BỘ Y T Ế TRƯỜNG ĐẠI • HỌC • DƯỢC • HÀ NỘI • ------- O ------- VŨ HẢI THIỆN ĐỊNH LƯỢNG MỘT s ố BASE HỮU c TRONG DUNG MÔI ETHANOL (KHOÁ LUẬN TốT NGHIỆP DƯỢC SỸ KHOÁ 1998 - 2003) Người hướng dẫn: DS. Nguyễn Đình Hiển Nơi thực : Bộ môn Hoá Dược Thời gian thực hiện: 14-04 đến 20-05 LỜI CẢM ƠN Trong thời gian thực khoá luận tốt nghiệp Dược S ĩ Đại Học, tồi nhận giúp đỡ tận tình thầy hướng dẫn, cán môn Hoá Dược. Trước tiên, xin chân thành cảm ơn hướng dẫn tận tình thầy DS Nguyễn Đình Hiển mà có kiến thức kỹ cần thiết thực nghiệm thầy hướng dẫn. Đồng thời thầy cô kỹ thuật viên khác môn giúp đỡ nhiêu thời gian thực để tài. Nhờ giúp đỡ mà hoàn thành đề tài thời gian ngắn nhất. Xin cảm ơn giúp đỡ thư viện trườtig Đại Học Dược Hà Nội cung cấp tài liệu có liên quan. Xin cảm ơn trung tăm kiểm nghiệm Dược - Mỹ phẩm Bắc Giang, Hoà Bình giúp sử lý số mẫu mà điểu kiện máy móc phòng thí nghiệm môn Hoá Dược chưa cho phép. Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn tất giúp đỡ quý giá thầy cô,gia đình bạn bè. Hà Nội, ngày 25 tháng năm 2003. Sinh viên Vũ Hải Thiện MỤC LỤC ĐẶT VAN đ ề .0 PHAN 1. TổNG QUAN . 1. 1. Nguồn gốc 1.2. Các phương pháp định lượng . 1.2.1. Đối với dạng base amin bậc II, III - ký hiệu R=NH, R=N 1.2.2. Đối với dạng muối amin bậc II, III - ký hiệu R=NH.HA, R=N .H A 1.2r.3. Nhận xét phương pháp định lượng . PHAN 2. THựC NGHIỆM VÀ KET QỦA . 10 2.1. Trên dạng muối hydroclorid .10 2.1.1. Nguyên liệu phương pháp thực nghiệm 10 2.1.2. Thực nghiệm vả kết q u ả .10 2.2. Định lượng base .19 2.2.1. Định lượng môi trường ethanol 96% 19 2.2.2. Định lượng cloroquine base môi trường acid acetic khan . 23 PHẦN 3. KẾT l u ậ n v đ ề XUẤt 29 1. Kết lu ậ n . 29 2. Đe x u ấ t 29 TÀI LIỆU THAM KHẢO ĐẶT VẤN ĐỂ Trong toàn danh mục thuốc dùng y học thuốc có cấu trúc amin I, II, III ( gọi chung chất kiềm hữu ) chiếm tỷ lệ lớn. Việc định lượng thuốc loại có nhiều giải pháp : - Amin thơm bậc I : Định lượng phép đo nitrit. - Amin bậc II, III thường dùng dạng base ( B ) hay muối với acid vô hĩai có dạng B.HA . Định lượng dạng phong phú kỹ thuật nguyên tắc phương pháp acid — base : kỹ thuật môi trường acid acetic khan, alcol Các kỹ thuật thực vào phần B ( phần tác dụng thuốc ) phần HA. Các kỹ thuật định lượng nhiều năm áp dụng; giải pháp có ưu điểm bộc lộ nhiều nhược điểm. Việc nghiên cứu để lựa chọn giải pháp tối ưu ứng dụng phải tiếp tục. Trong đề tài này, bước đầu đặt vấn đề giải việc so sánh giải pháp. Trước hết so sánh việc định lượng môi trường acid acetic khan với môi trường alcol, từ rút kết luận cần thiết. PHẦN I. TỔNG QUAN VỂ CÁC CHẤT KlỂM h ữ u c 1.1. Nguồn gốc Người ta chia chất kiềm hữu thành loại: - Thiên nhiên : Đó ancaloid Morphin có thuốc phiện, atropin có cà độc dược, Strychnin có mã tiền. .H2SO4 n - c h .HC1 : Morphin hydroclorid - Strychnin Sulphate Tổng hợp hoá học: [1]. Lidocain hydroclorid, Clopromazin hydroclorid / C2H5 .HCl. H20 C2H5 Clopromazin hydroclorid - Lidocain hydroclorid Đặc điểm chung [3,4]. Trong phân tử chúng có chứa N thường amin bậc II bậc III Ri—N -R r3 R-NH—R' Tính kiềm amin thể chỗ có khả kết hợp vói acid