Материал: Лекарственные средства 3-4 групп периодической системы Д. Менделеева

Введение

лекарственный уголь борный глина

Химия лекарственных средств, или фармацевтическая химия, берёт своё название от греческого слова pharmakon - лекарство. Фармацевтическая химия - наука, которая, базируется на общих законах химических наук, изучает многообразный круг вопросов, связанных с лекарственными веществами: их получение и химическую природу, состав и строение, влияние отдельных особенностей строения их молекул на характер действия на организм, изучает физические и химические свойства лекарственных веществ и методы контроля их качества, определяет условия хранения лекарств.

Фармацевтическая химия занимает ведущее место в комплексе смежных фармацевтических наук (технология лекарственных средств, токсикологическая химия, фармакогнозия, организация экономики фармации) и является необходимым фундаментом для их понимания и знания. В то же время фармацевтическая химия, являясь специализированной наукой, и не может не опираться на знания смежных химических (неорганическая, органическая, аналитическая, физическая и коллоидная химия), а также медико-биологических (фармакология, физиология, биологическая химия) дисциплин.

Знание биологических дисциплин необходимо для понимания сложных физиологических процессов, происходящих в организме, в основе которых лежат химические и физические реакции. Это позволяет более рационально применять лекарственные вещества, наблюдать за их действием в организме и на основании этого изменять в необходимом направлении структуру молекул создаваемых лекарственных веществ с целью получения желаемого фармакологического эффекта. По результатам фармакологических испытаний лекарственные вещества даётся заключение о возможности использования их в медицинской практике.

Лекарственные средства элементов группы

К третьей группе главной подгруппе периодической системы относятся следующие элементы - бор, алюминий, галлий, индий, таллий, а к побочной подгруппе - скандий, иттрий, лантан, актиний.

В качестве лекарственных средств преимущественно используются соединения бора и алюминия. Соединения галлия и индия находят применение в качестве радиоизотопных препаратов для диагностики системных злокачественных опухолей. К таким препаратам относятся: инъекционный раствор галлия цитрата, содержащего радионуклид 67Ga, и раствор индия хлорида, на основании радиоактивного изотопа 111In.

Бор - единственный неметалл в рассматриваемой группе элементов. Алюминий, галлий и индий - металлы с амфотерными свойствами. Ещё более выраженные свойства у таллия.

Массовая доля бора в организме человека составляет 10-5 %. Этот элемент накапливается, главным образом, в лёгких, щитовидной железе, селезёнке, печени, мозге, почках и сердечной мышце. Избыток этого элемента вреден для организма человека. Большой избыток бора угнетает амилазы, протеиназы, уменьшает активность адреналина.

Содержание алюминия в организме не превышает 10-5 %. Допустимое суточное потребление алюминия человеком составляет 47 мг. Алюминий влияет на ферментативные процессы, замещая ионы магния и кальция в активных центрах. Такое замещение вполне закономерно, так как ионные радиусы и энергии ионизации этих атомов близки по значениям.

Соединения таллия чрезвычайно токсичны, что объясняется двумя возможными механизмами. С одной стороны, ион таллия имеет радиус, близкий по величине к радиусу иона калия, и поэтому способен замещать его в метаболических процессах. С другой стороны - ион таллия, являясь мягкой кислотой, чрезвычайно связывается с тиоловыми группами Ti - S - R - мягкими основаниями, нарушая функционирование ряда ферментов.

Соединения бора

В природе бор встречается главным образом в виде кислородных соединений. Бор входит в состав борной кислоты, которая содержится в воде горячих источников вулканических местностей. В природе также распространены многочисленные разновидности солей борной кислоты. Из них наиболее известна бура, или тинкал Na2B4O7 * 10 H2O, бор также входит в состав природного минерала борацита 2 Mg3B8O15 * MgCl2, пандермита Ca2B6O11* 3 H2O , кернита Na2B4O7 * 4 H2O.

В большинстве соединений бор трёхвалентен, однако присутствие свободной р-орбитали у атома делает возможным образование химической связи по донорно-акцепторному типу, что приводит к увеличению валентности до четырёх. Наиболее характерны для бора кислородсодержащие соединения, главным образом оксиды. При взаимодействии В2О3 с водой образуются кристаллы борной кислоты. В свободном виде известны две разновидности борной кислоты: метаборная и ортоборная. И именно ортоборная кислота используется как лекарственное средство.

