импорта. Только в 1915 г. А.Е.Чичибабиным совместно с
В.М.Родионовым, Н.Г.Пацуковым и другими было налажено промыш-
ленное производство алкалоидов опия, тропановых, пуриновых и неко-
торых других алкалоидов. В 1917 г. в России был пущен первый алка-
лоидный завод.
Новое направление в области химии алкалоидов создано А.П.Оре-
ховым (1881—1939). На базе открытого в 1928 г. алкалоидного отдела
ВНИХФИ он организовал исследование растений, произрастающих в
нашей стране, на содержание алкалоидов. Основываясь на материалах
ежегодных ботанических экспедиций, руководимых П.С.Массагетовым,
А.П.Орехов вместе с учениками исследовал более 1500 видов растений
и выявил более 250 алкалоидоносных растений. В 1936 г. сессия
АН СССР констатировала, что в результате этих исследований наша
страна стала мировым центром по изучению алкалоидов. Итогом
многолетнего труда А.П.Орехова стала его монография ’’Химия алка-
лоидов”, выдержавшая несколько изданий.
Многих последователей насчитывает школа, созданная акад.
А.П.Ореховым. Его ученики Р. А. Коновалова, Н.Ф.Проскурнина,
Г.П.Меньшиков, Л.М.Уткин, А.С.Садыков, С.Ю.Юнусов открыли и
изучили целый ряд новых алкалоидов. В Институте химии раститель-
ных веществ АН Узбекистана в результате фундаментальных исследо-
ваний флоры Средней Азии обнаружено 1912 видов алкалоидоносных
растений, определена химическая структура более 100 алкалоидов.
Крупнейшие исследования в области установления химической струк-
туры и синтеза алкалоидов выполнены школой проф. Московского
института тонкой химической технологии Н. А. Преображенского
(1896—1968). Им впервые осуществлен в 1933 г. оригинальный синтез
пилокарпина, синтезированы алкалоиды эметин, цинхонамин, курарин
и др.
К настоящему времени известно более 1000 различных алкалоидов,
некоторые из них представляют собой ценнейшие лекарственные пре-
параты или служат источниками их получения.
Широкие исследования по выявлению и исследованию растений,
содержащих алкалоиды, созданию на их основе лекарственных ве-
ществ ведутся в ВИЛР. Они проводятся также в научно-исследова-
тельских институтах и высших учебных заведениях фармацевтического
профиля.
410
9.4.2. Свойства и способы получения алкалоидов
Большинство алкалоидов являются третичными (реже вторичными)
аминами. Основания алкалоидов представляют собой бесцветные или
слабо окрашенные в желто-бурый цвет тверДые, иногда жидкие (нико-
тин, анабазин и др.), горькие на вкус вещества. Они растворимы в
органических растворителях (спирт, эфир, бензол и др.) и, как прави-
ло, практически нерастворимы или мало растворимы в воде.
Соли алкалоидов — белые кристаллические вещества, растворимые
в воде, как правило, практически нерастворимые или мало раствори-
мые в органических растворителях. Некоторые соли алкалоидов (на-
пример, папаверина гидрохлорид) растворимы в хлороформе, боль-
шинство растворимы в этаноле.
Наличие атома азота в молекуле обусловливает основные свойства
алкалоидов. Алкалоиды — довольно слабые основания. Наиболее силь-
ные основные свойства проявляет кодеин (J = 9*10‘7), наиболее слабые
— кофеин (К = 4,1 *10'14).
Физические и химические свойства алкалоидов обусловливают
способы их выделения из растений, разделения суммы алкалоидов на
отдельные компоненты, а также способы качественного и количествен-
ного анализа.
Алкалоиды содержатся в растениях в относительно малых количе-
ствах (от 1—2% до тысячных долей процента). Очень редко, например
в коре хинного дерева, их количество достигает 10—15%. В растениях
алкалоиды находятся в виде солей различных органических кислот —
лимонной, щавелевой, малоновой, янтарной, уксусной и др., реже
неорганических кислот — серной, фосфорной. Обычно в растении
находится не один, а несколько сходных по химическому строению
алкалоидов, число их может достигать 20 и более.
Для извлечения алкалоидов из предварительно высушенного и
измельченного растительного сырья используют три способа. Один из
них основан на отгонке с водяным паром оснований алкалоидов, име-
ющих т. кип. ниже 100 °C. В двух других способах алкалоиды извле-
кают экстракцией либо в виде солей, либо в виде оснований. Соли
алкалоидов экстрагируют водой или спиртом после подкисления сы-
рья органическими либо минеральными кислотами. Полученный экст-
ракт сгущают в вакууме при температуре не выше 30—40 °C, чтобы не
допустить разложения алкалоидов. Недостаток такого способа состоит
в том, что вместе с алкалоидами извлекается большое количество
сопутствующих веществ (углеводы, белки, смолы, дубильные вещества
И т.д.)-
Для извлечения алкалоидов в виде оснований сырье предваритель-
411
но обрабатывают растворами аммиака или щелочи. Затем экстрагиру-
ют основания органическими растворителями (хлороформом, Дихлор-
этаном, бензолом и т.д.). В данном способе извлекается меньшее коли-
чество сопутствующих веществ.
Очистку суммы алкалоидов, полученных в виде солей или основа-
ний, проводят, последовательно переводя соли в основания, а основа-
ния в соли. Этот процесс повторяют несколько раз, извлекая основа-
ния алкалоидов органическими растворителями, а соли — подкислен-
ной водой. Более современные методы выделения и очистки алкало-
идов основаны на применении хроматографии. В качестве сорбентов
применяют оксид алюминия, силикагель, ионообменные смолы, целлю-
лозу и др. Через них пропускают растворы солей алкалоидов, а затем
осуществляют десорбцию (выделяя основания алкалоидов). Выделен-
ные из растительного сырья или синтезированные алкалоиды приме-
няют в медицинской практике в виде оснований или солей. Для оцен-
ки качества препаратов алкалоидов используют методы, рекоменду-
емые для анализа органических оснований и их солей (см. гл. 5).
9.5. ВИТАМИНЫ, КОФЕРМЕНТЫ И АНТИВИТАМИНЫ,
ПРИМЕНЯЕМЫЕ В КАЧЕСТВЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ
ВЕЩЕСТВ
9.5.1. Общая характеристика
Витамины представляют собой группу веществ различной химиче-
ской структуры, необходимых в малых количествах для нормальной
жизнедеятельности организма. Ряд витаминов входят в состав фер-
ментных систем и являются своеобразными биологическими катализа-
торами химических или фотохимических процессов, происходящих в
живой клетке (тиамин, рибофлавин, пиридоксин, пантотеновая кисло-
та и др.).