tạo muối. Trong y học, tính chất sử dụng để tạo muối tan nước, bền vững thuận lợi bào chế dạng thuốc. Ví dụ : Morphin base + HC1 —» Morphin hydroclorid Codein base + H3PO4 —» Codein photphat Atropin base + H 2S —> Atropin sulphat Dạng base khó tan nước, tính kiềm thể yếu nên gặp khó khăn việc định lượng hoà tan base hữu vào nước định lượng acid được. Khi hoà tan vào ethanol, tính kiềm có tăng lên chút ít, định lượng acid khó khăn điểm tươngđương, thị màu hoặcđo điện không phát rõ ràng, phân ly base nước ethanol yếu : R=NH + H20 R=NH2+ + OH' R=NH + QHgOH R=NH2+ + C ^ O ' 1.2. Các phương pháp định lượng. 1.2.1. Đ ối với dạng base amỉn bậc II, III - kỷ hiệu R=NH, R=N. 1.2.1.1. Định lượng trực tiếp acid dung môi ethanol. Hoà tan dạng base vào ethanol 96%, định lượng acid. Phản ứng xảy sau: R=NH + HC1 R =N + HC1 R=NH2+ + Cl' R=NH+ + Cl- Phương pháp khó xác định điểm tương đương thị màu đo điện nên kết thu dễ bị bàn cãi, khó thống nhất. 1.2.1.2. Phương pháp định lượng môi trường khan. Định lượng dung môi acid khan, chủ yếu dùng acid acetic khan (hàm lượng nước < 1%). Khi hoà tan base hữu vào acid acetic khan, xảy phân ly : R=NH + CH3COOH -> R=NH2+ + CH3COOR =N + CH3COOH -> R=NH+ + CH3COO- Sự phân ly đạt hiệu suất gần 100% dung môi acid cung cấp H+ dễ nước ethanol. Khi đó, chất kiềm yếu nước trở thành chất kiềm mạnh môi trường acid acetic khan. Bây định lượng base hữu hoà tan acid acetic khan acid vô mạnh. Các acid vô mạnh môi trường nước : HC1, H 2S 4, HNO 3, HCIO4 hoà tan vào acid acetic khan HCIO4 tính acid mạnh, acid lại phân ly trở thành acid yếu. Trong đó, HNO3 H 2S tính acid không đáng kể. Vì vậy, định lượng base hữu môi trường acid acetic khan, người ta dùng HCIO4 0,1M pha acid acetic khan làm dung dịch chuẩn. Khi định lượng amin bậc II phản ứng xảy sau: R=N H + CH3COOH -> R=N H 2+ + CH3COOHCIO4 + CH3COOH R=NH + HCIO4 CH3COOH2+ + -» R=NH2+ cio4- + C 104- Phản ứng base mạnh vói acid mạnh, điểm tương đương thị chuyển màu đột ngột. Nếu dùng đo điện (vói cặp điện cực thuỷ tinh — Ag/AgCl-KCl), điện đột ngột biến đổi giúp ta phát điểm kết thúc xác. Trong chuẩn độ đo thế, điểm kết thúc chuẩn độ xác định quan sát biến đổi hiệu sô điện đo hai điện cực nhúng dung dịch khảo sát. Sự biến đổi hiệu điện hàm số vói biến số thể tích dung dịch chuẩn thêm vào. Máy sử dụng milivol kế với thang chia < mV. Lập đồ thị biểu diễn biến đổi điện tương ứng vói thể tích dung dịch chuẩn thêm vào trước sau điểm tương đương. Điểm kết thúc chuẩn độ tương ứng vói điểm mà thay đổi nhỏ thể tích dung dịch chuẩn gây thay đổi đột biến điện thế. [7] 1.2.2. Đối với dạng muối amin bậc II, III - kỷ hiệu R=NH.HA, R=N.HA. 1.2.2.1. Phương pháp môi trường khan (dung môi acid acetic khan). Ví dụ hoà muối amin bậc II vào acid acetic : R=NH.HA + CH3COOH -> R=NH2+ + CH3COO' + HA Trong phép định lượng này, HA nhân tố không tham gia phản ứng định lượng. - Khi HA HNO3, H 2S 4, H3PO4 acid hữu bỏ qua ảnh hưởng HA acid acetic, acid không tính acid đáng kể. - Khi HA HC1, HBr phải quan tâm đến ảnh hưởng chúng phép định lượng, HC1, HBr acid acetic thể tính acid đáng kể. Trường hợp