Количественное Определение субстанции и возможных примесей в фармакологическом препарате «Триметидон» потенциометрическим титрованием Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

УДК 615.07 + 543.554.4; 272.79

Ю. И. Рябухин, В. П. Соколов*, А. А. Бурлинов

Астраханский государственный технический университет Волгодонский филиал НПО «Синтез ПАВ»

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУБСТАНЦИИ И ВОЗМОЖНЫХ ПРИМЕСЕЙ В ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОМ ПРЕПАРАТЕ «ТРИМЕТИДОН» ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКИМ ТИТРОВАНИЕМ

Введение

На основе логико-структурного подхода к изучению взаимосвязи структура - активность в ряду 4-оксопиримидинов [1, 2], родственных по структуре эндогенным пиримидинам - компонентам ДНК и РНК и сочетающих различные виды психотропной активности [3], было создано оригинальное фармакологическое вещество «Триметидон» [4] - 2,6-

диметил-5 -фенил-1 -(4'-метоксикарбонилфенил)-4-оксо-1,4-дигидропиримидин (I). Триметидон при низкой токсичности и отсутствии комплекса побочных эффектов, характерных для применяемых в медицине транквилизаторов бензодиазепинового ряда, обладает анксиолитиче-ским действием с активирующим (антидепрессивным) эффектом [5, 6].

Заключительными стадиями получения триметидона [7] являются взаимодействие К-ацетил-а-фенилацетоацетамида (К-ацетил-3-оксо-2-фенилбутирамида - оксоимида II) [8, 9] и метилового эфира пара-аминобензойной кислоты (МЭПАБК III) при кипячении в ледяной уксусной кислоте и последовательная перекристаллизация триметидона из диметилсульфоксида и этилового спирта [10].

Реакции конденсации амина III по Ь-кетогруппе оксоимида II и последующей гетероциклизации интермедиата IV способствует как наличие кето-енольной таутомерии, так и существование имидного фрагмента в молекуле оксоимида в плоскостной Е, 2-форме [11].

ме N

О

Ме

МеСОСНРИСОЮТСОМе

СООМе

I

II

III

СООМе

и.

Ме'

и

О'

I

ОО

Ме

О

+ Н2ы—Аг III

АсОИ

И2О

Ме КИО ме

и2О

I

и

Аг

О Ме

IV

II

Результаты и их обсуждение

Одним из этапов работы по созданию фармакологического препарата является разработка методов его анализа.

Для количественного определения субстанции (действующего начала) и возможных примесей - МЭПАБК и оксоимида - в фармакологическом препарате «Триметидон» был применён метод потенциометрического титрования в неводной среде.

Наличие атомов азота с неподелённой электронной парой в молекулах триметидона и МЭПАБК обусловило выбор кислоты как титранта.

Исследование возможности потенциометрического титрования субстанции триметидона, МЭПАБК и оксоимида в этаноле, ацетоне, ацетонитриле, диметилформамиде, ледяной уксусной кислоте и уксусном ангидриде с использованием в качестве титранта растворов хлористого водорода в этаноле или хлорной кислоты в ледяной уксусной кислоте или диоксане показало, что:

- субстанция триметидона количественно титруется в смеси уксусной кислоты и уксусного ангидрида раствором хлорной кислоты в уксусной кислоте или в диоксане, причём в последнем случае наблюдается более чёткий скачок потенциала;

- МЭПАБК количественно титруется в уксусной кислоте раствором хлорной кислоты в диоксане; в уксусном ангидриде наблюдается не полное титрование, очевидно, за счёт понижения электронной плотности в результате частичного ацетилирования аминогруппы, что подтверждается отсутствием титрования в уксусном ангидриде после нагревания раствора на водяной бане вследствие бис-ацетилирования аминогруппы:

СООСИ3

СООСИ3

- оксоимид кислотами не титрируется; это обусловлено тем, что в его молекуле за счёт электроноакцепторного действия двух оксогрупп электронная плотность на атоме азота сильно понижается и он утрачивает способность к протонированию.

На основании полученных результатов была разработана схема определения субстанции триметидона и МЭПАБК, заключающаяся в растворении около 1 г препарата в ледяной уксусной кислоте, титровании первой аликвотной части 0,1 н. раствором хлорной кислоты в диоксане (при этом определяется суммарное количество триметидона и МЭПАБК), добавлении ко второй аликвотной части равного объёма уксусного ангидрида, нагревании полученного раствора на кипящей водяной бане в течение 5 минут, охлаждении и последующем титровании тем же титрантом (в этом случае определяется только субстанция).

