АМИНОКИСЛОТЫ АРОМАТИЧЕСКОГО РЯДА И ИХ ПРОИЗВОДНЫЕ

Сложные эфиры п-аминобензойной кислоты применяют в качестве местноанестезирующих средств. Предпосылкой создания этой группы синтетических лекарственных веществ явилась попытка найти аналоги алкалоида кокаина, обладающего местноанестезирующим эффектом, но вызывающего пристрастие (кокаинизм). В результате исследования химической структуры производных кокаина и их фармакологического действия было установлено, что местноанестезирующий эффект обусловлен не всей молекулой кокаина, а отдельными ее структурными элементами, названными анестезиофорной группой (помечена пунктиром в структуре кокаина):

На основе полученных данных было синтезировано и исследовано несколько тысяч соединений различных классов, содержащих анестезиофорную группу. Механизм действия местноанестезирующих средств связан с их влиянием на процесс генерации возбуждения и способностью блокировать проведение импульса по нервным волокнам. Из них наиболее высокую активность проявили производные n-аминобензойной кислоты с общей формулой:

К ним относятся бензокаин, прокаина гидрохлорид, тетракаина гидрохлорид.

Исходным продуктом для синтеза сложных эфиров п-аминобензойной кислоты служит п-нитробензойная кислота (или ее хлорангидрид). п-Нитробензойную кислоту можно получить окислением n-нитротолуола хромовой смесью:

В промышленном производстве бензокаина в нашей стране и за рубежом использован метод, основанный на ацилировании этанола с помощью п-нитробензойной кислоты и последующем гидрировании нитрогруппы полученного этилового эфира п-нитробензойной кислоты:

Каталитическое гидрирование можно выполнять при 85 °C (катализатор — платина).

Наиболее простой и экономичный способ получения прокаина гидрохлорида основан на переэтерификации бензокаина b-диэтиламиноэтанолом в присутствии алкоголята натрия:

Синтез тетракаина выполняется по аналогичной схеме из п-аминобензоата натрия после алкилирования первичной аминогруппы бутилбромидом и этерификации диметиламиноэтанолом.

40.1. Свойства производных n-аминобензойной кислоты

Лекарственное вещество	Химическая структура	Описание
Benzocaine— бензокаин (Анестезин)	этиловый эфир n-аминобензойной кислоты (этил-4-аминобензоат)	Белый кристаллический порошок без запаха. Т. пл. 89–92 °C
Procaine Hydrochloride— прокаина гидрохлорид (Новокаин)	b-диэтиламиноэтилового эфира n-аминобензойной кислоты гидрохлорид	Бесцветные кристаллы или белый кристаллический порошок без запаха. Т. пл. 154–158°C
Tetracaine Hydrochloride— тетракаина гидрохлорид (Дикаин)	b-диметиламиноэтилового эфира n-бутиламинобензойной кислоты гидрохлорид	Белый кристаллический порошок без запаха. Т. пл. 147–150°C

По физическим свойствам сложные эфиры п-аминобензойной кислоты (табл.40.1), представляют собой белые или бесцветные кристаллические вещества без запаха. Бензокаин отличается очень малой растворимостью в воде. Он является слабым основанием, соли его непрочны и быстро гидролизуются. Прокаина гидрохлорид в щелочной среде также легко гидролизуется, в качестве стабилизатора используют 0,1 М раствор хлороводородной кислоты. Прокаина и тетракаина гидрохлориды очень легко или легко растворимы в воде. Все три лекарственных вещества растворимы или легко растворимы в этаноле. Бензокаин легко растворим в хлороформе и эфире, умеренно растворим в разведённой хлороводородной кислоте. Прокаина и тетракаина гидрохлориды мало растворимы в хлороформе и практически нерастворимы в эфире.

Таким образом, бензокаин можно отличить от других сложных эфиров n-аминобензойной кислоты по физическим свойствам.

