Производные гексагидропиримидиндиона (пиримидин-4,6-диона)

Гексагидропиримидиндион отличается от барбитуровой кислоты отсутствием атома кислорода в положении 2. К числу его производных относится примидон (гексамидин), сходный по химической структуре с фенобарбиталом:

Примидон синтезируют путем взаимодействия диамида фенилэтилмалоновой кислоты с муравьиной кислотой при нагревании:

По физическим свойствам примидон сходен с барбитуратами (табл. 64.4). Он практически нерастворим в воде, мало растворим в этаноле и ацетоне. Также идентичны и способы испытаний барбитуратов и примидона.

64.4. Свойства примидона

Лекарственное вещество	Химическая структура	Описание
Primidone— примидон (Гексамидин)	5-этил-5-фенилгексагидропиримидиндион-4,6	Белый кристаллический порошок, без запаха. Т. пл. 280–284 °C

ИК-спектр примидона, снятый после прессования в диске бромида калия в области 4000-400 см^–1, должен полностью совпадать по полосам и их относительным интенсивностям с рисунком спектра, прилагаемым к ФС.

Подлинность примидона устанавливают также по УФ-спектру раствора в этаноле (растворяют при нагревании). В области 240-280 нм он имеет три максимума поглощения — при 252, 258 и 264 нм и три минимума — при 250, 255 и 262 нм.

При нагревании примидона в пробирке с кристаллическим гидроксидом натрия образуется аммиак, карбонат натрия, натриевая соль фенилэтилуксусной кислоты и в отличие от барбитуратов — формальдегид:

Аммиак обнаруживают по посинению красной лакмусовой бумаги.

При кипячении смеси растворов примидона, хлорамина Б и сульфата меди (II) появляется ароматный запах, выпадает синий осадок, а раствор окрашивается в красно-фиолетовый цвет. С хромотроповой кислотой примидон при нагревании на сетке в течение 3 мин в присутствии концентрированной серной кислоты приобретает сиреневое окрашивание. Окраска обусловлена взаимодействием с хромотроповой кислотой формальдегида, выделяющегося при гидролизе примидона.

Посторонние примеси (не более 2%) определяют методом ТСХ, а остаточные растворители (изопропиловый спирт) — методом ГЖХ на хроматографе с детектором ионизации в пламени.

Для количественного определения примидона ФС рекомендует УФ-спектрофотометрию растворов в этаноле. Оптическую плотность измеряют при 255, 258 и 262 нм. В тех же условиях измеряют УФ-спектры стандартного образца и рассчитывают содержание примидона. Количественно примидон определяют также методом Кьельдаля.

Хранят примидон по списку Б, в хорошо укупоренной таре, в сухом месте, при комнатной температуре. Применяют подобно бензоналу в качестве противосудорожного средства. Выраженным снотворным действием не обладает. Выпускают в таблетках по 0,125 и 0,25 г.

Производные урацила

Урацил (1,2,3,4-тетрагидропиримидиндион) подобно барбитуратам может существовать в виде двух таутомерных форм (лактам-лактимная таутомерия):

Общая формула производных урацила:

Лекарственные вещества, производные урацила могут содержать в молекуле атом фтора (R₁), метильный радикал (R₁ или R₂). Некоторые из них представляют собой пиримидиновые нуклеозиды — синтетические аналоги входящих в состав нуклеиновых кислот производных пиримидинового основания — тимина. Они содержат в молекуле остаток моносахаридов (R₃) и являются производными 3-дезокситимидина:

Наиболее широко применяют в медицине производные урацила: фторурацил, метилурацил и нуклеозиды: тегафур (фторафур), зидовудин (азидотимидин), ставудин.

