Химикотоксикологический анализ прегабалина
 Скачать 0.49 Mb.
|
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Министерства здравоохранения Российской Федерации Кафедра фармацевтической и токсикологической химии КУРСОВАЯ РАБОТА по дисциплине: «Токсикологическая химия» на тему: «Химико-токсикологический анализ прегабалина» Выполнил: студент 4 курса, гр. 403ФФД Сангатулина Я.Р. Руководитель: д.х.н., профессор , заведующая кафедрой фармацевтической и токсикологической химии ИГМУ Илларионова Е.А. Иркутск,2022 Содержание ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………...…………...3 I. Характеристика прегабалина……………………..…...…………..……………...4 II. Способы получения прегабалина……...……...………………..………………...5-6 III. Фармакокинетика и метаболизм прегабалина…………………………………....7 IV. Объекты анализа и методы химико – токсикологического анализа прегабалина … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … … … … … … . 9 V. Предварительные методы в анализе прегабалина...………………………….9-10 VI. Подтверждающие методы в анализе прегабалина…………………………..11-14 VII. Симптомы и меры помощи при отравлении прегабалином………..……...15 VIII. Заключение……………………………………………………………………....…16 IX. Список использованной литературы………………………………………...…..17 3 Введение Прегабалин - аминокислота, являющаяся производным гамма- аминомасляной кислоты(ГАМК). Как известно, ГАМК в организме выполняет функцию главного ингибирующего медиатора, поэтому препараты, с действующим веществом в качестве её аналогов применяются для лечения таких заболеваний как эпилепсия, диабетическая полинейропатия, фибромиалгию, тревожные расстройства и др. То есть является обезболивающим, анксиолитическим и, в первую очередь, противосудорожным препаратом.Прегабалин входит в состав известных лекарственных препаратов, как “Лирика”, “Альгерика”, “Прегабалин”, “Реплика”.[2] Актуальность. Прегаблин, за счет конкурентного воздействия на потенциалзависимые кальциевые каналы, оказывает на организм противоболевой, антиспазмодический эффект, но и за счет этого, обладает серьезными побочными действиями -головокружение, тахикардия, подергивания мыщц, эйфория, дезориентация, паталогическое пристрастие к лекарству и т.д. В данный момент, прегабалин является препаратом, подлежащим предметно-колличественному учёту, хоть и не входит перечень наркотических и психотропных веществ. Теперь его отпуск с 2015 года реализуется только через рецептурную выдачу, чтобы обеспечить исключительно медицинское применение. В 2005 году прегабалин был выпущен в продажу, а в 2009 году зафиксировали применение препарата не по назначению, в 2010 - самый большой спрос (относительно других лет продажи на фармацевтическом рынке)[2] Распространение прегабалина в немедицинских целях, а в качестве комбинации с наркотическими веществами, этиловым спиртом, либо злоупотребление самим препаратом, привело к плачевным последствиям. В России в 2018 году, статистические выводы, выведенные экспертами в области\ токсикогии показали, что в 60% смертельных исходов, прегабалин был в содействии с наркотиками, а в 40% с этанолом.[2] 4 Характеристика прегабалина Прегабалин- (S)-3- (Аминометил)-5-метилгексановая кислота, это химическое соединение, относится к классу γ-аминокислот. Прегабалин по физическим свойствам представляет собой кристаллическое вещество белого цвета. Растворим как в воде, так и в основных и кислых средах, так как это вещество-амфолит, за счет наличия в структуре карбоксильной (СООН) и аминогруппы(NH2).(рис. 1) Рисунок 1. Структурная формула прегабалина [1]. 5 Способы получения прегабалина Существует множество схем получения прегабалина, а точнее (S)-прегабалина, в примере одни из них : - Конденсация 3-метилбутанала (XIX) с этиловым эфиром цианоуксусной кислоты (XXXII) или цианоацетамидом (XXXIII) посредством дипропиламина в рефлюксе гексана с последующей обработкой рефлюксом 6N HCl дает 3-изобутилглутаровую кислоту (XXXIV). Эта смесь преобразована в соответствуя ангидрид (XXXV) обработкой с ангидридом уксусной кислоты рефлюкса. Реакция ангидрида (XXXV) с NH4OH дает глутараминовый амид (XXXVI), который подвергается оптическому разрешению с (R)- ()-1-фенилэтиламином, приводя к (S)- энантиомеру (XXXVII). Наконец, это соединение подвергается деградации Хоффмана с Br2 / NaOH. (рис. 2) - Реакция диэтилмалоната (XVIII) с 3-метилбутаналом (XIX) посредством дипропиламина в уксусной кислоте дает соответствующее производное 2-(3-метилбутилидена) малоната (XX), которое обрабатывают KCN с получением соответствующего добавочного соединения (XXI). Декарбоксилирующий гидролиз (XXI) с KOH дает 3-циано-5- метилгексановую кислоту (XXII), которая восстанавливается с помощью H2 над Ni с получением рацемического прегабалина (XXIII). Наконец, этот рацемат подвергается оптическому разрешению с (S)- ()- миндальной кислотой.