Синтетические производные имидазола и имидазолина

К числу синтетических производных имидазола и имидазолина относятся лекарственные вещества: метронидазол, клонидина гидрохлорид (клофелин), нафазолина нитрат (нафтизин), ксилометазолина гидрохлорид (галазолин), клотримазол, кетоконазол.

Исходным продуктом синтеза метронидазола и других производных имидазола является этилендиамин или его амиды:

Во ВНИХФИ разработан оригинальный метод синтеза клонидина гидрохлорида из тетраметилтиурамдисульфида. Его хлорируют до N,N-диметил-N-дихлорметилениммоний хлорида и сочетают с 2,6-дихлоранилином, а затем действуют этилендиамином:

Нафазолина нитрат синтезируют по схеме:

По физическим свойствам производные имидазола и имидазолина (табл. 58.1) представляют собой белые кристаллические вещества, но могут иметь кремовый или желтоватый оттенок. Они отличаются друг от друга по растворимости. Клонидина гидрохлорид, нафазолина нитрат и ксилометазолина гидрохлорид растворимы или умеренно растворимы в воде. Метронидазол, клотримазол и кетоконазол (органические основания) мало растворимы или практически нерастворимы в воде. В этаноле трудно растворим метронидазол, остальные растворимы или легко растворимы. В эфире и хлороформе — практически нерастворимы или очень мало растворимы, за исключением ксилометазолина гидрохлорида, который умеренно растворим в хлороформе. Клотримазол растворим, а кетоконазол легко растворим в метиленхлориде.

58.1. Свойства производных имидазола и имидазолина

Лекарственное вещество	Химическая структура	Описание
Metronidazole— метронидазол	1-(b-оксиэтил)-2-метил-5-нитроимидазол	Белый или слегка зеленовато-желтоватого цвета кристаллический порошок со слабым запахом. Т. пл. 160–165°C. Темнеет на свету
Clonidine Hydrochloride— клонидина гидрохлорид (Клофелин)	2-(2’,6’-дихлорфениламино)-2-имидазолина гидрохлорид	Белый кристаллический порошок
Naphazoline Nitrate— нафазолина нитрат (Нафтизин)	2-(a-нафтилметил)-имидазолина нитрат	Белый или белый с кремоватым оттенком кристаллический порошок без запаха. Т. пл. 167-170 °C
Xilometazoline Hydrochloride— ксилометазолина гидрохлорид (Галазолин)	2-(4-трет-бутил-2,6-диметилбензил)-имидазолина гидрохлорид	Кристаллическое вещество от белого до слегка желтоватого цвета без запаха. Т. пл. 300 °C (с разложением)
Clotrimazole— клотримазол	дифенил-(2-хлорфенил)-имидазолилметан	Белый или желтоватый кристаллический порошок. Т. пл. 141-145 °C
Ketoconazole— кетоконазол	1-цис-1-ацетил-4-пара-4-[2-(2,4-дихлорфенил)-2-(имидазолилметил)-1,3-диоксолан-4-ил]метоксифенилпиперазин	Белый или почти белый кристаллический порошок. Т. пл. 148-152 °C

Подлинность лекарственных веществ устанавливают по ИК-спектрам. ИК-спектр метронидазола снимают после прессования в виде таблеток с бромидом калия в двух областях: 4000-1600 см^–1 и 1600-400 см^–1. Они должны полностью совпадать по положению и интенсивностям полос с рисунком спектра, прилагаемым к ФС. Аналогичным образом поступают при установлении подлинности по ИК-спектрам других производных имидазола.

Для испытания подлинности производных имидазола и имидазолина используют УФ-спектрофотометрию. Так, 0,001%-ный спиртовой раствор метронидазола имеет максимум светопоглощения при длине волны 312 нм (E^1%_1см = 515 — 548). УФ-спектр 0,02%-ного водного раствора клонидина гидрохлорида имеет два максимума светопоглощения при 272 нм и при 280 нм и плечо от 263 до 267 нм. Для более достоверного установления подлинности клонидина гидрохлорида снимают также дифференциальный УФ-спектр поглощения щелочного раствора по отношению к кислому раствору. Он должен иметь максимум светопоглощения при 250±2 нм.

Характерный УФ-спектр у нафазолина нитрата, раствор которого в 0,01 М растворе хлороводородной кислоты имеет максимум поглощения при 270, 280, 287, 291 и 313 нм, минимумы поглощения при 247 и 273 нм, два плеча от 249 до 254 нм и от 254 до 263 нм, а также слабо выраженное плечо от 273 до 280 нм. Ксилометазолина гидрохлорид имеет максимум поглощения при 265 нм.

Для испытаний производных имидазола и имидазолина используют химические свойства, основанные на наличии в их молекулах третичного атома азота, нитрогруппы, атомов хлора, связанной хлороводородной и азотной кислот.