Синтез производных урацила основан на циклизации алифатических соединений. Исходные продукты получения фторурацила — натрийформилфторуксусный эфир и S-метилизотиомочевина. Образующийся при их конденсации 2-метилтио-5-фторурацил превращается в 5-фторурацил в результате гидролиза в растворе хлороводородной кислоты:

Метилурацил с хорошим выходом (64–65%) можно получить при нагревании смеси эквимолекулярных количеств мочевины и дикетена в хлорбензоле в присутствии пиридина:

Фторурацил был синтезирован в 1957 г. Г.Хейдельбергером и Р.Душинским. На основе фторурацила были созданы своеобразные аналоги нуклеозидов, один из которых, синтезированный в 1970 г, — тегафур (фторафур) оказался активным противоопухолевым средством (С.А.Гиллер, Р.А.Жук, М.Ю.Лидак, А.А.Зидермане). Исходный продукт получения тегафура — фторурацил подвергают O-силилированию гексаметилдисилазаном, затем полученное производное пиримидина алкилируют 2-хлортетрагидрофураном и удаляют силильную защиту путем кристаллизации эфира из пропанола (R-OH):

Азидотимидин (зидовудин) — первый противовирусный препарат из группы нуклеозидов. Он был синтезирован в 1964 г при поиске противоопухолевых средств, но оказался эффективным при лечении СПИДа.

Дезокситимидин в присутствии полигалогентриэтиламина подвергают внутримолекулярной этерификации — циклизации. В ней участвует гидроксил иминольного таутомера и гидроксильная группа дезоксирибозы. На образовавшийся полицикл действуют азидом натрия. Внутримолекулярная эфирная группа раскрывается и азидная группа оказывается в прежнем стереохимическом положении:

По физическим свойствам производные урацила представляют собой белые кристаллические вещества без запаха. Некоторые из них имеют желтоватый или бледно-розовый оттенок (табл.54.5). Азидотимидин может существовать в нескольких полиморфных модификациях.

Производные урацила характеризуются малой растворимостью в воде и органических растворителях. Фторурацил и метилурацил мало растворимы в воде и этаноле. Фторурацил умеренно растворим в растворах едких щелочей, мало растворим в 0,1 М растворе хлороводородной кислоты. Метилурацил практически нерастворим в эфире и хлороформе. Нуклеозиды — тегафур и зидовудин умеренно растворимы в воде. Тегафур умеренно растворим в этаноле и хлороформе, мало — в эфире. Зидовудин растворим в этаноле и метаноле, мало растворим в хлороформе, очень мало в эфире. Ставудин растворим в воде (1:200) с образованием бесцветного коллоидного раствора.

64.5. Свойства производных урацила

Лекарственное вещество	Химическая структура	Описание
Fluorouracil— фторурацил	2,4-диоксо-5-фтор-1,2,3,4-тетрагидропиримидин (5-фторурацил)	Белый или белый с желтоватым оттенком кристаллический порошок
Methyluracil— метилурацил	6-метилурацил или 2,4-диоксо-6-метил-1,2,3,4-тетрагидропиримидин	Белый кристаллический порошок без запаха
Tegafur— тегафур (Фторафур)	N’-(2-фуранидил)-5-фторурацил	Белый кристаллический порошок без запаха. Т.пл. 165–171°C
Zidovudine— зидовудин (Азидотимидин)	3-азидо-3-дезокситимидин	Белый или белый с желтоватым оттенком кристаллический порошок без запаха. Т.пл. 120-123°C. Удельное вращение от +58 до +62° (1%-ный раствор в метаноле)
Stavudine— ставудин	3-дезокситимидин	Белый или почти белый с бледно-розовым оттенком порошок без видимых включений

В химическом отношении фторурацил и тегафур характеризуются свойствами слабых кислот, способностью к лактам-лактимной таутомерии, окислению, гидролизу, реакциям электрофильного замещения, поглощению электромагнитного излучения. Ряд указанных свойств присущ и другим производным урацила (метилурацил). Они лежат в основе их испытаний на подлинность и количественного определения.

ИК-спектры метилурацила и зидовудина в области 4000-400 см^–1 (в дисках с бромидом калия) должны полностью совпадать с прилагаемым к ФС рисунком спектра. ИК-спектр зидовудина позволяет идентифицировать азидогруппу (2130-2080 см^–1).

Объективными константами, подтверждающими подлинность производных урацила, являются максимумы и минимумы светопоглощения в области 220-300 нм в растворах кислот и щелочей. У фторурацила максимум поглощения при длине волны 265 нм; у тегафура минимум при 248 нм, максимум при 270 нм; у метилурацила соответственно при 231 и 260 нм. Удельный показатель поглощения фторурацила (0,001%-ный раствор в 0,1 М растворе хлороводородной кислоты) находится в пределах от 530 до 550. УФ-спектры раствора зидовудина в воде и метаноле имеют два максимума — при 210 и 266 нм и минимум при 233 нм.