phải loại ảnh hưởng HC1 muối Hg(II) acetat. Khi thêm lượng dư Hg(II) acetat vào mẫu định lượng, HC1 bị trung tính hoá: Hg(CH 3COO )2 + HC HgCl2 + CH3COOH Khi HC1 bị trung tính phép chuẩn độ HCIO 0,1M đủ tin cậy. - Trường hợp muối amin bậc III tương tự. I.Z.2.2. Phương pháp định lượng dựa vào phần HA. Tiến hành định lượng hỗn hợp nước - ethanol - chloroform, dung dịch chuẩn NaOH 0,1M, xác định điểm tương đương thị phenolphtalein. Phương trình xảy sau: R=NH.HA + NaOH -> R = N H ị + NaA + H20 R=NH amin không tan nước, tan chloroform (CHCI3) người ta sử dụng chloroform để tách amin khỏi hỗn hợp định lượng, nhằm loại bỏ tính kiềm ảnh hưởng đến phép định lượng. Nếu HA acid yếu H 3PO4, acid hữu acid citric, tactric . khó thực theo phương pháp này. 1.2.3. Nhận xét vê phương pháp định lượng. 1.2.3.1. Phương pháp môi trường khan. ♦ Định lượng trực tiếp vào phần tác dụng thuốc. Kết thu xác, tin cậy. ♦ Tuy nhiên, phương pháp có mội vài nhược điểm: - Môi trường phải khan suốt trình định lượng - Gây ô nhiễm môi trường hofi acid kích ứng, giá thành dung môi . acid acetic khan cao phải nhập ngoại. Những yêu cầu thường khó đáp ứng vùng khí hậu nóng, ẩm. Hiện nước ta, phòng thí nghiệm phải sử dụng thiết bị chuẩn độ vói hệ thống kín mói thực phép định lượng này. 1.2.3.2. Phương pháp định lượng dựa vào phần HA. Phương pháp miêu tả thường không phản ánh hàm lượng hoạt chất lý nhà sản xuấtnguyên liệu B.HA (Dạng muốibase hữu + acid mạnh), thường không đảm bảo tỷ lệ B/HA ( ví dụ tỷ lệ 1/1 ; / ). Tuy nhiên, giá thành định lượng thấp, dễ áp dụng điều kiện môi trường, lý này, người ta phát triển kỹ thuật khác, tóm tắt sau : ♦ Hoà B.HA cần định lượng vào alcol gần tuyệt đối. ♦ Thêm lượng dung dịch chuẩn loãng HA, gây thừa HA hỗn hợp định lượng. Khi đó, có hệ thống hai acid : yếu, mạnh: HA dư : tính aid mạnh. B.HA : tính acid yếu. ♦ Định lượng dung dịch NaOH 0,1M thị đo điện vói hệ điện cực thuỷ tinh — Ag/AgCl — KC1. Khi chuẩn độ lẩn lượt xảy hai phản ứng trung hoà sau: (1) NaOH + HA (dư) —» NaA + H20 => bước nhảy 1, xác định v t (ml) NaOH 0,1M tiêu thụ. (2) NaOH + B.HA B ị + NaA + H20 => bước nhảy , xác định V (ml) NaOH 0,1M tiêu thụ. ♦ B giải phóng từ phản ứng hòa tan alcol. Thể tích NaOH 0,1M tương ứng vói B.HA (cũng với B) hiệu số : V = v — VjOnl) ta tính : V. = 0,35 + (0,4 - 0,35)(------ --------- ) = 0,38(ml) J -4000-2400 27200 V, = 9,35 + (9,4 - 9,3 5)(------— -------- ) = 9,38(ml) -27200-23000 Nhân xét : Qua khảo sát cách xác định Vị, V trên, chọn cách (dựa vào đạo hàm bậc 2) để xác định Vj V2. Với Vj = 0,38 (ml) ; V = 9,38 (ml) ; Hàm lượng phần trăm mẫu nguyên liệu đem định lượng : (v? -V, ).0,02708.100 x% =— ---- ------------------.0,91 = 91,12% 0,2434 Ghi chú: V = v — Vị = 9,38 — 0,38 = 9,00 (ml). 