По полученным данным строят график зависимости величин электродного потенциала от объёма добавленного раствора хлорной кислоты в диоксане - кривые потенциометрического титрования (рис. 1а, б). Содержание МЭПАБК рассчитывается по разности между первым и вторым титрованием.

Рис. 1. Потенциометрическое титрование препарата «Триметидон»

Начальный электродный потенциал при титровании препарата как в уксусной кислоте (а), так и в смеси уксусного ангидрида с уксусной кислотой (б) составляет 350 мВ; конечные потенциалы составляют соответственно 650 и 770 мВ (разброс значений потенциалов составляет ± 25 мВ).

Методика количественного определения триметидона проверена на модельных образцах с различным содержанием (от 100 до 85 % мас.) субстанции. Результаты анализа трёх образцов представлены в табл. 1, из которой видно, что среднее стандартное отклонение при п = 8 (количе-

ство определений) и Р = 0,95 (доверительная вероятность) находится в пределах 0,5—1,1 %, а максимальная погрешность анализа не превышает 2 %. Это свидетельствует о применимости предлагаемой методики для определения субстанции в фармакологическом препарате «Триметидон».

Проверка методики определения МЭПАБК осуществлена на модельных образцах, полученных из субстанции триметидона и чистого МЭПАБК (1 и 3 % мас.). Результаты анализа приведены в табл. 2, из которой видно, что среднее стандартное отклонение определения при п = 8 и Р = 0,95 не превышает 3,1 %. Наблюдаемое при этом систематическое занижение результатов анализа в среднем на 21,6 % (при максимальной погрешности 25 %) было учтено в расчётной формуле (2) введением поправочного коэффициента. В результате погрешность анализа не превышает 3,5 %, что свидетельствует о применимости предлагаемой методики для определения возможного содержания МЭПАБК в фармакологическом препарате «Триметидон».

Таблица 1

Определение субстанции триметидона в модельных образцах

Образец Определение субстанции, % мас. Результаты статистической обработки

X X ± ґ S х Ш, %

Триметидон (100 %) 100,4 100,9 102,5 102,1 98,9 99,0 100,2 99,6 100,45 1,3320 100,45± 1,11 1,1

Триметидон (96 %) и МЭПАБК (4 %) 96,3 97,0 95,4 96,6 96,8 97,0 96,2 96,3 96,45 0,5300 96,45±0,45 0,5

Триметидон (85,5%), МЭПАБК (10 %) и оксоимид (4,5 %) 85,6 84,7 87,0 85,8 86,0 85,2 86,2 85,9 85,8 0,6824 85,8±0,57 0,7

Примечание . X - среднее значение; 8х - среднее квадратичное отклонение; X - коэффициент Стъюдента; Ш - среднее стандартное отклонение.

Таблица 2

Определение МЭПАБК в модельной образцах препарата «Триметидон»

Введено МЭПАБК, Определено, % мас. Результаты статистической обработки

% по массе погрешность % X S X X ± ґ S X Ш, %

1,00 0,83 -17 0,75 -25 0,79 -21 0,81 -19 0,80 -20 0,75 -25 0,76 -24 0,78 -22 0,7838 2,92 • 10-2 0,7838 ± 0,0244 3,1

3,00 2,40 -20 2,34 -22 2,25 -25 2,37 -21 2,28 -24 2,25 -25 2,28 -24 2,43 -19 2,325 6,92 • 10-2 2,325 ± 0,058 2,5

Примечание. Средняя погрешность с учётом систематической ошибки - 21,6 %.

Для определения оксоимида разработана методика его титрования в этаноле раствором гидроксида калия в этаноле. Это обусловлено тем, что в результате таутомерного превращения Р-оксогруппы в растворе образуется енольный (кислый) атом водорода, который при титровании взаимодействует со щёлочью.

По полученным данным строят график зависимости величин электродного потенциала от объёма добавленного спиртового раствора КОН (рис. 2).

Рис. 2. Потенциометрическое титрование №ацетил-а-фенилацетоацетамида (оксоимида) в этаноле

Методика количественного определения оксоимида проверена на модельных образцах, содержащих 1 и 3 % мас. чистого оксоимида, 1 и 3 % МЭПАБК, 98 и 94 % субстанции триметидона. Результаты анализа приведены в табл. 3, из которой видно, что среднее стандартное отклонение определения при п = 8 и Р = 0,95 не превышает 4,5 %. Это свидетельствует о применимости предлагаемой методики для определения возможного наличия оксоимида в фармакологическом препарате «Триметидон».