Подлинность (по ФС) бензокаина, прокаина и тетракаина гидрохлоридов устанавливают по идентичности ИК-спектров, снятых после прессования в таблетках бромида калия в области 4000-400 см^–1 и прилагаемых к ФС рисунков спектров стандартных образцов.

УФ-спектры испытуемых лекарственных веществ должны иметь характеристики, приведённые в соответствующих ФС. Так УФ-спектр 0,005%-ного раствора бензокаина в хлороформе в области 230-350 нм должен иметь максимум поглощения при 281 нм и минимум поглощения при 238 нм. Водный 0,001% раствор прокаина гидрохлорида имеет максимум поглощения при 290 нм. Раствор тетракаина гидрохлорида в воде (в присутствии фосфатного буфера с pH 6) в области 220-350 нм должен иметь два максимума поглощения при 227 и 310 нм, а также минимум поглощения при 249 нм. Для идентификации производных п-аминобензойной кислоты использованы также различные оптические характеристики электронных полос поглощения (сила осциллятора, фактор асимметрии и др.).

НД рекомендуют как общие, так и частные реакции для испытания подлинности сложных эфиров n-аминобензойной кислоты. Одна из них основана на образовании азокрасителя. Это общая реакция для соединений, имеющих незамещенную первичную ароматическую аминогруппу, поэтому в нее вступают бензокаин, прокаина гидрохлорид. Тетракаина гидрохлорид не образует азокрасителей, так как представляет собой вторичный ароматический амин. Так можно отличать его от других лекарственных веществ данной группы. Общая схема образования азокрасителя:

Для гидрохлоридов (прокаина и тетракаина) характерна реакция обнаружения хлорид-ионов и реакция выделения осадков оснований после действия раствором гидроксида натрия.

Идентификацию производных n-аминобензойной кислоты можно осуществить с помощью общих реакций на первичные ароматические амины. Они образуют шиффовы основания, вступая во взаимодействие с альдегидами, например, с n-диметиламинобензальдегидом в присутствии концентрированной серной кислоты. Появляется желтое или оранжевое окрашивание:

Являясь сложными эфирами бензокаин и прокаин при взаимодействии с гидроксиламином в щелочной среде образуют гидроксамовые кислоты:

После подкисления хлороводородной кислотой и прибавления раствора хлорида железа (III) образуются гидроксаматы железа, имеющие у бензокаина красно-бурое, а у прокаина — вишневое окрашивание:

Выполняя гидроксамовую реакцию следует строго соблюдать требования методики, т.к. она дает положительные результаты только при определенном значении рН.

Первичные ароматические амины вступают в реакции конденсации с 2,4-динитрохлорбензолом, образуя имеющие хиноидную структуру — соединения цвиттер-ионы:

Появляется желто-оранжевое окрашивание после добавления этого реактива, раствора гидроксида натрия и нагревания. Окрашенное соединение извлекается хлороформом после подкисления уксусной кислотой.

Под действием хлороформа и спиртового раствора гидроксида натрия первичные ароматические амины образуют изонитрилы — вещества, имеющие тошнотворный запах:

При нагревании тетракаина гидрохлорида с 1–2 каплями раствора перманганата или дихромата калия также ощущается тошнотворный запах изонитрила.

Продукты конденсации производных n-аминобензойной кислоты с гексаметилентетрамином в присутствии концентрированной серной кислоты обладают слабо-фиолетовой флуоресценцией.

Лекарственные вещества этой группы могут быть идентифицированы с помощью некоторых осадительных (общеалкалоидных) реактивов (пикриновой, фосфорновольфрамовой, фосфорномолибденовой кислотами, хлоридом ртути (II) и др.), а также с помощью реакций галогенирования. Подобно другим первичным ароматическим аминам, бензокаин, прокаина гидрохлорид образуют дибром- или дииодпроизводные.