В 1912 г. польский ученый К.Функ предложил термин ’’витамины”,
что означало ’’амины, необходимые для жизни”. Этот термин сохра-
нился до настоящего времени, но он не отражает химической сущности
данной группы веществ. Хотя многие витамины и являются азотсодер-
жащими соединениями, но только некоторые из них представляют
собой амины.
Большой вклад в исследование витаминов внесли наши ученые. Эти
исследования проводились в лабораториях, возглавляемых А.В.Палла-
диным, М.Н.Шатерниковым, Б.А.Лавровым, Л.А.Черкесом.
Первыми в области создания методов синтеза витаминов были
ученые ВНИХФИ. Здесь разработаны способы синтеза аскорбиновой
412
кислоты, тиамина, токоферола, пиридоксина, никотиновой и фолиевой
кислот!. Работали в этой области такие ученые, как О.Ю.Магидсон,
М.Я.Крафт, К.А.Чхиквадзе и др. Научные исследования сочетались с
организацией промышленного производства витаминов.
В 30-х годах был создан Всесоюзный трест витаминной промыш-
ленности ’’Союзвитаминпром”. В эти же годы Ленинградский научно-
исследовательский институт пищевой промышленности был реоргани-
зован во Всесоюзный -научно-исследовательский витаминный институт
(ВНИВИ). На первом этапе деятельности во ВНИВИ исследовались
способы получения витаминных концентратов из доступных раститель-
ных ресурсов. В годы Великой Отечественной войны на основе тех же
источников был организован выпуск ряда витаминов и разработаны
способы витаминизации пищевых продуктов. Это позволило избежать
в годы войны тяжелых авитаминозных заболеваний.
К 40—50-м годам нашими и зарубежными учеными были изучены
практически все известные витамины и установлены их биокатали-
тические функции, которые осуществляются после превращения вита-
минов в коферменты. Большая потребность в витаминах вызвала необ-
ходимость решения такой важной проблемы, как разработка полного
химического синтеза витаминов в промышленных условиях. Эта проб-
лема успешно решалась в послевоенный период учеными ВНИВИ и
других институтов.
В развитии исследований по синтезу витаминов активное участие
принимали Московский институт тонкой химической технологии,
Институт органической химии АН СССР, Институт биохимии АН
УССР и др. В результате совместных усилий ученых и практических
работников были разработаны промышленные схемы синтеза многих
витаминов, которые внедрены в производство. В результате исследова-
ний зависимости между химической структурой и витаминной актив-
ностью синтезированы аналоги витаминов.
Широким спектром фармакотерапевтического действия обладают
ряд коферментов. Они имеют низкую токсичность, являются ’’родст-
венными” для человеческого организма и используются в качестве
средств метаболической терапии. К числу таких коферментных лекар-
ственных препаратов относятся кофермент тиамина - кокарбок-
с и л а з а, коферменты витамина В2 — рибофлавина моно-
нуклеотид и флавина т, кофермент пиридоксина — пи-
ридоксальфосфат, кофермент витамина В12 ~ к о б а м а -
мид. Новый препарат у б и н о н, полученный на основе исследова-
ния коферментов, — кардиотропное и гепатопротекторное средство.
Проведенные исследования позволили установить существование
для каждого витамина одного или нескольких антивитаминов. Они,
413
как правило, отличаются от соответствующих витаминов структурой
какой-либо одной функциональной группы (табл. 9.1)
9.1. Витамины и антивитамины
Витамины
Антивитамины
L-Аскорбиновая кислота
Пантотеновая кислота
Нафтохиноны
Никотинамид
Пиридоксин
Тиамин
Фолиевая кислота
Рибофлавин - 6,7-диметил-9-(1 -D-
рибитил)-изоаллоксазин
Цианокобаламин
D-Аскорбиновая кислота
о^Метилпантотеновая кислота
Неодикумарин
Пиридин-/?-сульфокислота
/J-Ацетопиридин
5-Дезоксипиридоксаль
Окситиамин
Аминоптерин
7-Метил-8-хлор-10-(1 '-D-рибитил)-
изоалл оксазин
7-Метил-8-амино-10-(1 '-D-рибитил)-
изоаллоксазин
2,5-Диметилбензим и дазол
У некоторых антивитаминов строение значительно отличается от
витаминов. Примером могут служить антивитамины нафтохинонов
(неодикумарин, фенил ин). Антивитамины в биокаталитических реак-
циях проявляют себя как конкурентные ингибиторы. Сущность их
действия в том, что они образуют своеобразные псевдоферменты,
которые подавляют действие истинных ферментов или вытесняют
витамины из ферментных систем. Это обусловило применение антиви-
таминов в качестве лекарственных средств для лечения ряда заболе-
ваний.
9.5.2. Методы получения и биологической оценки витаминов
Источником промышленного получения витаминов служит расти-
тельное и животное сырье, а также микроорганизмы. Так, витамин С
можно получать из плодов шиповника, комплекс витаминов Р — из
отходов чайной промышленности, витамины группы D — из природных
стеринов, витамин А — из рыбьих жиров, витамин Е — из растительных
жиров.
Чрезвычайно перспективны синтетические методы получения вита-
минов. Они разработаны для витаминов С, А, Е, D, Bj, В2, РР и др. Пре-
имущества этих методов заключаются в сравнительно невысокой сто-
имости исходного сырья, высоких выходов конечных продуктов. Од-
414
ним из важных этапов синтеза витаминов является разделение смесей
синтез 1рованных геометрических и оптических изомеров с целью
выделения биологически активных форм. Ряд сложных по химической
структуре витаминов (например, кобаламины, менахиноны) выделяют
как побочный продукт при микробиологическом синтезе антибиоти-
ков.
В настоящее время осуществляется производство более 140 наиме-
нований лекарственных форм, содержащих витамины, ферменты, ко-
фермецты и их производные (таблетки, драже, водные и масляные
растворы, инъекционные растворы, сиропы, лиофилизированные пре-
параты).
В производстве витаминов используются методы биотехнологии,
тонкого органического синтеза, фотохимические и каталитические
процессы. Особенность производства витаминов, ферментов и их про-
изводных заключается в многостадийности, большом разнообразии
исходного сырья, использовании периодических процессов.