Таблица 3

Определение оксоимида в модельных образцах препарата «Триметидон»

Введено оксоимида, % мас. Определено, % мас. Результаты статистической обработки

X * X X ± 1S х ', %

1,00 0,92 1,02 0,90 0,95 0,90 1,01 0,90 0,92 0,94 4,93 • 10-2 0,94 ± 0,04 4,5

3,00 2,92 2,76 3,09 2,70 2,85 2,91 2,70 3,03 2,87 14,56 • 10-2 2,87 ±0,12 4,2

Экспериментальная часть

Потенциометрическое титрование проводилось на рН-метре - милливольтметре рН-673 со стеклянным индикаторным электродом и хлор-серебряным электродом сравнения.

Методика определения субстанции триметидона и МЭПАБК

Реактивы

Кислота хлорная (ТУ 6-09-2878-84, х. ч., 57 %).

Диоксан (ГОСТ 10455-80) перед работой перегоняют над безводным хлоридом кальция.

Уксусный ангидрид (ГОСТ 5815-77, ч. д. а).

Кислота уксусная ледяная (ГОСТ 61-75, х. ч.).

Определение субстанции триметидона

В мерной колбе вместимостью 50 мл растворяют навеску около 1 г препарата (погрешность взвешивания до 0,0002 г) в уксусной кислоте и доводят объём раствора до метки. Наливают 25 мл этого раствора в стакан для титрования, добавляют 25 мл уксусного ангидрида и нагревают раствор в течение 5 минут при температуре 90 °С. Затем раствор охлаждают при комнатной температуре, погружают в него электроды и тщательно перемешивают на магнитной мешалке.

Отмечают начальное значение электродного потенциала и затем титруют раствор 0,1 н. раствором хлорной кислоты в диоксане. После добавления каждой порции титранта раствор тщательно перемешивают и отмечают значение электродного потенциала. Титрование продолжают до тех пор, пока величина электродного потенциала не достигнет своего максимума и не будет оставаться относительно постоянной (см. рис. 1б). Середина скачка потенциала на кривой потенциометрического титрования соответствует объёму раствора НС1О4, пошедшего на титрование субстанции триметидона.

Обработка результатов

Долю в препарате субстанции триметидона (X) (в % мас.) рассчитывают по формуле

X = У-М-К-Э' (1)

т-5

где V - объём НС104, пошедший на титрование, мл;

М - молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация раствора) НС1О4, моль/л;

К - коэффициент поправки к раствору НС1О4;

Э - эквивалентная масса субстанции триметидона, равная его молярной массе, г/моль;

т - масса препарата, взятая для приготовления раствора, г.

За результат анализа принимают среднее значение двух определений; погрешность при массовой доле субстанции 90-98 % не превышает 2 %.

* Возможно применение иономера или другого аналогичного прибора с набором электродов.

Определение МЭПАБК

В стакан наливают 25 мл раствора препарата в уксусной кислоте, добавляют 25 мл уксусной кислоты и перемешивают полученный раствор на магнитной мешалке; отмечают начальное значение электродного потенциала и затем титруют раствор 0,1 н. раствором хлорной кислоты в ди-оксане. Добавление титранта продолжают до тех пор, пока величина потенциала не достигнет своего максимума и не будет оставаться относительно постоянной. Середина скачка потенциала на кривой потенциометрического титрования (см. рис. 1а) соответствует объёму раствора НС1О4, пошедшего на титрование субстанции триметидона и МЭПАБК.

Обработка результатов

Массовую долю МЭПАБК (Д) в препарате рассчитывают по формуле

X, = К Э* -1,278, (2)

т - 5

где У - объём НС1О4, пошедший на титрование, мл;

Э1 - эквивалентная масса МЭПАБК, равная его молярной массе, г/моль;

1,278 - поправочный коэффициент на систематическую погрешность.

V, М, К, т - соответствуют значениям, используемым при расчёте по формуле (1);

За результат анализа принимают среднее значение двух определений; погрешность при массовой доле МЭПАБК 1-3 % не превышает 3,5 %.

Методика определения оксоимида

Реактивы

Калия гидроксид (ГОСТ 24363-80).

Спирт этиловый ректифицированный технический (ГОСТ 18300-87) или синтетический технический (ГОСТ 17299-78).

Проведение анализа

В стакане для титрования растворяют навеску около 1 г препарата (погрешность взвешивания до 0,0002 г) в 50 мл этанола и раствор перемешивают на магнитной мешалке.

Погружают в раствор электроды, отмечают начальное значение электродного потенциала и титруют раствор 0,1 н. спиртовым раствором КОН. Добавление титранта продолжают до тех пор, пока величина потенциала не достигнет своего минимума и не будет оставаться относительно постоянной (рис. 2). Середина скачка потенциала на кривой потенциометрического титрования соответствует объёму раствора КОН, пошедшего на титрование.