(рис. 3) -Энантиоселективный метод. Технический процесс нескольких вариантов реакций получения прегабалина характеризуется присоединением диэтилмалоната к 4-метил-1-нитропентену-1. Затем продукт реакции вступает в реакцию восстановления и затем подвергается кислотному гидролизу(рис. 4) Рисунок 2. Схема получения прегабалина Рисунок 3. Схема получения прегабалина Рисунок 4. Схема получения прегабалина 6 Рисунок 2 .Схема получения прегабалина Рисунок 3 . Схема получения прегабалина Рисунок 4 .Схема получения прегабалина 7 Фармакокинетика и метаболизм прегабалина Пути поступления в организм : Основной - пероральный, интраназальный, парентеральный (внутривенный, внутримышечный) Фармакокинетика: Прегабалин быстро всасывается после приема внутрь, при этом пиковые концентрации в плазме крови происходят между 0,7 и 1,3 часами. Пероральная биодоступность препарата располагается в пределах 90% и не зависит от дозы и частоты введения. Прием пищи до употребления прегабалина замедляет скорость адсорбции препарата, что приводит к снижению и задержке максимальной концентрации в плазме крови, но степень абсорбции препарата не изменяется, что позволяет предположить, что прегабалин можно вводить без учета приема пищи. Период полувыведения прегабалина составляет приблизительно 6 часов, а устойчивое состояние достигается в течение 1-2 дней после повторного введения. С поправкой на пероральную биодоступность плазменный клиренс прегабалина по существу эквивалентен почечному клиренсу, что указывает на то, что прегабалин подвергается незначительному внепочечному выведению. Прегабалин демонстрирует желательные, предсказуемые фармакокинетические свойства, которые предполагают простоту использования. Поскольку прегабалин выводится почками, функция почек влияет на его фармакокинетику. Метаболизм : Хотя механизм действия не был полностью выяснен, исследования с участием структурно связанных препаратов предполагают, что пресинаптическое связывание прегабалина с кальциевыми каналами, управляемыми напряжением, является ключом к антисейзурным и антиноцицептивным эффектам, наблюдаемым на животных моделях. Связываясь пресинаптически с субъединицей alpha2-delta кальциевых каналов в центральной нервной системе, прегабалин модулирует высвобождение нескольких возбуждающих нейротрансмиттеров, включая глутамат, вещество-P, норадреналин и пептид, связанный с 8 геном кальцитонина. Кроме того, прегабалин предотвращает перемещение субъединицы alpha2-delta из дорсальных корневых ганглиев в спинной дорсальный рог, что также может способствовать механизму действия. Хотя прегабалин является структурным производным ингибирующего нейротрансмиттера гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), он не связывается непосредственно с ГАМК или бензодиазепиновыми рецепторами. 9 Объекты анализа и методы химико – токсикологического анализа прегабалина Объектами анализа являются: кровь, моча, слюнная жидкость, вещественные доказательства (пакетик с неизвестным содержимым, капсулы, шприцы с остатками неизвестной смеси) Подготовка проб и методы изолирования : Из биожидкостей - метод ЖЖЭ (жидкость-жидкостная экстракция), путем растворения в специальных растворителях и их смесях, таких как: н-бутанол:этилацетат (1:1), этилацетат, этилацетат/диэтиловый эфир (1:1); хлороформ/ацетонитрил (1:1), этилацетат, насыщенный водой; диэтиловый эфир чистый или в избытке воды. В основном применяют н-бутанол:этилацетат, поскольку с помощью него достигается высокая степень извлечения, относительно других растворителей. Затем водные ратсворы вещества приводили к специальному значению рН среды раствора смеси, применяя раствор кислоты хлористоводородной или нашатырный спирт. Извлечение проводят порциями в двукратном варианте. Затем извлечение пропускали через делительную воронку и фильтровали через бумажный фильтр. Также применяют ТФЭ(твёрдо-фазную экстракцию) Основным методом является ЖЖЭ, поскольку предел выделения превышает ТФЭ в два раза.[3] Методы химико – токсикологического анализа : — Предварительные методы : Химический метод Реакция комплексообразования с сульфатом меди (качественная реакция на аминокислоту): В результате образуется синяя окраска пробы (рис. 5)Эта реакция используется в качестве экспресс-теста. Пробу берут ватной палочкой из ротовой полости и помещают в специальное устройство с реактивом, напоминающее контейнер с разделенными ячейками, для проведения реакции на анализиремый объект и 10 для рекции-сравнения с точно известным веществом(рис. 6) Рисунок 5. Реакция комплекообразования прегабалина с CuSO4. Рисунок 6. Устройство для проведения экспресс-теста на обнаружение следов прегабалина. 