FARMACEUTSKI FAKULTET SARAJEVO

Davorka Završnik

Samija Muratović

Selma Špirtović-Halilović

Elma Veljović

Amar Osmanović

PRAKTIKUM FARMACEUTSKE KEMIJE

ZA INTERNU UPOTREBU

Sarajevo 2013

SADRŽAJ:

PREDGOVOR

1. FARMACEUTSKA KEMIJA...............................................................................................2

1.1. Podjela farmaceutske kemije…………………………………………………..................2

1.1.1. Lijek...............................................................................................................................2

1.1.2. Nazivi lijekova...............................................................................................................3

2. FARMAKOPEJA (Pharmacopoeia)...............................................................................4

2.1. Kratice i znakovi……………………………………………………………….................5

2.2. Iskazivanje sastava..............................................................................................................6

2.3. Reagensi..............................................................................................................................7

2.4. Materia medica...................................................................................................................8

3. STEREOSELEKTIVNOST LIJEKOVA.....................................................10

4. MODELIRANJE LIJEKOVA - LIPOFILNOST.................................................................14

5. TEORIJA GRAFOVA........................................................................................................30

6. KLASIFIKACIJA FUNKCIONALNIH GRUPA................................................................32

6.1. ALKANI............................................................................................…............................34

6.2. ALKENI............................................…............................................................................35

6.3. ALKINI............................................….............................................................................35

6.4. ALKOHOLI......................................................................................................................35

6.4.1. Reakcije na alkoholnu OH grupu...................................................................................37

6.4.1.1. Reakcije pucanja O-H veze.........................................................................................37

6.4.1.2. Reakcije pucanja C-OH veze......................................................................................40

6.5. FENOLI.............................................................................................................................40

6.5.1. Osobine fenola...............................................................................................................41

6.5.2. Reakcije stvaranja obojenih kompleksa s željezo (III) kloridom, FeCl3........................42

6.5.3. Halogeniranje fenola…………………………………………………………..……....43

6.5.4. Reakcije na jezgri – oksidacija…….......................................................................……44

6.6. ETERI…………………………………..............................................................………..46

6.7. ALDEHIDI I KETONI......................................................................................................47

6.7.1. Reakcije na aldehidnu i keto grupu................................................................................47

6.8. KARBOKSILNE KISELINE............................................................................................50

6.9. DERIVATI KARBOKSILNIH KISELINA.....................................................................52

6.9.1. ESTERI..........................................................................................................................52

6.9.2. AMIDI............................................................................................................................52

6.10. AMINI.............................................................................................................................53

6.10.1. AROMATSKI AMINI.................................................................................................53

6.10.2. ALIFATSKI AMINI...................................................................................................56

7. METIL DERIVATI

KSANTINA ........................................................................................57

8. SINTEZA PROLIJEKOVA.................................................................................................59

8.1. Nosač vezani prolijekovi………………………….............................................………..60

8.2. Prolijekovi - oblici tipa bioprekursora……………………….…………………………..65

9. IDENTIFIKACIJA NEORGANSKIH, ORGANSKIH I ORGANSKO NEORGANSKIH

PREPARATA..........................................................................................................................68

9.1. Kvalitativna analiza..........................................................................................................68

9.2. Prethodna ispitivanja.........................................................................................................68

9.3. IDENTIFIKACIJA NEORGANSKIH SPOJEVA...........................................................71

9.4. IDENTIFIKACIJA ORGANSKIH I ORGANSKO NEORGANSKIH SPOJEVA.........75

9.4.1. Termijske reakcije..........................................................................................................76

9.4.2. Ispitivanje elementarnog sastava………………………………………..............…….77

9.4.3. Ispitivanje topivosti........................................................................................................80

10. IDENTIFIKACIJA TEČNIH FARMACEUTSKIH PREPARATA..................................86

11. SINTEZE LJEKOVITIH SUPSTANCI.............................................................................94

11.1. METODE PREČIŠĆAVANJA LJEKOVITIH SUPSTANCI......................................100

11.2. ISPITIVANJE ČISTOĆE SUPSTANCI.......................................................................106

11.3. ODREĐIVANJE TAČKE TOPLJENJA.......................................................................107

11.4. ELEMENTARNA ANALIZA......................................................................................109

11.5. SINTEZA NEORGANSKIH SPOJEVA………………………….....................….....112

11. 6. SINTEZA NEORGANSKO ORGANSKIH SPOJEVA..............................................114

11.7. SINTEZA ORGANSKIH.SPOJEVA............................................................................119

DNEVNIK

RADA..................................................................................................................137

MJERE OPREZA I ZAŠTITE PRI RADU U LABORATORIJU ZA

FARMACEUTSKU KEMIJU

Rad s hemikalijama

Ne izlagati se nepotrebno kontaktu s hemikalijama, a svaki dodir bilo kojim putem svesti

na minimum. Svaku nepoznatu hemikaliju smatrati potencijalno toksičnom, a dodir svesti

na minimum. Prije početka rada informirati se o svakoj hemikaliji s kojom se dolazi u

dodir o njezinim fizičko-hemijskim osobinama i toksičnosti.