Подлинность клонидина гидрохлорида можно установить, используя реактив Драгендорфа, раствор ванадата аммония в концентрированной серной кислоте, цветную реакцию с нитропруссидом натрия в щелочной среде.

При нагревании смеси метронидазола с 4%-ным раствором гидроксида натрия происходит образование аци-соли. При этом появляется интенсивная красно-фиолетовая окраска, которая при добавлении хлороводородной кислоты переходит в желтую, а при последующем добавлении раствора щелочи возникает снова. Подлинность метронидазола устанавливают по образованию пикрата, температура плавления которого должна быть 148–153 °C.

Нитрогруппу в метронидазоле можно обнаружить (после гидрирования до аминогруппы) с помощью реакции азосочетания:

Возникает оранжево-красное окрашивание. Кроме b-нафтола, в качестве азосоставляющего компонента используют фенол, тимол, 8-оксихинолин, бензидин, а также 3-a, g-дикарбоксипропилроданин. Известна цветная реакция метронидазола, основанная на гидрировании водородом (цинковой пылью в кислой среде) и последующем взаимодействии с n-диметиламинобензальдегидом. Обе указанные цветные реакции используют для фотоколориметрического и спектрофотометрического количественного определения метронидазола в готовых лекарственных формах. Гидрированный метронидазол образует также окрашенные продукты с фурфуролом, бензальдегидом, ванилином, салициловым альдегидом.

Клонидина гидрохлорид и ксилометазолина гидрохлорид дают положительные реакции на хлорид-ионы, а нафазолина нитрат — на нитрат-ион. Для обнаружения нитрат-ионов используют реакцию с раствором дифениламина в концентрированной серной кислоте: появляется синее окрашивание. Для испытания подлинности нафазолина нитрата используют цветную реакцию с 5%-ным раствором нитропруссида натрия и 1 М раствором гидроксида натрия. При последующем (через 10 мин) прибавлении 8%-ного раствора гидрокарбоната натрия появляется фиолетовое окрашивание. Положительную реакцию с нитропруссидом натрия дает также ксилометазолина гидрохлорид.

Из нафазолина нитрата после нейтрализации раствором гидроксида натрия извлекают эфиром основание нафазолина, которое после отгонки эфира, обезвоживания и высушивания должно иметь температуру плавления 118-120,5 °C. При действии бромной водой раствор нафазолина нитрата приобретает желтое окрашивание, которое при нагревании переходит в фиолетовое. С реактивом Марки раствор нафазолина нитрата приобретает серо-голубую окраску. После нагревания на водяной бане смеси водного раствора нафазолина нитрата с 1%-ным раствором ванадата аммония в концентрированной серной кислоте появляется ярко-зеленое окрашивание.

Для идентификации метронидазола используют ГЖХ-метод (по абсолютному и относительному времени удерживания) на приборе «Хром-5» со стеклянной колонкой, заполненной твердым носителем «Инертон AW» с нанесенной на него 5%-ной неподвижной жидкой фазой OV-101. Этот метод применяют и для количественного определения с использованием внутреннего стандарта метилстеарата.

При испытании подлинности ксилометазолина гидрохлорида, клотримазола и кетоконазола используют метод ТСХ, устанавливают значения R_f в выбранных системах растворителей и сравнивают со стандартными образцами тех же лекарственных веществ.

В клонидина гидрохлориде методом ТСХ определяют содержание примеси исходного продукта синтеза — 2,6-дихлоранилина (не более 0,1%). Испытание выполняют на пластинках Силуфол УФ-254 с СОВС примеси. Хроматографируют восходящим методом в системе растворителей метанол-тетрахлорметан (1:1). Пятна проявляют, используя реакцию азосочетания и сравнивают их величину и интенсивность.

Для количественного определения лекарственных веществ, производных имидазола и имидазолина используют различные варианты неводного титрования. Титрантом служит 0,1М раствор хлорной кислоты (индикатор кристаллический фиолетовый). Метронидазол и нафазолина нитрат титруют в среде ледяной уксусной кислоты, гидрохлориды клонидина и ксилометазолина титруют в присутствии ацетата ртути (II). Клонидина гидрохлорид титруют также в смеси уксусного ангидрида и муравьиной кислоты с потенциометрическим окончанием. Ксилометазолина гидрохлорид можно оттитровать в смеси ледяной уксусной кислоты и уксусного ангидрида, а при определении нафазолина нитрата к этой смеси прибавляют хлороформ. Конечную точку титрования устанавливают потенциометрическим методом. С потенциометрическим окончанием выполняют и неводное титрование кетоконазола, но в качестве растворителя используют смесь ледяной уксусной кислоты и метилэтилкетона (1:7)

Для количественного определения клонидина гидрохлорида используют меркуриметрический метод. Вначале подвергают щелочному гидролизу, нейтрализуют азотной кислотой (индикатор конго красный) и сумму хлоридов титруют 0,1М раствором нитрата ртути (II) до фиолетового окрашивания.