Модификации химической структуры различных витаминов приве-
ли к созданию таких новых лекарственных веществ, как фосфотиамин,
бенфотиамин, оксикобаламин, видехол, дигидротахистерол, дипромо-
ний, метотрексат, пиридитол. Создание новых лекарственных средств
на основе витаминов и ферментов расширяет область их использова-
ния в медицинской практике. Наряду с применением в качестве про-
филактических и лечебных средств для коррекции гиповитаминозов и
при патологических процессах, связанных с утилизацией витаминов,
созданные препараты все шире используют при самых различных
заболеваниях. Так, например, оригинальные высокоэффективные
препараты пантогам применяют в детской психоневрологии,
пикамилон — средство для лечения нарушений мозгового крово-
обращения, астенических и депрессивных расстройств, бензоф-
лавин — применяют для лечения атеросклероза, ишемической
болезни сердца и др.
В Российской Федерации широкие исследования витаминов ведутся
в научно-производственном объединении ’’Витамины”. Здесь создают-
ся новые эффективные препараты на основе витаминов и коферментов.
Разрабатываются поливитаминные комплексы и другие лекарственные
формы. Совместно с клиницистами ведутся исследования по расшире-
нию спектра медицинского применения уже выпускаемых витаминных
препаратов.
Создаются и другие объединения. Так, в апреле 1991 г. в Москве
на базе ЦНИИКВИ образовано малое научно-производственное пред-
приятие ’’Ретиноиды”. Здесь объединили свои усилия ученые химики,
фармакологи, морфологи, биохимики, иммунологи, провизоры, техно-
415
логи, клиницисты. Предприятие специализируется в области исследо-
вания ретинолов и различных их производных. Ими уже создайы ряд
новых лекарственных форм (мази, суппозитории, капсулы) и налажен
мелкосерийный выпуск некоторых из них. j
Для качественной и количественной оценки витаминов в Природ-
ных источниках используют как биологические, так и физико-хцмиче-
ские методы.
Принцип оценки биологической активности заключается в том, что
животных (крыс, голубей, морских свинок) переводят на диету, содер-
жащую белки, жиры, углеводы, минеральные соли и все витамины,
кроме исследуемого. Затем устанавливают, какое количество испыту-
емого витамина может излечить или предохранить животное от авита-
миноза. Параллельно проводят аналогичное испытание со стандартным
препаратом.
Активность витаминов устанавливают в так называемых интернаци-
ональных или международных единицах (ME), которые представляют
собой условное количество стандартного препарата в миллиграммах
или микрограммах (7). За одну единицу принято считать минимальное
количество витамина, излечивающее или предохраняющее животное от
авитаминоза. Количество, соответствующее 1 ME у витаминов, различ-
но. Например, 1 ME витамина А соответствует 0,3447 аксерофтола
ацетата, а для витамина D — 0,0257 эргокальциферола.
Биологический метод оценки активности витаминов очень трудо-
емок, точность его сравнительно невелика. Поэтому для испытания
подлинности и количественного определения витаминов обычно ис-
пользуют физические, химические и физико-химические методы.
9.6. ГОРМОНЫ И ИХ СИНТЕТИЧЕСКИЕ АНАЛОГИ
Гормоны — биологически активные вещества, продуцируемые желе-
зами внутренней секреции в очень малых количествах. Они регулиру-
ют все жизненно важные процессы, протекающие в организме. Только
половые гормоны оказывают влияние более чем на 120 функций орга-
низма.
Исследования последних десятилетий открыли новую страницу в
области химии и перспектив применения гормонов. Синтезированы
гормоны гипофиза, ряд гипоталамических гормонов. Некоторые из
них (рифатироин, соматостатин) рекомендованы для
клинического применения. Открыты морфиноподобные гормоны (эн-
кефалины, эндорфины), гормоны памяти и сна. Это один
из путей создания новых анальгетиков, не вызывающих привыкания.
Чрезвычайно актуальными оказались исследования нейрогормонов,
имеющих пептидную структуру. Разработаны методы синтеза этих
416
гормонов и их многочисленных структурных аналогов. Оказалось, что
некоторые из них могут воздействовать на сердце, проявляя медиатор-
ные или модуляторные функции. Это создало предпосылки примене-
ния гормонов как средств, предупреждающих развитие таких тяжелых
сердечно-сосудистых заболеваний, как атеросклероз и инфаркт мио-
карда.
Одно из крупнейших достижений в области химии гормонов —
установление химической структуры и осуществление синтеза инсули-
на. Этй исследования выполнены в ряде лабораторий мира, в том
числе и в нашей стране. Они имеют пока лишь теоретический интерес,
так как выход конечного продукта очень мал, а затраты на выполне-
ние синтеза огромны.
Важное значение для жизнедеятельности организма имеют ткане-
вые гормоны, или кинины. Они формируются не в железах внут-
ренней секреции, а в различных точках организма, там, где их вли-
яние в данный момент необходимо. Кинины имеют пептидную струк-
туру. Они регулируют основные биохимические и физиологические
процессы в организме и оказывают влияние на многие его функции.
Это явилось предпосылкой использования некоторых кининов в меди-
цине и ветеринарии.
В настоящее время номенклатура препаратов, выделенных из орга-
нов и тканей животных и применяемых в медицинской практике,
составляет около 150 наименований. Современные исследования лекар-
ственных средств животного происхождения выполняются в несколь-
ких направлениях. Наибольший интерес вызывает изучение компонен-
тов органов и тканей, представляющих собой по химической структуре
белки, гликозаминогликаны и нуклеиновые кислоты. Они отличаются
широким спектром действия, являются источниками получения не
только индивидуальных лекарственных веществ, но и природных
комплексных препаратов.
9.7. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ, КЛАССИФИКАЦИЯ,
СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ И АНАЛИЗА АНТИБИОТИКОВ
9.7.1. Предпосылки открытия и исследования антибиотиков
Антибиотиками называют вещества, продуцируемые мик-
роорганизмами, высшими растениями, животными тканями в процессе
их жизнедеятельности и обладающие способностью оказывать на мик-
роорганизмы, простейшие, некоторые вирусы избирательное бактери-
остатическое или бактерицидное действие. Способность антибиотиков
проявлять бактериостатическое или бактерицидное действие в отноше-
417
нии болезнетворных микроорганизмов, не оказывая при этом тониче-
ского действия на организм человека, используют для лечения раз-
личных заболеваний. Известно, что такого рода лекарственные }вещест-
ва относятся к числу химиотерапевтических
средств.