Частные реакции основаны на идентификации производных п-аминобензойной кислоты или продуктов их гидролиза по образованию окрашенных, газообразных или нерастворимых в воде соединений. Для бензокаина такой реакцией является гидролиз в растворе гидроксида щелочного металла:

Образовавшийся этиловый спирт можно затем обнаружить по реакции получения иодоформа (см. ч. II, гл. 21). Прокаин и тетракаин также образуют продукты омыления, однако иодоформная проба в этих случаях отрицательная. При выполнении реакции на бензокаин с раствором иода в кислой среде (без нагревания) образуется коричневый осадок полииодида. Наличие этоксильного радикала в бензокаине можно подтвердить, действуя уксусной и концентрированной серной кислотой. Образуется этилацетат, обнаруживаемый по характерному запаху (см. ч. II, гл. 21).

Сложные эфиры п-аминобензойной кислоты при окислении образуют окрашенные или бесцветные продукты реакции. Под действием 5%-ного раствора хлорамина в кислой среде бензокаин легко окисляется с образованием окрашенного красно-оранжевого продукта, который извлекают эфиром. Если к раствору бензокаина в концентрированной серной кислоте прибавить азотную кислоту, то появляется желто-зеленое окрашивание, переходящее в красное после добавления воды и раствора гидроксида натрия. При смешении раствора бензокаина в ледяной уксусной кислоте с оксидом свинца (IV) возникает красное окрашивание.

Для установления подлинности прокаина гидрохлорида выполняют реакцию с пергидролем и концентрированной серной кислотой. Постепенно появляется сиреневое окрашивание. Со смесью концентрированных серной и азотной кислот прокаин при нагревании образует оранжево-красное окрашивание.

При добавлении к 2,5%-ному водному раствору прокаина гидрохлорида 0,15 мл хлороводородной кислоты и 1 мл 0,1 М раствора перманганата калия фиолетовое окрашивание тотчас исчезает. Эта реакция позволяет отличать прокаина гидрохлорид от других местноанестезирующих лекарственных веществ.

Тетракаина гидрохлорид из растворов осаждается иодидом калия в виде иодоводородной соли. Под действием изотиоцианата аммония выпадает в осадок изотиоцианат тетракаина, температура плавления которого 130–132 °C.

Тетракаина гидрохлорид при взаимодействии с иодатом калия в фосфорнокислой среде при нагревании образует фиолетового цвета продукт окисления с максимумом светопоглощения при 552 нм. Реакция является специфичной. Растворы бензокаина, прокаина, прокаинамида гидрохлоридов в этих условиях подобного окрашенного вещества не образуют. Реакцию используют как для идентификации, так и фотоколориметрического определения тетракаина гидрохлорида.

Тетракаина гидрохлорид после нагревания с концентрированной азотной кислотой и прибавления к остатку раствора гидроксида калия приобретает кроваво-красное окрашивание. Реакция основана на его нитровании и последующем образовании калиевой соли орто-хиноидного соединения:

Прокаина гидрохлорид этой реакции не дает. Отличить тетракаина гидрохлорид можно также, идентифицируя продукты щелочного гидролиза:

При подкислении выпадает белый осадок n-бутиламинобензойной кислоты, который растворяется в избытке хлороводородной кислоты:

Из полученного раствора n-бутиламинобензойной кислоты под действием нитрита натрия выпадает осадок N-нитрозосоединения этой кислоты:

ФС предусматривает установление пределов допустимого содержания в лекарственных веществах посторонних примесей, в частности п-аминобензойной кислоты и бензокаина (промежуточные продукты синтеза). Испытание выполняют методом ТСХ на пластинках, покрытых силикагелем F₂₅₄, или Силуфола УФ-254. После хроматографирования пластинки сушат и детектируют в УФ-свете при 254 нм. Лекарственные вещества должны также выдерживать требования по микробиологической чистоте.

Для количественного определения сложных эфиров n-аминобензойной кислоты, ФС рекомендует нитритометрический метод. При определении бензокаина, прокаина гидрохлорида, как и других первичных ароматических аминов, происходит образование солей диазония:

Тетракаин, как и другие вторичные амины, образует N-нитрозосоединение:

Точку эквивалентности при титровании тетракаина гидрохлорида устанавливают с помощью внешних индикаторов. При нитритометрическом титровании сложных эфиров n-аминобензойной кислоты точку эквивалентности можно также устанавливать либо потенциометрически, либо используя внутренние индикаторы: нейтральный красный или смесь тропеолина 00 с метиленовым синим.