Обработка результатов

Долю в препарате оксоимида (X) (в % мас.) рассчитывают по формуле

х,= V'■ N'■ K'■ Э', (3)

от/10

где V’ - объём спиртового раствора КОН, пошедший на титрование, мл;

N’ - молярная концентрация эквивалента (нормальная концентрация спиртового раствора) КОН, моль/л;

К' - коэффициент поправки к раствору КОН;

Э' - эквивалентная масса оксоимида, равная его молярной массе, г/моль;

т' - анализируемая масса препарата, г.

За результат анализа принимают среднее значение двух определений; погрешность при массовой доле 0,5-2,0 % не превышает 10 %.

Вывод

Разработаны методики определения чистоты фармакологического препарата «Триметидон».

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ

1. Ryabukhin Yu. I., Kovaleva T. V., Sadekova E. I. Aminolisis of 4-oxo-1,3-oxazine salts as synthetic route for 4-oxopyrimidines, amidines and amides // Abstracts of papers IXth Symposium on the chemistry of heterocyclic compounds. - Bratislava, 1987. - Р. 273.

2. Жданов Ю. А., Хайтин М. И., Рябухин Ю. И. и др. Исследование взаимосвязи структура - активность в ряду 4-оксопиримидинов // Фармакология и научнотехнический прогресс. - Ташкент, 1988. - С. 127-128.

3. Синтез и исследование пиримидонов - анксиолитиков / Ю. И. Рябухин, Т. В. Ковалёва, Ю. Н. Симкина, М. И. Хайтин // Научные основы создания химиотерапевтических средств. - Екатеринбург, 1993. - С. 4.

4. Рябухин Ю. И., Страдомский Б. В., Климонтова Н. Г. и др. Триметидон -новый анксиолитический препарат / Человек и лекарство // Тез. докл. II Рос. нац. конгр. - М., 1995. - С. 19.

5. Страдомский Б. В., Рябухин Ю. И., Климонтова Н. Г. Фармакологические эффекты нового психотропного препарата «Триметидон» // Ростов-на-Дону, 1996. - Деп. в ВИНИТИ № 1420-В96.

6. Страдомский Б. В., Климонтова Н. Г., Рябухин Ю. И. Молекулярные механизмы психотропного действия триметидона // Химико-фармацевтический журнал. - 1997. - Т. 31, № 1. - С. 9-10.

7. Рябухин Ю. И., Ковалёва Т. В., Мухамеджанова О. В. / Метод получения ней-ропсихотропных пиримидонов из №ацил-3-оксоамидов и солей оксазинония // IV International Scientific Conference, High-tech in Chemical Engineering. -Volgograd, Russia, 1996. - P. 184.

8. Wolfe J. F., Eby Ch. J., Hauser Ch. R. C- and N-Acetylation of phenylacetamide with Acetic Anhydride by boron trifluoride. Conversion of phenylacetonitrile to diacetyl derivative of phenylacetamide // J. Org. Chem. - Vol. 30. - P. 55-58.

9. Методы получения имидов / И. Е. Уфлянд, Ю. И. Рябухин, М. О. Горбунова, В. Н. Шейнкер // Изв. Северо-Кавказ. науч. центра высшей школы. Естественные науки. - 1990. - № 1. - С. 78-91.

10. Рябухин Ю. И., Симакова О. В. Технология получения амбидентных синтонов -имидов 3-оксокислот // Наукоёмкие химические технологии: Тез. докл. V Междунар. конф. - Ярославль, Россия. - 1998. - Т. 1. - С. 180-181.

11. Пространственное строение имидов / И. Е. Уфлянд, Ю. И. Рябухин, М. О. Горбунова, В. Н. Шейнкер // Изв. Северо-Кавказ. науч. центра высшей школы. Естественные науки. - 1990. - № 2. - С. 69-91.

Получено 8.11.05

QUANTITATIVE DETERMINATION OF SUBSTANCES AND POSSIBLE ADMIXTURES IN PHARMACOLOGICAL PREPARATION «TRIMETHIDON» BY POTENTIOMETRIC TITRATION

Yu. I. Ryabukhin, B. P. Sokolov, A. A. Burlinov

Techniques of quantitative analyses were developed for neuropsychotropic pharmacological preparation «Trimethidon»’ (substances and possible admixtures-N-acetyl-3-oxo-2-phenylbutyramide and methyl ether of para-aminobenzoic acid).