0,91: Hệ số hiệu chỉnh dung dịch NaOH 0,1 M. Trên sở tiến hành định lượng tính toán mẫu nguyên liệu trên. Chúng tiến hành nhiều mẫu thu kết trình bày bảng 2. STT Lượng cân (g) > ^^ > ? I w > Hàm ỉương Xử lý thống kê (%)' (a = 0,05) 0,2434 0,37 9,38 9,01 91,12 = 91,39 0,2260 0,31 8,67 8,36 91,20 õ\ = 0,652 0,2362 0,31 9,09 8,78 91,60 Sì.Oa II o Bảng : Kết định lượng mẫu 0,2365 0,32 9,12 8,80 91,69 S' =0,086 0,2150 0,38 8,36 7,98 91,46 0,2407 0,36 9,28 8,92 91,29 Trong : Vì (mi) v2 (ml) X : Giá trị trung bình mẫu. 15 A = 91,39 ±t^T= yfẽ sd : Độ lệch chuẩn. õ2 se : Sai số chuẩn. : Phươiig sai. t : tra bảng t student. A : khoảng tin cậy. Vậy biểu diễn hàm lượng lidocain.HCl mẫu nguyên liệu sau: A = 91,39% ± 2,571 2.1.2.2. khan. Vó = 91,39% ± 0,22 % Định lượng Lidocaỉn hydroclorỉd môi trường acid acetic ❖ D uns cu : - Máy chuẩn độ tự động 716 DMS Titrino. - Cân phân tích (10'4g). - Các dụng cụ thuỷ tinh cần thiết khác. Hoá chất- dung môi. - Acid acetic khan. - Dung dịch thuỷ ngân (II) acetat. - Dung dịch H C 10 0,1M ❖ O m trình đinh lương cách tính hàm lươìi2. Quy trình đinh lương f8 , 1 . Cân xác lượng chế phẩm khoảng 0,25 (g) (X) cho vào cốc dùng cho định lượng máy. Hoà tan chế phẩm 30 ml acid acetic khan, thêm ml dung dịch thuỷ ngân (II) acetat ( pha theo dược điển Việt Nam I I I ) tiến hành chuẩn độ dung dịch HC104 0,1M máy đo điện với cặp điện cực thuỷ tinh - Ag/AgCl-KCl. Tính hàm lương. Phản ứng Lidocain. HC1 với HC104 theo tỷ lệ 1:1, nên N = M. Vậy, ml acid HC104 0,1M tương ứng với 0,02708 (g) Lidocain. HC1. Hàm lượng phần trăm Lidocain. HC1 mẫu nguyên liệu : x% = * ° ’02708' 100 , f Ị/ ; thể tích HC104 0,1M tiêu thu. F : hệ số hiệu chỉnh HC104 0,1M. (F=l). 16 Kết biểu diẽn mẫu: Cân 0,2040 (g) Lidocain hydroclorid dem định lượng theo quy trình máy chuẩn độ tự động 716 DMS Titrino. Kết biểu diễn đồ thị sau : E LíviV)' [...]... 93,62% ± 0,16% V5 2.2.23 So sánh kết quả định lượng cloroquine base theo 2 phương pháp - Phương pháp acid — base trong dung môi ethanol 96% - Phương pháp acid — base trong dung môi acid acetic khan So sánh về kết Quả đinh lương của hai phương pháp So sánh giá tri trung bình [5]: Từ bảng 4 và bảng 5 có : Trong dung môi ethanol 96% : XA = 93,56% ; =6; Trong dung môi acid acetic khan 99% : XB = 93,62%... hai phương pháp trên, chúng tôi thấy việc định lượng các chất kiềm hull cơ nên làm trong môi trường ethanol 96 — 100% với dung dịch chuẩn NaOH 0,1M, chỉ thị đo thế 2.2.2.4 Sơ bộ khảo sát việc định liứỵng Lidocaỉn HCl với dung môi là alcol khác ❖ Với duns môi methanol Cân 0,2515 (g) Lidocain.HCl hoà tan vào 50 ml methanol Tiến hàah định lượng như trong dung môi ethanol 96% Mối liên quan giữa điện thế... diễn hàm lượng cloroquine trong mẫu nguyên liệu như sau: A = 93,56% ± 2,571 ^ 4 ^ = 93,56% ± 0,36% Vó 2.2.2 Định lượng cloroquine base trong môi trường acid aceũc khan 2.2.2.1 Nguyên tắc và quy trình định lượng [8,10] Nguyên tắc và quy trình định lượng như làm đối với Lidocain hydroclorid trong môi trường acid acetic khan (Không cần thêm Hg(II) acetat vì không có thành phần HC1 trong mẫu định lượng) ... hơn các kỹ năng thực nghiệm trong thực hiện một đề tài khoa học - Tuy mới bước đầu nghiên cứu, chúng tôi đã thực hiện dược hai phương pháp định lượng chất kiểm hữu cơ ở dạng muối hydroclorid (Lidocain hydroclorid ) và dạng base ( cloroquine ) với kết quả khả quan Đó là các phương pháp : + Phương pháp định lượng trong môi trường khan + Phương pháp định