В основе действия антибиотических веществ лежит антибиоз,
т.е. явление антагонизма микроорганизмов, открытое впервые Л.Пасте-
ром в 80-х годах XIX в. Сущность этого явления заключается в том,
что одни микроорганизмы выделяют в окружающую среду различные
вещества, способные подавлять рост и размножение других микроорга-
низмов.
Первые антибиотики были выделены из различных штаммов плесе-
ни. Весьма примечательным является тот факт, что плесень еще в X —
XI вв. применялась Авиценной и в народной медицине Азербайджана
для лечения гнойных ран.
Первое исследование плесени Penicillium notatum связывают с
именем английского микробиолога А.Флеминга, который в 1928 г.
обнаружил ее антибиотические свойства в отношении золотистых
стафилококков. Однако А.Флемингу не удалось выделить в чистом
виде антибиотик, названный им пенициллином. Только X.Флори и
Дж.Чейн в 1940 г. разработали способ выделения пенициллина из
культуральной жидкости.
Заслуга в создании пенициллина в нашей стране, разработки спосо-
бов его получения из различных штаммов плесени принадлежат
З.В.Ермольевой, которая в 1942 г. получила вместе с Т.И.Балезиной
отечественный препарат — пенициллин-крустозин
ВИЭМ. Эти исследования проводились в годы Великой Отечественной
войны и внедрялись в практику госпиталей.
Так последовательное накопление научных фактов и эксперимен-
тального материала привело к величайшему открытию XX в. — созда-
нию принципиально нового лекарственного вещества. Начиная с
1939 г. исследования в области антибиотиков развиваются бурными
темпами. В 1942 г. наши ученые Г.Ф.Гаузе и М.Г.Бражникова получи-
ли грамицидин из почвенных бактерий. В 1944 г. А.Шатц, Е.Буги и
3.А.Ваксман открыли стрептомицин. Продуцирующие его лучистые
грибы в последующие годы (1951—1954) явились источником получе^
ния многих новых антибиотиков (канамицины, неомицины, новобио-
цин и т.д.). В 1947 г. Дж.Эрлих и К.Барц выделили хлоромицетин.
Выяснение его химической структуры позволило вскоре осуществить
промышленный синтез этой группы антибиотиков.
В 1948 г. открыты первые антибиотики из группы полимиксинов, а
два года спустя получены тетрациклины. В последующие годы внима-
418
ние исследователей привлекла группа антибиотиков, имеющих глико-
зидоподобную структуру (аминогликозиды, макролиды, анзамицины).
Большой вклад в развитие исследований антибиотиков внесли
ученые М.М.Шемякин, А.С.Хохлов (Институт биоорганической химии
АН СССР). Следует иметь в виду, что исследования антибиотиков
стали возможными в результате познания механизмов процессов, про-
исходящих на молекулярном уровне. Большой вклад в изучение моле-
кулярных механизмов’ действия антибиотиков внесли труды академи-
ков Ю.А.Овчинникова, В.А.Энгельгардта, А.С.Спирина.
Многие из применяемых в нашей стране антибиотиков разработаны
во Всесоюзном научно-исследовательском институте антибиотиков
(ВНИИА). Создание этого института совпало со становлением отечест-
венной промышленности антибиотиков и связано с именами ученых
3.В.Ермольевой, Н.А.Красильникова, В.Н.Шапошникова, А.Н.Белозер-
ского, С.М.Навашина и др.
ВНИИА — крупный научный центр, в котором комплексно развива-
ются все разделы генетики, селекции и физиологии микроорганизмов,
биоорганической и органической химии, технологии, стандартизации
и контроля антибиотиков. В институте осуществляется система поиска
новых природных антибиотиков, а также получение их методами хи-
мической и микробиологической трансформации. Фундаментальные
исследования и интенсификация методов производства антибиотиков
обеспечивают как перспективные научные направления, так и интере-
сы промышленного производства антибиотиков.
Широкие исследования в области полиеновых и других антибиоти-
ков ведутся в С.-Петербурге во Всесоюзном научно-исследовательском
технологическом институте антибиотиков и ферментов медицинского
назначения (ВНИТИАФ). Работами И.М.Терешина установлена воз-
можность применения полиеновых антибиотиков для лечения не толь-
ко грибковых, но также вирусных инфекций, злокачественных новооб-
разований и даже атеросклероза.
Наиболее широко применяемые в качестве лекарственных средств
природные антибиотики и их полусинтетические аналоги классифици-
руют на следующие группы.
1. Антибиотики алициклического строения (группа тетрациклинов,
их полусинтетические аналоги и др.).
2. Антибиотики ароматического ряда (группа левомицетина).
3. Антибиотики гетероциклической структуры (пенициллины, их
полусинтетические аналоги, цефалоспорины и др.).
4. Антибиотики-гликозиды: стрептомицины; антибиотики-амино-
гликозиды (канамицины, неомицины, гентамицины, мономицины);
макролиды (эритромицины и олеандомицин); анзамицины (рифамици-
419
ны и их полусинтетические аналоги); полиеновые антибиотику с гли-
козидоподобной структурой (нистатин, амфотерицин, микогептин).
5. Антибиотики, обладающие Противоопухолевым действием, можно
классифицировать на производные ауреоловой кислоты, антрвдикли-
ны, производные хинолин-£,8-Диона и актиномицины.
6. Антибиотики—полипептиды (грамицидины, полимиксины и др.)’
9.7.2. Роль антибиотиков в развитии химиотерапии
Внедрение в медицинскую практику антибиотиков помогло побе-
дить ряд тяжелых заболеваний. Достаточно указать, что благодаря
применению антибиотиков смертность от воспаления легких снизилась
в 10 раз, острой дизентерии — в 11 раз, заражений крови и воспале-
ний брюшины — в 4—5 раз.
Антибиотик может быть использован в качестве лекарственного
средства, если он проявляет антимикробную активность в человече-
ском организме и не имеет токсического действия. Именно поэтому из
открытых нескольких тысяч антибиотиков лишь несколько десятков
нашли применение в медицинской практике.
Длительное использование одних И тех же антибиотиков в качестве
лекарственных средств постепенно приводит к повышению устойчиво-
сти первоначально чувствительных к их действию патогенных микро-
организмов. Это явление — следствие радикальных изменений в геноме
микроорганизмов. Оно постепенно приводит к широкому
распространению устойчивых к антибиотикам форм стафилококков,
кишечных палочек, протеев и других микроорганизмов.
Для предупреждения этого явления используют комбинированное
применение нескольких антибиотиков или сочетание их с сульфанила-
мидами и другими химиотерапевтическими средствами.
