МЕТОДИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ НА ТЕМУ: «АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ»

МЕТОДИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ НА ТЕМУ:  «АНАЛИЗ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ» Проблема фальсификации лекарственных препаратов в современном мире стоит как никогда остро. У этой проблемы два аспекта. С одной стороны – это   недобросовестность   производителя,   с   другой   –   неповоротливость   и безразличие органов, которые должны осуществлять контроль за качеством фармацевтических препаратов. Часто проверка качества сводится к проверке сопроводительной документации и соблюдения стандартов упаковки, а не к действительному   лабораторному   контролю,   который,   конечно   же,   требует сложного   лабораторного   оборудования   и,   главное,   квалифицированного ответственного персонала. Перед нами стоит сложная задача – подобрать лекарственные препараты, которые   можно   было   бы   проанализировать   в   условиях   школьного   урока. Весьма   полезным   справочным   указателем   в   этой   сфере   является   книга российского фармаколога М. Д. Машковского «Лекарственные средства». В ней четко представлены химические формулы лекарственных препаратов, и это позволяет предсказать их характерные химические реакции. Р а с с м о т р и м  н е с к о л ь к о  к а ч е с т в е н н ы х  р е а к ц и й  на лекарственные средства. 1. Ацетилсалициловая кислота (аспирин). Аспирин, впервые синтезированный еще в 1869 году, является одним из самых   известных,   дешевых   и   широко   используемых   лекарственных препаратов.   Сейчас   уже   достаточно   хорошо   понятны   механизмы противовоспалительного   и   жаропонижающего   действия   аспирина (блокирование выработки простагландинов). О п ы т. Растворим в пробирке таблетку аптечного аспирина. Исходя из структурной формулы, можно ожидать, что вещество плохо растворяется в воде. Отбираем 1–2 мл надосадочной жидкости и добавляем 1–2 капли 1 %­ ного   раствора   хлорида   железа.   Наблюдаем   фиолетовое   окрашивание,   что говорит о вероятной негодности аспирина, о том, что в препарате произошел гидролиз   сложно­эфирной   связи   и   именно   образовавшаяся   в   результате гидролиза   салициловая   кислота   (фенолокислота)   дает   цветную   реакцию   с хлоридом железа. Сам же аспирин такую реакцию не дает, так как у него фенольный   гидроксил   закрыт   ацетильной   группой.   При   рассмотрении упаковки   аспирина   оказалось,   что   у   него   истек   срок   годности,   так   что претензий к производителю нет. 2. Аспартам (метиловый эфир аспартил­фенилаланина). Аспартам   Е   951   –   один   из   наиболее   применимых   подсластителей, искусственных сахарозаменителей: Таблетки аспартама можно найти в аптеке, а также в диетических отделах магазинов.   Можно   провести   сравнительный   анализ   разных   подсластителей: сахароза, сахарин, цикламат, аспартам.  О п ы т. Готовим растворы перечисленных веществ и к каждому добавляем раствор нингидрина, нагреваем. Только в пробирке с аспартамом появится синее   окрашивание:   реакция   на   аминогруппу   аспартама.   Проводим   также бумажную   хроматографию   препаратов   аспартама   и   обнаруживаем   одно нингидрин­положительное пятно, соответствующее стандарту аспартама. 3. Метформин (N, N­диметилбигуанид). Исходя   из   структуры   этого   противодиабетического   средства,   можно ожидать,   что   оно   будет   давать   цветную   реакцию   Сакагуши   так   же,   как аргинин (см. опыт). О п ы т. Растворить полтаблетки метформина в 1–2 мл воды (таблетка растворяется   неполностью)   растворы   8­окси­ хинолина   и   гипохлорита   или   гипобромита   натрия.   Развивается   красно­ оранжевое   окрашивание.   Аналогичную   реакцию   дают   антибиотик стрептомицин   и   гипотензивное   средство   сферофизин,   тоже   содержащие гуанидиновую группу.   и   добавить 4. Метионин (2­амино, 4­метилтиобутановая кислота). Метионин   –   незаменимая   содержащая   серу   аминокислота,   входящая   в состав   многих   белков.   Наша   промышленность   выпускает   метионин   для медицинских   целей   (фармакопейный)   и   кормовой   метионин.   Последний добавляют в кормовые смеси для птицы и свиней. Медицинский метионин в таблетках по 0,25 г можно приобрести в любой аптеке; он назначается при воспалительных поражениях печени. Ниже предлагается типичная процедура определения метионина.  О п ы т. Таблетку метионина залить несколькими миллилитрами воды и размять стеклянной палочкой. К 2 мл надосадочной жидкости добавить 1 мл 1 %­ного раствора едкого натра и 0,05 мл 10 %­ного раствора нитропруссида натрия, смесь перемешать и поставить в теплую водяную баню на 2–3 минуты, после чего добавить 0,1 мл 30 %­ной серной кислоты. Развивается вишнево­ красное окрашивание. Если в таблетку «забыли» вложить метионин, проба останется   бледно­желтой.   Таким   же   образом   можно   открыть   метионин   в кормовых смесях для животных. Надо указать, что реакцию дает свободный метионин. Если метионин находится в составе белковых молекул, например, в казеине молока, реакция отрицательна. Нам удавалось определять метионин в сточных водах завода по производству синтетического метионина. 