Установлено, что производные урацила имеют характерные УФ-спектры поглощения после растворения в концентрированной серной кислоте. По сравнению с растворами в разбавленных кислотах происходит смещение максимума поглощения до 275 нм (метилурацил). В спектре 5-фторурацила возникают две полосы поглощения (256 и 290 нм), а у тегафура — интенсивная полоса в области 290 нм и небольшое плечо в области 258–263 нм.

В способах испытания производных урацила и барбитуратов много общего. Производные урацила, в тех же условиях, что и барбитураты, образуют окрашенные в фиолетовый цвет соединения с солями кобальта, а также белые осадки с растворами нитрата серебра и дихлорида ртути. Эти и другие ионы металлов участвуют в реакциях солеобразования и комплексообразования, основанных на кислотных свойствах производных урацила. Условия выполнения этих испытаний несколько отличаются от методик анализа барбитуратов. Так, например, раствор метилурацила в этаноле после нагревания, последующего охлаждения, добавления спиртового раствора нитрата кобальта и раствора аммиака приобретает фиолетовое окрашивание.

Наличие урацила в молекулах обнаруживают различными химическими реакциями: по обесцвечиванию бромной воды (метилурацил, фторурацил); по образованию красно-оранжевого осадка под действием раствора n-нитродиазобензола (метилурацил).

В щелочной среде фторурацил и тегафур подобно урацилу образуют таутомерные енольные формы. При этом они проявляют свойства фенолов и могут давать положительные реакции азосочетания, окисления, замещения и конденсации. Известны реакции азосочетания с использованием в качестве диазосоставляющего амина диазотированной сульфаниловой кислоты. Описана методика идентификации фторурацила, основанная на его окислении перманганатом калия в щелочной среде. Продукт реакции окрашен в зеленый цвет. Для обнаружения фторурацила и тегафура используют процесс взаимодействия при нагревании с хлороформом или хлоралгидратом. Появляется оранжево-красное окрашивание.

Для испытания подлинности тегафура применяют реакцию щелочного гидролиза. При нагревании раствора в 30%-ном растворе гидроксида натрия в присутствии цинковой пыли выделяется аммиак. Если затем внести в реакционную смесь фенол и гипохлорит натрия, то выделившийся аммиак, взаимодействуя с ними, образует монохлорамин, а затем индофенол (при рH 11), имеющий характерную синюю окраску:

Фторурацил и тегафур взаимодействуют также с гидроксиламином при рH 8. Происходит образование мочевины и изоксазолона-5, который, являясь лактоном, образует с гидроксиламином окрашенные продукты. Ряд перечисленных химических реакций лежит в основе испытаний на подлинность и других нуклеозидов.

Фторид-ионы в фторурациле и тегафуре обнаруживают после предварительной минерализации со смесью для спекания. Затем остаток растворяют и при рH 4,0–5,0 действуют раствором хлорида кальция (появляется белая опалесценция):

2F^– + CaCl₂ ¾® CaF₂¯ + 2Cl^–

Фторид-ионы могут быть также обнаружены после сжигания в колбе с кислородом в присутствии пероксида водорода. Образовавшиеся фторид-ионы обесцвечивают кроваво-красное окрашивание прибавляемого раствора тиоцианата железа, связывая его в прочный комплексный ион:

Fe(NCS)₃ + 6F^– ¾® [FeF₆]^3– + 3NCS^–

По ФС после выполнения испытания сравнивают окраску испытуемого и контрольного растворов. Наличие фторид-ионов можно также установить реакцией с ализаринатом циркония, подробно рассмотренной на примере анализа фторотана (см).

Сложным объектом фармацевтического анализа является зидовудин, так как при его синтезе и в результате разложения при хранении образуются примеси, сходные по химической структуре с основным веществом. Поэтому для испытаний зидовудина рекомендован комплекс методов, включающих не только ИК- и УФ-спектрофотометрию, но и ТСХ, ГЖХ, ВЭЖХ, ЯМР¹H-спектроскопию, дериватографию, рентгеновскую дифрактографию (В. В. Нестеров).