Osim ako nije dio protokola ne mirisati niti kušati hemikalije. Voditi računa o radu s

hemikalijama i izbjegavati kontakt s kožom.

Sve hemikalije moraju biti propisno signirane, a hemikalije bez ili s oštećenom

signaturom ne uzimati. Držati se uputa o radu s toksičnim, lakozapaljivim i korozivnim

supstancama. Nakon uzimanja hemikalija, uredno očistiti i vratiti na mjesto, a po

završetku rada složiti hemikalije, provjeriti da li su propisno signirane, da li su signature

na svome mjestu, da li su oštećene, uprskane ili prljave, dobro zatvorene i sl.

Ukoliko aparati u laboratoriji ispuštaju štetne gasove, potrebno je prostoriju propisno

ventilirati. Smanjiti na najmanju mjeru oslobađanje toksičnih i lako hlapljivih supstanci u

hladnim ili toplim sobama, ako nemaju cirkulirajuću atmosferu.

Osigurati odstranjivanje toksičnih tvari u biološkim kabinetima kroz specijalne filtere.

Stakleno posuđe koje je oštećeno odstraniti. Voditi računa o pranju posuđa koji imaju

uvrnute i spiralne cijevi.

Ne prosipati zapaljive, korozivne materije, kiseline i baze (pH 6-10), toksične i

nadražujuće materije u kanalizacione odvode, jer mogu interferirati s biološki aktivnim

tvarima u otpadnim vodama i izazvati požar, oštećenje ili koroziju cijevi.

Procedura s lakozapaljivim hemikalijama

Tekućine koje imaju tačku ključanja ispod 37,8oC označavaju se kao lako zapaljive. One

se u laboratoriji čuvaju u minimalnim količinama, daleko od izvora vatre ili toplote.

Takve supstance se skladište u posebno namjenski izgrađenim bunkerima. Rad s lako

4

zapaljivim materijama se izvodi u digestorima ili drugim mjestima s dobrom

ventilacijom.

Lako zapaljive tekućine ne čuvaju se u frižiderima, moraju se držati odvojeno od jakih

oksidirajućih sredstava.

Procedura s reaktivnim supstancama

Reaktivne supstance su one tvari koje mogu lako reagirati, izazivajući eksplozije, burne

reakcije, oslobađanje topline ili toksičnih gasova. Ove rakcije nastaju najčešće radi

oštećenja boce ili nepažljivog rukovanja. Reaktivne supstance se obično svrstavaju u

dvije grupe: prva su nestabilne supstance, eksplozivi, monomeri kao što je etilen, a u

drugoj grupi su nestabilne mješavine, s vodom reagirajuće supstance i mješavine

supstanci s oksidirajućim i reducirajućim osobinama. Ovakve supstance na signaturi

trebaju biti propisno signirane i imati odgovarajuće oznake.

Ovakve supstance trebaju se čuvati odvojeno od drugih hemikalija. Nitratna kiselina je

oksidans i treba se čuvati odvojeno od lako zapaljivih hemikalija.

Posebno se trebaju čuvati hemikalije koje su reaktivne s vodom, te se moraju skladištiti i

čuvati na suhom mjestu, zaštićeni od vlage.

Procedura s korozivnim i opasnim hemikalijama

Korozivne materije su supstance koje direktnim hemijskim djelovanjem oštećuju tkivo ili

metal. Od djelovanja korozivnih tvari štiti se izbjegavanjem direktnog kontakta, a pri

radu koristiti sve vidove zaštitne odjeće, rukavice, maske, naočale i sl.

Ovdje spadaju: anorganske kiseline, organske kiseline, kaustične tekućine kao amonijev i

natrijev hidroksid, brom, fosforoksiklorid, anhidrid octene kiseline, fenol, 2-aminoetanol

i dr.

Osobna higijena

Osobna higijena je od velikog značaja.

5

Poželjno je nositi obuću s gumenim đonom, što štiti od korozivnih tvari i klizanja. Nositi

zaštitne rukavice, svugdje gdje se radi s kaustičnim i toksičnim materijalom. Rukavice

odabirati u ovisnosti od materije i količine s kojom će se raditi. Prije upotrebe provjeriti

ispravnost rukavica. Nakon skidanja rukavica ruke dobro oprati vodom i sapunom.

Rukavicama ne doticati osobne stvari, telefon i sl. Upotrebljavati zaštitne naočale uvijek

kada postoji opasnost od špricanja u oko. Ako se radi s jako korozivnim tvarima zaštiti

lice.

Ne koristiti usta za pipetiranje, upotrebljavati propipete.

Ne piti, ne jesti u laboratorijskim zonama.