Антибиотики, особенно беталактамиды и аминогликозиды, принято
разделять на препараты I, II, III поколения. Такая классификация
учитывает не только время внедрения препаратов в медицинскую
практику, но и их свойства. К I поколению относят бензилпенициллин
и его соли, эритромицин, тетрациклины.
В настоящее время наиболее важную роль в терапии инфекций
играют три основные группы антибиотиков: беталактамиды
(пенициллины, цефалоспорины, карбопенемы, монобактамы), ами-
ногликозиды (стрептомицины I поколения, гентамицины,
неомицины, канамицины), фторхинолоны III поколения —
новейшие антибиотики.
Наименее токсичной группой остаются пенициллины, особенно
полусинтетические. Более тяжелые побочные реакции вызывают тетра-
420
цикл ины. Это вызвано их способностью образовывать комплексы с
ионами двухзарядных металлов и отложению этих комплексов в кос-
тях, зубной эмали, опухолевых и других тканях. Следует ограничивать
применение левоми^ртина, вызывающего тяжелые побочные явления.
Необходимо дифференцированно подходить к назначению аминогли-
козидов.
В последние два десятилетия в исследованиях антибиотических
веществ появились новые направления. От эмпирических поисков
новых антибиотиков ученые перешли к глубокому и всестороннему
исследованию процессов биосинтеза, путей различной модификации
(трансформации) молекул известных антибиотиков, изучению новых
аспектов фармакологического действия природных и полусинтетиче-
ских антибиотиков.
Чрезвычайно перспективными являются исследования по получе-
нию новых штаммов продуцентов антибиотиков. Они позволяют резко
повысить интенсивность биосинтеза, что дает огромный экономический
эффект в промышленном производстве антибиотиков. Повышения
активности продуцентов можно достигнуть, используя методы генной
инженерии, в частности слиянием протопластов. Это дает возможность
в дальнейшем перейти к получению ’’гибридных веществ”, сочета-
ющих действие нескольких антибиотиков, например свойства амино-
гликозида и макролида. Такие вещества будут иметь более широкий
спектр антибактериального действия.
Очень перспективной оказалась комбинированная антибиотикотера-
пия, в частности использование сулациллина (комбинация
сульбактама с ампициллином), рифаметоприма (сочетание
рифампицина и триметоприма). Указанные и другие комбинации более
эффективны, чем каждый из составляющих компонентов. При ряде
инфекций перспективно также назначение антибиотиков — а з а л и -
д о в (азитромицин) — и производных рифампицина с пролонгирован-
ным действием (рифабутин).
В результате исследований продуктов трансформации природных
молекул были созданы полусинтетические пенициллины и тетрацикли-
ны, цефалоспорины и рифамицины. Эти вещества оказались более
эффективными, чем их природные предшественники. Значительные
успехи достигнуты в области исследования антибиотиков как притиво-
грибковых средств и в особенности средств для лечения злокачествен-
ных новообразований.
В последнее время обнаружена возможность применения некоторых
антибиотиков для нормализации функции сердца. Из бактерий рода
Streptomyces выделен антибиотик, условно названный А-23187. Он
проявляет фармакологическое действие ионофора кальция. Результа-
421
ты исследований, совместно проведенных нашими и американскими
учеными, свидетельствуют о высокой эффективности этого антибиоти-
ка при сердечной недостаточности.
9.7.3. Способы получения антибиотиков
Высокая эффективность антибиотиков как лекарственных средств,
огромные масштабы их применения в медицине и ветеринарии, в раз-
личных отраслях сельского хозяйства, в пищевой и консервной про-
мышленности способствовали созданию особой отрасли производства —
промышленности антибиотиков.
Более половины из известных антибиотиков продуцируют лучистые
грибы рода Sireptomyces — актиномицеты (стрептомицеты). К этой
группе относятся стрептомицин и другие антибиотики-гликозиды
(неомицины, канамицины), тетрациклины, левомицетин, антибиотики-
макролиды (эритромицин, олеандомицин) и анзамицины (рифамицин),
полиеновые антибиотики (нистатин) и др.
Другим важным продуцентом являются лучистые (плесневые) гри-
бы — различные виды рода Penicillium. Они осуществляют биосинтез
пенициллинов, а также некоторых противоопухолевых и противови-
русных антибиотиков.
Бактерии, главным образом рода Bacillus, продуцируют большинст-
во антибиотиков-полипептидов. Они, как правило, высокотоксичны, но
некоторые из них применяют в медицине (грамицидин, полимиксин и
др)-
Известна небольшая группа антибиотиков, образуемая лишайника-
ми, водорослями и другими низшими растениями.
Способы получения антибиотиков можно подразделить на три
основные группы.
I. Микробиологический синтез на основе плесневых или лучистых
грибов. Этим способом получают антибиотики тетрациклинового ряда,
природные пенициллины, антибиотики-гликозиды, макролиды и др.
II. Химический синтез из простых органических веществ. Его
используют для получения антибиотиков, имеющих несложную хими-
ческую структуру (левомицетин и его производные).
III. Сочетание микробиологического и химического синтеза. На
основе трансформации молекул природных антибиотиков получают
полусинтетические антибиотики (полусинтетические пенициллины,
цефалоспорины, тетрациклины и др.).
Получение большинства природных антибиотиков основано на
биосинтезе, осуществляемом в клетке микроорганизма. Микробная
клетка выполняет роль сложнейшей химической лаборатории, в кото-
422
рой происходят очень тонкие процессы, недоступные пока для органи-
ческого синтеза, причем для их проведения не требуется высоких
температур, повышенного давления, катализаторов.
Получение антибиотиков с помощью микробиологического синтеза
включает такие основные этапы, как изыскание высокопроизводитель-
ных штаммов продуцентов, подбор питательных сред, процесс фермен-
тации, выделение и очистка антибиотика.
Биосинтез выполняют в специальных аппаратах — ферментерах —
вместимостью в несколько десятков тысяч литров. Ферментацию про-
водят ’’глубинным способом”, который заключается в том, что рост
плесени и образование антибиотика происходят по всей толще фер-
ментационной массы. Каждый из микроорганизмов требует специаль-
ных условий ферментации: температуры, подачи воздуха (аэрации),
определенной продолжительности процесса. Для обеспечения жизнеде-
ятельности микроорганизма и максимального накопления антибиотика
необходимы специальные питательные среды. Регулируя качественный
и количественный состав ингредиентов питательных сред, можно суще-
ственно влиять на выход антибиотика. Питательные среды вначале
подают в посевные аппараты (через установки непрерывной стерилиза-
ции). Здесь происходит выращивание культур. Затем смесь культуры
и питательной среды перемещают в ферментер, где происходит про-
цесс биосинтеза. В ферментер добавляют также пеногасители во избе-
жание образования пены при аэрации.