Фармакопея США рекомендует определять содержание клотримазола методом ВЭЖХ в подвижной фазе: метанол-однозамещенный фосфат калия (3:1). Детектируют при длине волны 254 нм, в качестве внутреннего стандарта используют тестостерона пропионат.

В лекарственных формах ФС рекомендует определять клотримазол титриметрическим методом с использованием титранта — 0,004 М раствора лаурилсульфата. Титруют в присутствии хлороформа с индикатором диметиловым желтым до ярко-розового окрашивания хлороформного слоя. Метронидазол в растворах для инъекций (по МФ) количественно определяют спектрофотометрическим методом в максимуме при 277 нм (растворитель — 0,1М раствор хлороводородной кислоты). Содержание рассчитывают по удельному показателю поглощения (377).

Хранят клонидина гидрохлорид по списку А, нафазолина нитрат, ксилометазолина гидрохлорид, метронидазол — по списку Б, в защищенном от света месте, а клотримазол и кетоконазол — в сухом, защищенном от света месте при комнатной температуре.

Производные имидазола относятся к различным фармакотерапевтическим группам.

Метронидазол используют для лечения алкоголизма, как противопротозойное средство для лечения трихомонадоза у женщин и мужчин (по 0,25 г). Клонидина гидрохлорид относится к числу гипотензивных средств и применяется при гипертониях разных форм в очень малых дозах (внутрь по 0,075 мг на прием, парентерально по 0,5-1,5 мл 0,01%-ного раствора). Нафазолина нитрат и ксилометазолина гидрохлорид — a-адреномиметические средства; вызывают сужение периферических сосудов, уменьшают гиперемию, отек и эксудацию слизистой носоглотки. Применяют их при воспалительных и аллергических заболеваниях полости горла и носа в виде 0,05 и 0,1%-ных растворов во флаконах-капельницах и 0,1%-ного аэрозоля. Клотримазол и кетоконазол — противогрибковые лекарственные средства. Клотримазол назначают только местно при различных формах микозов, урогенитальном кандидозе и др. в виде 1%-ного раствора, 1%-ной мази и интравагинальных таблеток по 0,1 г. Кетоконазол применяют внутрь в виде таблеток по 0,2 г для лечения и профилактики микозов.

Производные 1,2,4-триазола

1,2,4-Триазол существует в 4H-форме и 1H-форме. Рентгеноструктурным анализом установлено, что предпочтительной из двух таутомерных форм является 1H-1,2,4-триазол.

Синтезируют производные 1,2,4-триазола путем конденсации в автоклаве диацилгидразинов с аммиаком:

Применяют флюконазол, производное 1,2,4-триазола (табл. 58.2), сходное по химической структуре и фармакологическому действию с клотримазолом и кетоконазолом.

58.2. Свойства флюконазола

Лекарственное вещество	Химическая структура	Описание
Fluconazole— флюконазол (Дифлюкан)	2-(2,4-дифторфенил)-1,3-бис-(1H-1,2,4-триазол-1-ил)-2-пропанол	Белый или белый с желтоватым оттенком кристаллический порошок

Флюконазол — белое или имеющее желтоватый оттенок кристаллическое вещество, практически нерастворимое в воде, умеренно растворимое в этаноле и хлороформе, растворимое в ацетоне, легко растворимое в метаноле.

Подлинность флюконазола подтверждают по совпадению полос поглощения ИК-спектров испытуемого и стандартного образцов, снятых в минеральном масле. УФ-спектр раствора флюконазола в 0,01М метанольном растворе хлороводородной кислоты, снятый в интервале длин волн 220-340 нм, должен иметь максимумы и минимумы поглощения при тех же длинах волн, что и УФ-спектр стандартного образца.

Наличие посторонних примесей в флюконазоле устанавливают методами ТСХ (аминотриазол, триазол и другие неидентифицированные примеси — не более 0,6%), ВЭЖХ (четвертичная соль флюконазола и другие — не более 0,6%), ГЖХ (изопропанол).

Для количественного определения используют неводное титрование в среде ледяной уксусной кислоты с потенциометрическим окончанием. Альтернативным методом количественного определения ФС рекомендует ВЭЖХ в подвижной фазе, включающей ацетонитрил и фосфатный буферный раствор (pH 4,0).

Хранят флюконазол по списку Б, в плотно укупоренной таре, защищенной от света, при температуре не выше 30 °C.

Флюконазол — противогрибковое средство, его назначают для лечения криптококкоза, в т.ч. у больных СПИДом и при других иммунодефицитных состояниях, а также при различных формах кандидоза. Назначают внутрь в капсулах по 0,05; 0,1; 0,15 и 0,2 г или в виде 0,2%-ного раствора внутривенно.