11 Подтверждающие методы в анализе прегабалина Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ) в обращеннофазном варианте Качественное и колличественное Оборудование: жидкостный хроматограф “Милихром А-02” тип “БД-2003” Растворители: вода:ацетонитрил(3:7) Детектор: УФ-спектрофотометр Скорость потока:100 мкл/мин[1] Качественной характеристикой является время удерживания, а количественной – площадь пика Приготовление стандартного раствора: 0,005 грамм прегабалина колличественно переносят в колбу объёмом 100 мл растворяют в дистилированной в воде. При помощи пипетки отмеривают аликвоту 5 мл в колбу на 10 мл, добавлют 1 мл 0,04 М калия йодида и 2,5 мл 0,005 М калия йодата. Доводят до метки дистилированной водой.[1] Методика 1 .Характеризуется реакцией конденсации прегабалина с реагентом Фолина(1,2-нафтохинон-4-сульфонатом) с образованием продукта желтого цвета. Для исследования потребуется 5 взвешенных капсул препарата. Они проходят стадии измельчения и смешивания. Затем проходит стадия растворения в дистилироанной воде с последующим фильтрованием. В отмеренную аликвоту добавляют 1 мл сантимолярного раствора гидроксида натрия и основной реагент 1 мл 0,5% раствор. Образуется оранжевое окрашивание при интенсивном встряхивании(рис. 7) Методика 2 Взаимодействие прегабалина с 2,4 -динитрофенилгидразином ПРобоподготовка отличается от предыдущей тем, что в конце добаляют 1,5 мл KJO3 и 1 мл NaOH (рис.8) 12 Рисунок 7. Реакция конденсации прегабалина с реагентом Фолина Рисунок 8. Реакция взаимодействия прегабалина с 2,4динитрофенилкарбазином Калибровочные кривые необходимы при решении задачи 13 колличественного определения прегабалина. Тонкослойная хроматография (ТСХ) Качественное определение и испытание на чистоту Неподвижная фаза - пластинка “Сорбфил” Система: бутанол - уксусная кислота - вода - (4:2:1) Раствор- свидетель: раствор прегабалина с точно заданной концентрацией (1,5мкг/мл)[1] Методика: Подготовка пластинки (с указанием линии фронта, линии старта). Нанесение на линию старта растворов стандартного образца и анализируемого образца в виде пятна. Пластинки переносят в хроматографическую камеру. По истечнии времени высушивания пластинки опрыскивают раствором нингидрина, высушивают. Рассчитывают значение Rf, также обращают внимание на размер, форму и интенсивность окраски пятна. Таблица 1. Положительные результаты анализа [1] Название Раствор стандартного образца прегабалина Раствор испытуемого образца Цвет пятна в коротковолновом УФ- свете Синее пятно Синее пятно Величина Rf 0, 6 0, 6 14 Газовая хроматография и масс-спектрометрия (ГХ /МС) Применяется для качественного и колличественного анализа Оборудование:квадрупольный хромато-масс- спектрометр Колонки:капиллярные кварцевые (НР-5МS) с неполярной неподвижной жидкой фазой Подготовка образца: методом ЖЖЭ с последующей дериватизацией Время удерживания прегабалина составляет 7,06 мин. Характерные пики масс-спектра 41, 56, 141[1] Рис.6. Хроматограмма прегабалина Рис.7. Масс-спектр прегабалина 15 Симптомы и меры помощи при отравлении При передозировке “Лирикой” возникают как психические, так и физические симптомы, и риск передозировки увеличивается, когда применяется комбинация прегабалина с другими препаратами. Рекомендуемая максимальная доза Лирики не более 600 миллиграммов в сутки, прием более этой дозы может привести к летальному исходу. Признаки передозировки -Тремор -Неконтролируемые ритмичные движения частей тела -Перепады настроения -Чрезмерное потоотделение -Спутанность сознания -Агитация /чувство усталости, сонливость и утомление -Беспокойство -Нерегулярный сердечный ритм и увеличенное артериальное давление -Возможна потеря сознания -Затрудненное дыхание Меры помощи: Антидота при передозировке прегабалином не существует, как и специфической терапии. Поэтому при остром отравлении применяют общеизвестные приемы детоксикации, такие как промывание кишечника с использованием сорбентов, например “Смекта”, вызывание рвоты и обильное питьё, форсированный диурез. При длительном приёме, характеризующимся зависимостью от препарата, либо наркозависимостью, лечение проводят в условиях реабилитационного центра, в присутствии не только врачей наркологов, но и психологов. 16 Заключение Таким образом, использование препаратов, в основе которых действующим веществом является прегабалин в немедицинских целях, злоупотребление препаратом, неправильный прием, все эти факторы усложняют клиническую картину наркомании в мире. Для урегулирования потребления препаратов, сходных по действию на организм и побочным эффектам следует ввести более жесткие методы борьбы с данной проблемой, так как статистические данные подтверждают рост употребеления в немедицинских целях данных препаратов. 17 Список использованной литературы 1) Лопухова Ю.А.,Белова М.В. Способы обнаружения прегабалина.Проблемы и пути решения // Лабораторная диагностика. - 2017.- №11. - С. 81-87. 2) Павлова А.З.,Калёкин Р.А.,Орлова Т.Н. Изучение прегабалина при химико- токсикологическом исследовании // Судебная медицина. - 2019. - №S1. - С. 119- 119. 3) Назаренко Г.Г. Экстракция и идентификация прегабалина из биологического материала // Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. - 2017. - №16. - С. 60-66. |