Гидрохлориды прокаина и тетракаина могут быть количественно определены по связанной хлороводородной кислоте методом алкалиметрии:

Титрование ведут в присутствии хлороформа, который извлекает выделяющееся основание. Возможно также аргентометрическое определение этих лекарственных веществ по хлорид-иону.

Известны методики бромид-броматометрического и иодхлорометрического определения бензокаина и прокаина гидрохлорида, основанные на образовании дибром- и дииодпроизводных:

KBrO₃ + 5KBr + 6HCl ¾® 3Br₂ + 6KCl + 3H₂O

Разработан унифицированный способ количественного определения производных п-аминобензойной кислоты бромид-броматометрическим методом с минимальной относительной погрешностью (0,3%), в т.ч. в присутствии сопутствующих веществ.

Для их количественного определения используют также неводное титрование в среде безводной уксусной, муравьиной кислот или в уксусном ангидриде 0,1 М раствором хлорной кислоты с визуальным или потенциометрическим установлением точки эквивалентности.

Для определения прокаина и тетракаина гидрохлоридов разработаны методики косвенного комплексонометрического определения по иону цинка после осаждения оснований тетратиоцианата (II) цинкатом аммония. Тетракаина гидрохлорид можно определить, используя в качестве титранта сульфат церия (IV).

Количественное определение сложных эфиров n-аминобензойной кислоты выполняют также спектрофотометрическим методом в максимумах светопоглощения: бензокаин при 292 нм (растворитель — этанол) или 285 нм (0,001 М раствор хлороводородной кислоты), прокаина гидрохлорид при 298 нм (вода) или при 290 нм (0,001 М раствор хлороводородной кислоты), тетракаина гидрохлорид при 227 или 310 нм (вода). Разработаны методики, основанные на применении метода дифференциальной спектрофотометрии и экстракционно-фотометрического определения с использованием реакции образования роданидного комплекса кобальта.

Бензокаин можно определить также фотоколориметрически на основе реакции образования азокрасителя с n-бензохиноном или с b-нафтолом. Наличие сложноэфирной группы в молекуле дает возможность фотоколориметрического определения бензокаина на основе гидроксамовой реакции. Образование азокрасителей и гидроксамовую реакцию используют также в различных вариантах для фотоколориметрического определения прокаина и тетракаина гидрохлоридов в лекарственных формах. Тетракаина гидрохлорид можно также определять экстракционно-фотометрическим методом на основе цветной реакции с салицилатным комплексом меди (II). Образующийся комплекс извлекают хлороформом. На основе исследования реакции взаимодействия с вольфраматом натрия разработаны способы фотометрического титрования производных п-аминобензойной кислоты.

Бензокаин и прокаина гидрохлорид хранят по списку Б в хорошо укупоренной таре, предохраняющей от действия света (в банках из оранжевого стекла). Тетракаина гидрохлорид хранят по списку А в хорошо укупоренной таре. При несоблюдении условий хранения происходит постепенный гидролиз.

Производные сложных эфиров п-аминобензойной кислоты — местноанестезирующие средства. Бензокаин используют для местной анестезии кожи и слизистых оболочек в виде 5–10%-ных мазей, присыпок, масляных растворов, суппозиториев. Бензокаин назначают внутрь по 0,25–0,3 г в виде таблеток, порошков. Прокаина гидрохлорид широко применяют для спинно-мозговой и инфильтрационной анестезии в виде 0,25– 0,5%-ных водных растворов. Тетракаина гидрохлорид активнее прокаина, но и токсичнее его в 10 раз, поэтому он отнесен к списку А. Тетракаина гидрохлорид назначают главным образом для поверхностной анестезии в глазной и оториноларингологической практике в виде 0,5–2%-ных растворов, а также для перидуральной анестезии в виде 0,3%-ных растворов.