Антибиотики выделяют из культуральной жидкости осаждением, с
помощью адсорбционной или ионообменной хроматографии, экстрак-
цией различными органическими растворителями или при различных
значениях pH среды. Очистку антибиотика-сырца осуществляют хрома-
тографическим методом или противоточной экстракцией с последу-
ющей перекристаллизацией. Выделенный кристаллический антибио-
тик подвергают тщательному химическому и биологическому контро-
лю. Весь процесс производства антибиотиков осуществляют в строго
соблюдаемых асептических условиях.
9.7.4. Методы анализа антибиотиков
Количественное определение большинства антибиотиков осуществ-
ляют биологическим методом, основанным на сравнительной оценке
угнетения роста тест-микроорганизмов. Активность устанавливают
диффузионным или турбидиметрическим
методами. ГФ XI рекомендует для количественного определения
метод диффузии в агар, заключающийся в сравнении
действия определенных концентраций испытуемого и стандартного
образца антибиотика на тест-микроорганизм.
423
Это испытание основано на способности антибиотиков угнетать рост
микроорганизмов. Определение проводят методом диффузии в агар на
плотной питательной среде путем сравнения размеров зон угнетения
роста тест-микробов испытуемым препаратом и Государственным стан-
дартным образцом антибиотика. Активность последних устанавливают,
как правило, в соответствии с Международными биологическими или
химическими стандартами.
Поскольку состав агаровой среды и условия выполнения биологиче-
ского испытания одинаковы, величина зоны диффузии (в которой
развитие тест-микроорганизма подавляется антибиотиком) зависит
только от химической природы антибиотика и его концентрации.
Процесс инкубации осуществляют в течение 16—18 ч при 36—38 °C.
При определении биологической активности методом диффузии в
агар необходимо, чтобы зона задержки роста была достаточного диа-
метра и имела четкие границы. По завершении инкубации измеряют
диаметры зон задержки роста тест-микроорганизма стандартным и
испытуемым растворами. Для повышения точности измерений находят
среднее значение площадей зон диффузии из трех опытов. При
изучении зон задержки роста и четкости краев перспективно примене-
ние микрофотометра марки ИФО-451. Это позволяет получать более
объективные количественные оценки результатов микробиологического
анализа. Расчет биологической активности производят по стандартной
кривой, предварительно построенной на основании результатов опре-
деления пяти концентраций стандартного препарата. Умножением
полученной концентрации (ЕД/мл) на степень разведения вычисляют
активность (содержание ЕД) антибиотика в 1 мг препарата. Точность
определений колеблется от 5 до 25%.
Единица действия (ЕД) представляет собой меру, кото-
рой выражается биологическая активность антибиотиков. За ЕД при-
нимают минимальное количество антибиотика, подавляющего развитие
тест-микроорганизма в определенном объеме питательной среды. Коли-
чественное выражение 1 ЕД отличается у различных антибиотиков.
Например, у натриевой соли бензилпенициллина 1 ЕД соответствует
0,5988 мкг химически чистого вещества, а у стрептомицина основания,
тетрациклина и его производных 1 ЕД соответствует 1 мкг химически
чистого вещества.
Среднее значение активности, найденное биологическим методом,
несколько ниже, чем теоретическая активность. В соответствующих
фармакопейных статьях приведены значения теоретической активно-
сти и нижний допустимый предел активности испытуемого антибиоти-
ка (ЕД/мг).
424
В последние годы разработаны ускоренные биологические методы
определения антибиотиков в биологических жидкостях.
Для установления концентрации антибиотиков аминогликозидов в
крови больных применяют модифицированный метод
диффузии в агар. Ускорение определения до 2—6 ч вместо
16—18 ч достигается за счет создания максимально благоприятных
условий для роста теут-микроорганизмов (уменьшения слоя питатель-
ной среды, оптимизации температуры инкубации и т.д.). Метод прост,
но не специфичен, если в сыворотке крови присутствует несколько
антибиотиков.
К ускоренным микробиологическим методам относят методы, осно-
ванные на подавлении изменений pH питательной среды в процессе
роста тест-микроорганизмов. Концентрацию определяют сравнением
изменений pH в средах испытуемых в стандартных образцов через 1,5 ч
после начала инкубации. На этом принципе основан так называемый
уреазный метод, заключающийся в наблюдении за изменени
ем pH жидкой питательной среды, содержащей 2% мочевины. Выделя-
ющийся в процессе роста микроорганизма аммиак вызывает изменение
pH среды. Точность определений около 46%.
Ферментативный метод основан на инактивации ами-
ногликозидов в крови специфическими ферментами (аденилтрансфера-
за и ацетилтрансфераза), продуцируемыми грамотрицательными мик-
роорганизмами, устойчивыми к препаратам этой группы. Эти фермен-
ты катализируют процесс аденилирования или ацетилирования амино-
гликозидов в присутствии 14С-аденозинтрифосфата или 14С-ацетилко-
энзима А. Они являются источником радиоактивности. Затем способом
подсчета радиоактивности делают заключение о концентрации анти-
биотика. Определение занимает 1—2 ч.
Радиоиммунный метод основан на сравнительной
оценке конкуренции антибиотика, меченного тритием, и испытуемого
антибиотика по отношению к специфическим антителам иммунной
сыворотки. Метод отличается очень высокой чувствительностью
(0,003—0,01 мкг/мл), результаты получают в течение 1—2 ч, точность
высокая (коэффициент вариации 4—5%).
На точность биологических методов оказывают влияние целый ряд
факторов (характер питательной среды, условия инкубации, точность
измерения зон угнетения роста и т.д.). Поэтому понятно стремление
исследователей к замене биологических методов контроля химически-
ми и физико-химическими. При этом обязательно должна соблюдаться
адекватность предлагаемых методик по отношению к результатам
биологического контроля.
Использование различных химических и физико-химических мето-
425
дов для испытаний подлинности и количественного определения анти-
биотиков рассмотрено во второй части учебника ’’Специальная фарма-
цевтическая химия” на примерах отдельных лекарственных веществ.
Необходимо особо отметить перспективность использования в фарма-
цевтическом анализе антибиотиков хроматографических методов,
которые в наибольшей степени адекватны биологическим методам
контроля.
