Предложите химические и физико-химические и биологические методы количественного определение природных пенициллинов

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16951
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

Предложите химические и физико-химические и биологические методы количественного определение природных пенициллинов. Напишите уравнения химических реакций. Укажите расчетные формулы, эквиваленты.

Ответ:

Так как пенициллины являются гетерогенными соединениями, то требуется определение суммы пенициллинов и определяемого пенициллина. Сумму пенициллинов в солях бензилпенициллина и феноксиметилпенициллине определяют иодометрическим методом. Натриевую и калиевую соли бензилпенициллина растворяют в воде, а феноксиметилпенициллин – в фосфатном буфере с рН = 7,0. Затем добавляют раствор гидроксида натрия и оставляют на двадцать минут. После щелочного гидролиза к смеси прибавляют соляную кислоту, раствор ацетатного буфера (рН = 4,5 + 0,05) и избыток 0,01 н раствора йода. Оставляют на 20 минут в темном месте и титруют избыток 0,01 н раствора йода 0,01 н раствором натрия тиосульфата. Параллельно проводят контрольный опыт с таким же количеством препарата, но без щелочного гидролиза. При щелочном гидролизе происходит раскрытие беталактамного кольца с образованием пенициллоиновой кислоты в открытой тиольной форме. Пенициллоиновая кислота при рН = 4,5 гидролизуется в присутствии окислителя (йода) до пенальдиновой кислоты и пеницилламина, которые окисляются раствором йода соответственно до дегидропенальдиновой кислоты и пеницилламиновой (диметилцистеиновой) кислоты:

Избыток йода оттитровывают раствором натрия тиосульфата. На окисление расходуется 8 эквивалентов йода. Разность в объёмах между титрованиями соответствует содержанию суммы пенициллинов в препарате. Содержание суммы пенициллинов в процентах (Х) вычисляют по формуле:  где: V – разность в объёмах 0,01 н раствора йода между опытным и контрольным титрованием (или разность в объёмах 0,01 н раствора натрия тиосульфата между контрольным и опытным титрованием), мл; 367 К – поправка 0,01 н раствора натрия тиосульфата; Э – величина эквивалента 1 мл 0,01 н раствора йода в граммах стандартного образца натриевой соли бензилпенициллина или в граммах стандартного образца феноксиметилпенициллина (с пересчетом на химически чистое вещество); С – коэффициент пересчета стандартного образца натриевой соли бензилпенициллина на исследуемый пенициллин, указанный в соответствующей статье; а – навеска препарата, г. Аналогичным образом проводят количественное определение полусинтетических цефалоспоринов – цефалексина и цефалотина. При иодометрическом определении беталактамидов (пенициллинов и цефалоспоринов) используют стандартные образцы, так как реакция взаимодействия йода с продуктами щелочного разрушения пенициллинов не протекает строго стехиометрически. Этим же целям стандартизации служит поддержание определенного значения рН среды и времени анализа. Определение бензилпенициллина в его солях проводится гравиметрическим методом, основанным на образовании Nэтилпиперидиновой соли бензилпенициллина, которая нерастворима в смеси амилацетата и ацетона. Соли других пенициллинов растворимы в этой смеси и осадка не образуют: 

Количественное определение природных пенициллинов спектрофотометрическим методом. Метод основан на образовании комплексных соединений пеницилленовой кислоты с солями ртути (II) или меди (II) (λmax соответственно 325 и 320 нм). По международной и некоторым зарубежным фармакопеям для количественного определения пенициллинов спектрофотометрическим методом применяется реакция с раствором имидазола ртути (II) хлоридом, которая протекает следующим образом. Имидазол атакует β-лактамное кольцо с образованием промежуточного продукта N-пенициллоилимидазола (I), на атом серы которого действует ртути (II) хлорид, образуя устойчивый комплекс ртути (II) пеницилленовой кислоты (II):

Этот продукт довольно устойчив и имеет максимум поглощения при 325 нм. Если соединение имеет первичную аминогруппу в α-положении к карбонильной группе амида (например, ампициллин), то при взаимодействии с имидазолом и ртутью (II) образуется менее устойчивые продукты с максимумом поглощения при длине волны 311 нм. Влияние аминогруппы устраняется её ацетилированием: в этом случае образуется продукт с максимумом поглощения при 325 нм.