Степень чистоты фторурацила, метилурацила и тегафура проверяют методом ТСХ с помощью хроматографических пластинок Силуфол УФ-254. Фторурацил не должен содержать примесей промежуточных продуктов синтеза: метилтиофторурацила и тиофторурацила, а тегафур должен быть свободным от 5-фторурацила и других посторонних примесей. Методом ВЭЖХ во фторурациле обнаруживают примесь урацила (не более 0,16%), а с помощью фторселективного электрода определяют содержание примеси свободных фторид-ионов (не более 0,005%). Для определения специфических примесей в зидовудине применен метод ТСХ на пластинках Кизельгель 60-УФ-254 в системе растворителей метанол-хлороформ (1:9). Содержание остаточных растворителей определяют методом ГЖХ (метанол, хлороформ, толуол, диэтиламин, диметилформамид). Методом ГЖХ подтверждают подлинность зидовудина, сравнивая времена удерживания испытуемых и стандартных образцов (различие не должно превышать 2%). Методом ВЭЖХ определяют в зидовудине наличие примеси 5-o-бензоил-2,3-ангидротимидина (детектируют при 230 нм) и других примесей (230 и 265 нм). Суммарное содержание всех примесей должно быть не более 2%. В ставудине аналогично определяют наличие тимина, метилпарабена, пропилпарабена. Метод ВЭЖХ дает объективные результаты количественного определения зидовудина и ставудина. Подвижная фаза при определении зидовудина включает смесь метанола и воды (20:80). Детектирование зидовудина осуществляют при 265 нм, а ставудина — при 268 нм. Расчеты выполняют методом простой нормировки по площади пика основного вещества и стандартного образца.

Содержание фторурацила можно установить методом косвенной нейтрализации, действуя на растворенную в свежепрокипяченной и охлажденной воде навеску 20 мл 0,1 М раствора нитрата серебра. Затем титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия (индикатор феноловый красный) выделившееся эквивалентное количество азотной кислоты:

2HNO₃ + 2NaOH ¾® 2NaNO₃ + 2H₂O

Количественное определение тегафура выполняют бромид-броматометрическим методом, основанным на способности производных урацила вступать в реакции галогенирования:

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

Избыток титранта определяют иодометрически:

2KI + Br₂ ¾® I₂ + 2KBr

I₂ + 2Na₂S₂O₃ ¾® 2NaI + Na₂S₄O₆

Фторурацил определяют в неводной среде подобно барбитуратам, используя в качестве растворителя диметилформамид. Титрантом служит 0,1 М раствор метилата натрия или гидроксида тетрабутиламмония (индикатор тимоловый синий). Аналогичным образом определяют метилурацил: навеску растворяют в диметилформамиде и титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия в смеси метанола и бензола (индикатор раствор тимолового синего в диметилформамиде).

Количественное определение 5-фторурацила и тегафура методами непосредственной и дифференциальной спектрофотометрии может быть выполнено с использованием в качестве растворителя 0,1 М раствора хлороводородной кислоты (соответственно при 265 нм и 270 нм), а метилурацила в 0,1 М растворе гидроксида натрия (260 нм). Наличие таутомерных форм у производных урацила обусловливает возможность применения DE-спектрофотометрии в анализе метилурацила, 5-фторурацила, тегафура. Ряд приведенных цветных реакций используют для фотоколориметрического определения производных урацила. Так, определить фторурацил можно фотометрическим методом по фторид-иону, образующемуся после сжигания в колбе с кислородом.

Фторурацил и тегафур хранят по списку А в сухом, защищенном от света месте. Работу с фторурацилом необходимо проводить под тягой в резиновых перчатках и головном уборе, защищающем от пыли. При необходимости надевают противогаз или респиратор. Метилурацил хранят по списку Б в сухом месте, зидовудин и ставудин по списку Б в плотно укупоренной таре, в сухом, защищенном от света месте, при температуре не выше 20 °C. Растворы ставудина при комнатной температуре постепенно разрушаются до образования тимина.