Кислота борная (Acidum boricum) Н3ВО3

Физические свойства: белый кристаллический порошок без запаха, летуч с парами воды и спирта. При нагревании теряет часть воды и образуется метаборная кислота НВО2, а при более длительном нагревании образуется стекловидная масса, которая теряет всю воду и спекается превращаясь в борный ангидрид В2О3. Растворим в воде (1:25), а в кипящей воде (1:4); водные растворы имеют слабокислую реакцию среды.

Получение: кислоту борную получают разложением буры или борокальцита горячим раствором соляной кислоты:

Идентификация: 1) взаимодействие со спиртом в присутствии концентрированной серной кислоты - образуется борноэтиловый эфир который горит пламенем окаймлённым зелёным цветом:

2) Реакция с куркумином - борная кислота с природным красителем желтого цвета куркумином, нанесённым на фильтровальную бумагу, образует комплексное соединение розоциамин, окрашенное в розовый или буровато-красный цвет. При дальнейшем смачивании полученного комплекса раствором аммиака образуется чёрно-зелёное окрашивание:

3) даёт слабокислую реакцию на лакмус - образуется слабо-красный цвет раствора.

4) при прокаливании кислоты борной до 1000С наблюдается появление характерной стекловидной массы оксида бора (В2О3) из-за потери воды. При растворении в воде все эти соединения снова переходят в борную кислоту:

Испытание на чистоту: В соответствии с ГФУ допустимые примеси в лекарственном средстве являются - соли кальция, железа, тяжёлых металлов, мышьяка, сульфатов, определение которых осуществляется с использованием соответствующих эталонов.

В борной кислоте не должно быть примесей минеральной кислоты, что устанавливается по индикатору метиловому оранжевому. Сама борная кислота не меняет окраску этого индикатора (как очень слабая кислота).

Углеродсодержащие вещества обнаруживают при постепенном нагревании препарата до слабого покраснения. При этом испытании не должно происходить потемнение пробы.

Количественное определение: алкалиметрия, прямое титрование в среде глицерина или других многоатомных спиртов, индикатор - фенолфталеин, f = 1

При титровании водных растворов борной кислоты щёлочью без добавления многоатомных средств образуется метаборат натрия (NaBO2), которые сильно гидролизуются вследствие чего реакционная среда становится раньше, чем наступает точка эквивалентности.

Хранение: в хорошо закупоренной таре.

Применение: антисептическое и дезинфицирующее средство для полоскания рта и горла, для промывания глаз, при заболеваниях кожи как антибактериальный, противогрибковый и противопаразитарный препарат.

Натрия тетраборат (Natrii tetraboras)Na2B4O7 * 10 H2O

Физические свойства: белый кристаллический порошок, водный растворы которого имеют солоноватый вкус и щелочную среду, а реакция глицериновых растворов кислая вследствие образования свободной глицериноборной кислоты; растворим в воде, легко растворим в глицерине, нерастворим в спирте.

Получение: воздействуют на борикальцит горячим раствором соды, образующийся в результате реакции карбонат кальция отфильтровывают и из холодного раствора выкристаллизовывают буру:

CaB4O7 + Na2CO3 > Na2B4O7 + CaCО3v

Идентификация: 1) взаимодействие с этиловым спиртом концентрированной серной кислоты, образуется борноэтиловый эфир зелёного цвета:

2) при добавлении к водному раствору субстанции фенолфталеина появляется розовое окрашивание, которое исчезает при добавлении глицерина:

Na2B4O7 + 7 H2O > Н3ВО3 + 2 NaOH

3) реакция на ионы натрия Na+.

Испытание на чистоту: согласно ГФУ, бура не должна содержать примесей карбонатов, а примеси мышьяка, хлоридов, сульфатов, железа не должны превышать допустимые значения.

Количественное определение: 1) ацидиметрия, прямое титрование, индикатор - метиловый оранжевый, f = 1/2

Na2B4O7 + 2 HCl + 5 H2O > 4 Н3ВО3 + 2 NaCl

2) алкалиметрия манитовых или глицериновых растворов, f=1/4

Хранение: в хорошо закупоренной таре.

Применение: антисептическое и дезинфицирующее средство, используется также как инсектицид и для лечения эпилепсии.