Для количественного определения основного вещества и примесей в
антибиотиках все шире используют метод ВЭЖХ, применяя колонки с
обращенной фазой и УФ-детектор. ВЭЖХ отличается лучшей воспро-
изводимостью по сравнению с микробиологическими методами. Кроме
того, удается определять как основное вещество, так и примеси в
одних и тех же условиях, а в качестве теста подлинности использовать
совпадение времен удерживания испытуемого вещества и стандартного
образца. Важной областью применения ВЭЖХ является также конт-
роль качества стандартных образцов антибиотиков.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Айвазов Б.В. Введение в хроматографию. М., 1983.
Арзамасцев А.П., Сенов ПЛ. Стандартные образцы лекарственных веществ.
М., 1978.
Бабилев Ф.В. Применение люминесценции в фармацевтическом анализе.
Кишинев, 1977.
Бабилев Ф.В., Андроник И.Я. Полиморфизм лекарственных веществ.
Кишинев, 1981.
Беликов В.Г. Дифференциальная фотометрия. Ставрополь, 1970.
Беликов В.Г. Учебное пособие по фармацевтической химии. М., 1979.
Берштейн И.Я., Каминский ЮЛ. Спектрофотометрический анализ в орга-
нической химии. Л., 1975.
Булатов М.И., Калинкин И.П. Практическое руководство по фотоколори-
метрическим и спектрофотометрическим методам анализа. Л., 1976.
Васильев В.П. Аналитическая химия. М., 1989. Ч. 1 и 2.
Государственная фармакопея СССР. X издание. М., 1968.
Государственная фармакопея СССР. XI издание. М., 1987, вып. 1; М.,
1990, вып. 2.
Дорохова Е.Н., Прохорова Г.В. Аналитическая химия. Физико-химические
методы анализа. М., 1991.
Дубровкин И.М., Беликов В.Г. Производная спектрометрия. Теория,
техника, применение. Ростов, 1988.
Егоров Н.С. Основы учения об антибиотиках. М., 1986.
Кемертелидэе Э.П., Георгиевский В.П. Физико-химические методы анализа
некоторых биологически активных веществ растительного происхождения.
Тбилиси, 1977.
Кирхнер Ю. Тонкослойная хроматография. М., 1981. Т. 1, 2.
Компендиум Медикаменторум СЭВ. Берлин, 1981—1983. Вып. I—XX.
Крамаренко В.Ф. Химико-токсикологический анализ. Киев, 1982.
Крамаренко В.Ф., Попова В.И. Фотометрия в фармацевтическом анализе.
Киев, 1972.
Крешков А.П. Основы аналитической химии. М., 1965—1970. Т. 1—3.
Кудрин А.Н. Фармакология с основами патофизиологии. М., 1977.
Кулешова М.И., Гусева Л.Н., Сивицкая О.К. Пособие по качественному
анализу лекарств. М., 1980.
Кулешова М.И., Гусева Л.Н., Сивицкая О.К. Анализ лекарственных форм,
изготовляемых в аптеках. М., 1989.
427
Лабораторные работы по фармацевтической химии / Под ред. В.Г.Белико-
ва. М., 1989.
Лакин К.М., Крылов Ю.Ф. Биотрансформация лекарственных веществ. М.,
1981.
Ланчини Д., Паренти Ф. Антибиотики. М., 1985.
Лекарственные средства, применяемые в медицинской практике в СССР /
Под ред. М.А.Клюева. М., 1989.
Лепахин В.К., Шашкова Г.В. Справочник синонимов лекарственных
средств. М., 1991.
Лепахин В.К., Белоусов Ю.Б., Моисеев B.C./Клиническая фармакология с
международной номенклатурой лекарств. М., 1988.
Максютина Н.П., Каган Ф.Е., Митченко Ф.А Методы идентификации
фармацевтических препаратов. Киев, 1978.
Максютина Н.П., Каган Ф.Е., Кириченко Л.А, Митченко Ф.А. Методы
анализа лекарств. Киев., 1984.
Машковский М.Д. Лекарственные вещества. М., 1984. Ч. I, II.
Международная фармакопея. II издание. Женева, 1969.
Международная фармакопея. III издание. Женева. 1981. Т. I, II, III.
Мелентьева Г. А Фармацевтическая химия. М., 1976. Т. I, II.
Мискиджьян С.П., Кравченюк Л.П. Полярография лекарственных препара-
тов. М., 1976.
Навашин С.М. Успехи биоинженерии в технологии производства антиби-
отиков. М., 1979.
Натрадзе АГ. Химико-фармацевтическая промышленность — медицине.
М., 1985.
Некрасов Б.В. Основы общей химии. М., 1974. Т. 1, 2.
Несмеянов АН., Несмеянов Н.А Начала органической химии. М., 1974. Т.
1, 2.
Орехов АП. Химия алкалоидов растений СССР. М., 1965.
Погодина Л.И. Анализ многокомпонентных лекарственных форм. Минск,
1985.
Полюдек-Фабини Р., Бейрих Т. Органический анализ. Л., 1981.
Пономарев В.Д. Аналитическая химия. М., 1982. Ч. 1,2.
Пономарев В.Д., Беликов В.Г., Коковкин-Щербак Н.И. Математические
методы в фармации. М., 1983.
Рубцов М.В., Банников АГ. Синтетические химико-фармацевтические
препараты. М., 1971.
Руководство к лабораторным занятиям по фармацевтической химии / Под
ред. А.П.Арзамасцева. М., 1987.
Справочник провизора-аналитика / Под ред. Д.С.Волоха, Н.П.Максютиной.
Киев, 1989.
Тенцова АИ., Панченко Е.И., Семенова Т.Д. Фармация в СССР. М., 1973.
428
Тринус Ф.П. Фармакотерапевтический справочник. Киев, 1988.
Туркевич М.М. Фармацевтична х!м1я. Кшв, 1973.
Тюкавкина Н.А., Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. М., 1985.
Файгль Ф. Капельный анализ органических веществ. М., 1962.
Шаршунова М.» Шварц В.» Михалец Ч. Тонкослойная хроматография в
фармации и клинической химии. М., 1980.
Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. М., 1975.
Шнайдман Л.О. Производство витаминов. М., 1973.
Шрайнер Р.» Фьюэон Р., Кертин Д.» Моррилл Т. Идентификация органи-
ческих соединений. М., 1983.
Яхонтов Л.Н., Глушков Р.Г. Синтетические лекарственные средства. М.,
1983.