Фторурацил и тегафур — цитостатические (противоопухолевые) средства. Их применяют при злокачественных опухолях желудка и других отделов желудочно-кишечного тракта. Выпускают в ампулах в виде 5%-ного раствора по 5 мл (фторурацил) и 4%-ного раствора по 10 мл (тегафур) в виде натриевых солей. Метилурацил назначают как стимулятор лейкопоэза при лейкопениях различной этиологии, лучевых поражениях кожи, вяло заживающих ранах, ожогах в виде таблеток по 0,5 г.

Зидовудин (азидотимидин) впервые применен для лечения системных вирусных инфекций, а затем (1985 г) для комплексной терапии синдрома приобретенного иммунодефицита (СПИДа). Механизм его действия состоит в подавлении фермента транскриптазы ВИЧ. Назначают обычно внутрь в виде капсул по 0,1 и 0,25 г и 1%-ного сиропа в течение 7-24 недель. Облегчает течение заболевания СПИДом, но не излечивает полностью. Ставудин — один из структурных аналогов зидовудина с идентичным механизмом действия. Назначают для терапии ВИЧ-инфекции внутрь по 0,03-0,04 г 2 раза в сутки.

Сходен с зидовудином и ставудином по химической структуре, свойствам, механизму действия и применению ламивудин (Lamivudin). Он представляет собой производное 4-аминопиридин-2-она и отличается от производных пиримидин-2,4-диона наличием вместо оксогруппы аминогруппы в положении 4 и наличием атома серы в молекуле:

Учитывая указанное сходство, способы испытаний ламивудина мало отличаются от способов испытаний рассмотренных нуклеозидов тимина.

Ламивудин в основном применяют в комплексной терапии ВИЧ-инфекции в комбинации с зидовудином до 0,25 г в сутки. Выпускают в виде таблеток, покрытых оболочкой.

Производные хиназолина

Адреноблокатором, действующим избирательно на постсинаптические a₁-адренорецепторы, является лекарственное вещество празозин. Его химическая структура включает гетероциклическую систему хиназолин и два гетероцикла: пиперазин и фуран:

Синтезируют производные хиназолина по общей схеме:

64.6. Свойства празозина

Лекарственное вещество	Химическая структура	Описание
Prazosin— празозин	2-(4-фуроилпиперазил)-4-амино-6,7-диметоксихиназолина гидрохлорид	От белого до белого с кремоватым оттенком цвета кристаллический порошок

Празозин — кристаллическое вещество (табл. 64.6) белого или с кремоватым оттенком цвета, практически нерастворимое в воде, ацетоне и хлороформе, очень мало растворимое в этаноле, метаноле и диметилформамиде.

Подлинность празозина подтверждают с помощью ИК- и УФ-спектров, которые измеряют после обработки метанолом, удаления растворителя и высушивания под вакуумом при 130 °C. ИК-спектр полученного остатка снимают в области 3700-600 см^–1 после прессования в таблетках с бромидом калия. Он должен иметь полное совпадение полос поглощения со спектром, прилагаемым к ФС. УФ-спектры метанольных растворов празозина различной концентрации (после добавления 1 М раствора хлороводородной кислоты) снимают в области 300-360 нм и в области 230-300 нм. Они должны иметь максимум светопоглощения при длинах волн 328, 342 и при 247 нм соответственно.

После отделения основания празозина действием раствора гидроксида натрия в фильтрате обнаруживают хлорид-ионы.

Посторонние примеси определяют методом ТСХ на пластинках Силуфол УФ-254. Хроматографируют, используя систему растворителей этилацетат-диэтиламин (95:5), затем сравнивают с хроматограммой свидетеля.

Количественное определение выполняют методом неводного титрования, используя в качестве растворителя ледяную уксусную кислоту, в присутствии ацетата ртути (II). Титруют 0,1 М раствором хлорной кислоты с индикатором кристаллическим фиолетовым. По фармакопее США для количественного определения используют метод ВЭЖХ (раствор празозина в метаноле). Подвижной фазой служит система растворителей: метанол-вода-ледяная уксусная кислота-диэтиламин (70:30:1:0,02). Детектируют при длине волны 254 нм.

Хранят празозин по списку Б в защищенном от света месте.

Празозин оказывает гипотензивный эффект, а также артерио- и венорасширяющее действие. Назначают его при различных формах артериальной гипертонии и застойной сердечной недостаточности внутрь в виде таблеток по 0,0005-0,001-0,002 г.

ГЛАВА 65.