5. Глицин, глутаминовая кислота, аминомасляная кислота (ами­нолон). Эти лекарственные препараты поступают в аптечную сеть и могуть быть приобретены  для школьных  опытов (можно  с  истекшим сроком годности). Будучи аминосоединениями, они надежно дают нингидриновую реакцию. О п ы т. После растворения таблетки в пробирку добавляем несколько капель   0,5   %­ного   раствора   нингидрина   и   нагреваем   в   кипящей   бане   до появления сине­фиолетового окрашивания. Опыт можно усложнить: смешать растворы метионина и глицина и подвергнуть смесь хроматографии на бумаге в системе «бутиловый спирт – уксусная кислота – вода». После пропитывания хроматограммы   ацетоновым   раствором   нингидрина   и   прогревания   на хроматограмме   проявляются   два   фиолетовых   пятна:   верхнее   –   метионин, нижнее – глицин. В   заключение   отметим,   что   анализ   лекарственных   веществ –   довольно увлекательное занятие, развивающее химическое мышление школьника (да и учителя!) А л г о р и т м  такого анализа: 1.   Находим   в   фармацевтическом   справочнике   химическое   название   и структурную формулу интересующего нас лекарства. 2. Определяем, к какому классу органических соединений оно относится и какие функциональные группы имеет. 3. Устанавливаем химические свойства вещества, с какими реагентами оно будет вступать во взаимодействие. 4.   Из   этого   перечня   реакций   отбираем   те,   результат   которых   можно наблюдать визуально (появление осадка, мути, цветного продукта). 5. Выполняем отобранные реакции.  Среди российского обывателя укоренилось представление о безусловном вреде   химических   веществ.   Часто   в   разговорах   даже   образованных   людей проскальзывает   с   явным   оттенком   неодобрения:   «Это   химия!».   Имеется   в виду какая­либо добавка к пище. Или, наоборот, как достоинство продукта: «Никакой химии!». При этом говорящий, по­видимому, не осознает, что все вокруг него и он сам – это «химия». Почему­то считается, что препараты, неизвестно как полученные из растений или животных, – это хорошо, это «не химия»,   это   экологически   чистый   продукт,   а   вот   тщательно   очищенная фармацевтическая   субстанция   с   точным   составом   и   дозировкой   –   это «химия», это, очевидно, экологически грязный продукт.  Такие представления, конечно, надо вытеснять из общественного сознания, и сделать это должна, скорее всего, школа, а в школе – учитель химии. Это его важная миссия – развитие химической, биохимической, экохимической культуры населения.  Психологически   понятно,   что   человека   более   всего   пугает   незнакомое, непонятное, то, от чего неизвестно чего можно ждать. А вот если ситуация контролируется,   если   мы   понимаем   ее,   то   никакая   «химия»   не   страшна. Надеемся,   что   эта   книга   внесет   некий   вклад   в   химическое   воспитание школьников. Ниже   мы   приводим   список   используемых   реактивов   в   расчете   на   100 определений. Он оказался сравнительно небольшой, и все реагенты, пожалуй, уместятся в кармане пиджака, ну и стоимость всех реагентов не превысит 50– 100 рублей. Представляя себе оснащение химических лабораторий российских школ, мы   упорно   старались   предложить   наиболее   простые   варианты   анализов   и наиболее доступные объекты исследования. Однако, на наш взгляд, нельзя в ХХI веке не иметь в арсенале школьной лаборатории хотя бы самого простого фотоэлектроколориметра   (типа   старого   ФЭКа).   Сейчас   везде   и   всюду компьютеры,   но   ведь   информация,   извлекаемая   из   компьютерной   сети, вторична, надстроечна. А с помощью химических реагентов и приборов, тех же   фотоколориметров,   мы   получаем   базисную   первичную   информацию   о составе материи, о химической форме движения и развития материи. В   заключение   приведём   одно   совсем   не   химическое   общетеоретическое замечание.   Дело   в   том,   что   многие   годы   работы   в   области   биохимии ферментов приучили меня выражать результаты в виде определенных формул и   уравнений.   И   почему   бы   (не   совсем   серьезно)   не   предложить   читателю формулу успеха в преподавании химии, да и не только химии.  Итак, записываем: S = T  E + C, где   S   –   успех,   результат   работы   учителя,   Т   –   запас   знаний   учителя, тезаурус,   Е   –   энтузиазм,   увлеченность,   пробивная   сила   учителя,   С   –   не зависимый от учителя фактор, внешние обстоятельства. Анализ этого уравнения показывает, что учитель с большим Т, но малым Е не добьется больших успехов, так же обстоит дело и с обратной ситуацией. А идеальный   вариант   –   это   когда   все   три   члена   правой   части   уравнения   – большие величины. «Только эксперимент может дать учащемуся тот материал, который  необходим для формирования правильного понимания основ химии… Только  в том случае, если учащийся является непосредственным наблюдателем  явления, создаются условия, необходимые для развития его  наблюдательности, умения конкретно мыслить… Факт, живое наблюдение  должно стать отправной точкой знаний учащегося» (В. Н. Верховский, Л. Л.  Гольдфарб, Л. М. Сморгонский. Методика преподавания химии, 1936, с. 5).