lượng trong môi trường ethanol 96% Cả hai phương... nhau, trong đó phương pháp trong môi trường alcol (MeOH, EtOH ) tỏ ra nhiều ưu điểm, có thể thay thế phương pháp môi trường khan - Sơ bộ quan sát Alcol dùng làm dung môi là Ethanol và Methanol 2 ĐỂ XUẤT - Các dạng muối hydroclorid của các chất kiềm hữu cơ : R-NH.HC1; R=N.HC1 nên nghiên cứu chuyển phương pháp định lượng Thay phương pháp môi trường acid acetic khan bằng môi trường alcol ( Ethanol, methanol... cho nhau 2.2 Định lượng dạng base 2.2.1 Định lượng trong môi trường ethanol 96% 2.2.1.1 Nguyên liệu - Cloroquine base 2.2.1.2 Thiết bị 19 - Cân phân tích (10"4g.) - Máy đo mV-pH 3305 Jenway với điện cực kép thuỷ tinh - Ag/AgCl-KCl - Máy khuấy từ - Các dụng cụ thuỷ tinh cần thiết khác 2.2.1.3 Hoá chất- dung môi - Dung dịch NaOH 0,1M -D ung dịch HC1 0,1M - Ethanol 96% 2.2.1.4 Quy trình định lượng Cân... x = 91,38 Nhân xét : dùng methanol thay thế được ethanol 96% trong phép định lượng này Chúng tôi tiếp tục dùng propanol, buthanol để thay thế ethanol nhưng không được vì khi dùng những dung môi này, điểm nhảy thế không rõ ràng nên không xác định được điểm kết thúc Vậy, trong quá trình định lượng, có thể dùng ethanol 96 - 100% hoặc methanol làm dung môi 28 I PHẦN III KẾT LUẬN VÀ ĐỂ XUÂT 1 KẾT LUẬN Sau... Chloroform - Nước - Ethanol, cho kết quả phản ánh đúng lượng B trong chế phẩm thử v ề lý thuyết là tương đương vói phương pháp định lượng trong môi trường khan (acid acetic) Bên cạnh đó, dung môi sử dụng rẻ tiền, không gây ô nhiễm độc hại, không bị môi trường khí hậu làm cản trở Vì vậy, trong mấy năm gần đây kỹ thuật này đang phát triển, thay thế dần phương pháp định lượng trong môi trường acid acetic... pháp định lượng Lidocain hydroclorìd - Phương pháp acid — base trong môi trường ethanol 96% - Phương pháp acid — base trong môi trường acid acetic khan So sánh vê kết quả đỉnh lưong của hai phưong pháp - So sánh giá trị trung bình [5]: C2 _ A, B Công thức tính : s 2 = ]T (x -x )2 1 s2 T s2 + t_ nÂ+nfí- 2 A B ~ XA - XB C- ”a - s2 °A,ff nB Phương pháp định lượng Lidocain hydroclorid trong dung môi ethanol. .. và có thể là các alcol khác ) với chỉ thị đo điện th ế - Dạng base hữu cơ : R-NH; R=N: cũng nên thực hiện trong môi trường alcol sẽ thuận lợi hơn phương pháp trong môi trường acid acetic khan - Tiếp tục mở rộng nghiên cứu định lượng các đối tượng muối các chất kiềm hữu cơ với các acid khác nhau : H 2S 0 4 ; H3P 0 4 ; các acid hữu cơ trong môi trường alcol Nếu hoàn thiện được sẽ có hình ảnh đầy đủ về . phương pháp định lượng. 1.2.1. Đối với dạng base amỉn bậc II, III - kỷ hiệu R=NH, R=N. 1.2.1.1. Định lượng trực tiếp bằng acid trong dung môi ethanol. Hoà tan dạng base vào ethanol 96%, định lượng. Dạng base khó tan trong nước, tính kiềm thể hiện yếu nên gặp khó khăn trong việc định lượng vì không thể hoà tan các base hữu cơ vào nước rồi định lượng bằng acid được. Khi hoà tan vào ethanol, . vì dung môi acid cung cấp H+ dễ hơn nước và ethanol. Khi đó, chất kiềm yếu trong nước trở thành chất kiềm mạnh trong môi trường acid acetic khan. Bây giờ có thể định lượng các base hữu cơ hoà