Какас В., Vejdelek ZJ.Handbuch der Kolorimetrie. Jena, 1962. Band I, IL
Negwer ML Organic — chemical drugs and their synonyms. Berlin, 1987. Vol I,
II, III.
Pawelczyk E. Chemia lekov. Praha, 1978.
Wagner G., Kuhmstedt H. Pharmazeutische Chemie, Berlin. 1978.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие....................................................... 3
Глава 1. История развития и проблемы фармацевтической химии .... 5
1.1. Предмет и содержание фармацевтической химии, связь с другими
науками........................................................... 5
1.2. Краткий исторический очерк развития фармацевтической химии ... 6
1.3. Развитие фармацевтической химии в России..................... 8
1.4. Развитие фармацевтической химии в СССР...................... 12
1.5. Краткие сведения о развитии химико-фармацевтической промыш-
ленности в СССР.................................................. 18
1.6. Обеспечение лекарственными средствами населения Российской Фе-
дерации ......................................................... 21
1.7. Становление контрольно-аналитической службы в Российской Феде-
рации ........................................................... 24
1.8. Структура управления и основные направления фармацевтической
науки............................................................ 26
1.9. Современные проблемы и перспективы развития фармацевтической
химии............................................................ 29
1.10. Принципы классификации лекарственных веществ............... 34
1.11. Фармацевтическая терминология.............................. 36
Г л а в а 2. Основные направления и перспективы создания лекарствен-
ных веществ...................................................... 41
2.1. Основные этапы поиска лекарственных веществ................. 41
2.2. Связь между структурой молекул веществ и их действием на орга-
низм ............................................................ 43
2.3. Зависимость фармакологического действия от некоторых физиче-
ских и химических свойств лекарственных веществ.................. 47
2.4. Основные направления создания новых лекарственных веществ .... 51
2.5. Эмпирический и направленный поиск лекарств.................. 55
2.6. Проведение доклинических и клинических испытаний............ 59
Г л а в а 3. Получение и исследование лекарствешгых веществ...... 62
3.1. Источники получения лекарственных веществ................... 62
3.2. Пути синтеза лекарственных веществ.......................... 64
3.3. Основные типы химических реакций, используемых для синтеза ле-
карственных веществ.............................................. 66
430
3.4. Получение лекарственных веществ на основе применения
биотехнологии.................................................... 83
3.5. Получение лекарственных веществ из растительного и животного
сырья............................................................ 88
3.6. Современные методы установления структуры органических лекарст-
венных веществ................................................... 92
Г л а в а 4. Основные положения и документы, регламанти^пощие фар-
мацевтический анализ............................................. 111
4.1. Сведения о структуре Государственной системы по контролю за ка-
чеством лекарственных средств................................... 111
4.2. Нормативные правила организации производства, оценки эффектив-
ности, безопасности и контроля качества лекарственных средств ... 115
4.3. Роль аналитических исследований в процессе создания новых ле-
карств ......................................................... 120
4.4. Стандартизация лекарственных средств........................ 123
4.5. Порядок разработки нормативно-технической документации и ее со-
держание 126
4.6. Государственная фармакопея СССР............................. 129
4.7. Международная фармакопея.................................... 133
4.8. Национальные и региональные фармакопеи...................... 135
4.9. Компендиум Медикаменторум................................... 137
4ДО. Система контроля качества лекарств в условиях химико-фармацев-
тического предприятия....................................... 139
4.11. Контроль качества лекарств в контрольно-аналитических лаборато-
риях ........................................................... 144
4.12. Контроль качества лекарств в аптеках....................... 146
4ДЗ. Контроль качества лекарств в других странах................. 154
Г л а в а 5. Современные методы фармацевтического анализа........ 159
5.1. Специфические особенности фармацевтического анализа......... 159
5.2. Критерии фармацевтического анализа ......................... 161
5.3. Общие принципы испытаний подлинности лекарственных веществ . . 164
5.4. Способы испытаний на чистоту............................... 216
5.5. Методы количественного определения лекарственных веществ.... 232
Глава 6. Общие принципы оценки качества лекарственных форм .... 301
6.1. Классификация лекарственных форм и особенности их анализа .... 301
6.2. Нормативные требования к качеству лекарственных форм........ 303
6.3. Фармакопейный анализ однокомпонентных лекарственных форм . . . 312
6.4. Анализ многокомпонентных лекарственных форм................. 321
431
6.5. Физико-химические методы анализа многокомпонентных лекарствен-
ных форм...................................................... 333
6.6. Экспресс-анализ лекарственных форм.......................... 341
Г л а в а 7. Стабильность и сроки хранения лекарственных средств. 349
7.1. Стабильность как фактор качества лекарственных средств...... 349
7.2. Физические и химические процессы, происходящие при хранении
лекарств...................................................... 350
7.3. Влияние условий получения, хранения и транспортировки на ста-
бильность лекарственных средств.................................... 354
7.4. Сроки годности лекарственных веществ ......................... 360
7.5. Влияние химического состава упаковочного материала на стабиль-
ность лекарств..................................................... 363
7.6. Методы исследования процессов разрушения лекарственных веществ
при хранении....................................................... 366
7.7. Методы ускоренного определения стабильности лекарственных
средств....................................................... 368
7.8. Пути повышения стабильности лекарственных средств............. 375
Г л а в а 8. Фармацевтический анализ в биофармации и фармакокине-
тике ............................................................. 381
8.1. Общие сведения о биофармации, фармакокинетике и фармакодина-
мике .............................................................. 381
8.2. Понятие о биофармацевтических факторах........................ 388
8.3. Способы уст^овледия биологической доступности лекарств...... 389
8.4. Основные задачи и особенности биофармацевтического анализа .... 392
8.5. Метаболизм (биотрансформация) лекарственных веществ........... 394
8.6. Методы, используемые в биофармацевтическом анализе............ 397
Г л а в а 9. Общая характеристика синтетических и природных соедине-
нии, используемых в качестве лекарственных веществ............... 403
9.1. Неорганические лекарственные вещества....................... 403
9.2. Элементорганические соединения................................. 40 i
9.3. Общая характеристика органических соединений, используемых в ка-
честве лекарственных веществ.................................... 4G'1
9.4. Общая характеристика, свойства и способы получения алкалоидов . . 40
9.5. Витамины, коферменты и антивитамины, применяемые в качестве ле-
карственных веществ.............................................. 4
9.6. Гормоны и их синтетические аналоги.......................... 4 И
9.7. История создания, классификация, способы получения и анализа
антибиотиков..................................................... 4 •«
Список литературы................................................ 4/ •
432