Ne ostavljati hranu u prostorijama gdje su uskladištene hemikalije i prljavo

laboratorijsko suđe.

Ne ostavljati hranu i piće u frižidere gdje se čuvaju hemikalije.

Izbjegavati razgovor, šale, koje mogu ometati rad i dekoncentrisati. Nakon završetka rada

s hemikalijama dobro oprati ruke, ili kod većeg izlaganja hemikalijama istuširati se.

Prva pomoć

Potrebno je znati što uraditi da se spriječi nesreća i što činiti da do nje ne dođe. Na

vidnom mjestu u laboratoriji istaknuti plan zaštitnih radnji za sprečavanje nesreće, i

savjete za slučaj opasnosti. Označiti mjesta gdje je pristup hladnoj vodi, gdje se pali

ventilacija itd. Ostaviti brojeve telefona i osobe kojima se može obratiti u slučaju nesreće.

Kod opeklina povrijeđeno mjesto isprati vodom, premazati borvazelinom ili staviti

vazelinsku gazu, a zatim ranu previti sterilnim zavojem.

Kod povreda prouzrokovanih kiselinama ili bazama, odstraniti višak kiseline ili baze

upijajućim materijalom (vata, gaza, filter papir), a zatim povrijeđeno mjesto isprati obilno

s 10% otopinom natrij hidrogenkarbonta, odnosno 3-5 % otopinom octene kiseline.

Kod trovanja toksičnim gasovima otrovanog iznijeti na svjež zrak, i trasportovati do

najbliže zdravstvene ustanove.

Web adrese za dobivanje detaljnih informacija o fizičko-kemijskim svojstvima,

toksičnosti, toksičnim dozama, mjerama opreza itd.

6

Chemical Safety Information (physchem.ox.ac.uk/MSDS/)

Chemistry Library , LSU Libraries (www.lib.lsu.edu/sci/chem/guides/srs103.html )

CHEMTECH Chemical Health and Safety Information

pubs.acs.org/hotartcl/chemtech/99/nov/DeAngelo.html

7

PREDGOVOR

PRAKTIKUM IZ FARMACEUTSKE KEMIJE je skripta namjenjena studentima

Farmaceutskog fakulteta za vježbe iz Farmaceutske kemije.

Farmacutska kemija je temeljni stručni predmet u studiju farmacije, čiji je primarni

zadatak sinteza ljekovitih supstanci. Svaka ljekovita supstanca koja se koristi mora imati

određene osobine i propisanu čistoću. Kemijski čiste aktivne supstance se upotrebljavaju

za izradu lijekova. U njima nema nečistoća, štetnih sastojaka, koji mogu nepovoljno

utjecati na kvalitet lijeka ili otežati kvalitativnu i kvantitativnu analizu.

Zbog toga su uz vježbe sinteze uvrštene i vježbe čija je namjena prečišćavanja ljekovitih

supstanci i ispitivanja stupnja čistoće.

Praktikum je podijeljen u dva dijela. U prvom dijelu praktikuma su definirani opći

pojmovi a odnose se na Farmaceutsku kemiju, Farmakopeju i lijek. Ovdje su opisani i

postupci analize supstanci koje služe za izradu lijekova ili se koriste kao lijek. Opisani su

i postupci identifikacije neorganskih i organskih supstanci, ispitivanje onečišćenja,

postupci prečišćavanja supstanci, te reakcije na pojedine funkcionalne grupe koje

determiniraju fizička i kemijska svojstva ljekovite supstance, te metode utvrđivanja

elementaranog sastava i tačke tropljenja.

Drugi dio praktikuma posvećen je sintezi ljekovitih supstanci koje imaju primjenu u

suvremenoj terapiji.

Pri odabiru vježbi nastojali smo da odabrane vježbe budu edukativne, da posluže kao

primjeri za sintezu cijele skupine sličnih supstanci koje imaju ljekovito djelovanje.

Svaka vježba obuhvaća naziv, strukturnu formulu, fizičko-kemijska svojstva, sintezu ili

način prečišćavanja, terapijsku primjenu, popratna djelovanja i nuspojave, doze,

apsorpciju i metabolizam.

U prilogu je dat riječnik pojmova u farmaceutskoj kemiji, strukture najvažnijih

heterocikličkih i aromatskih prstenova, te infracrveni (IR) spektri paracetamola i

acetilsalicilne kiseline.

8

Svjesni smo da skripta nisu savršena ali “da smo čekali savršenstvo, ova skripta nikad ne

bi bila dovršena” (Tai Tung, Šest knjiga: načela kineskog pisanja).

1. FARMACEUTSKA KEMIJA

Farmaceutska kemija je temeljni predmet u studiju farmacije. To je disciplina koja se

bavi proučavanjem načina dobivanja i fizičko kemijskim osobinama ljekovitih supstanci

unesenih u organizam. Predmet proučavanja farmaceutske kemije odnosi se na izolaciju

ljekovitih supstanci iz prirodnog materijala ili sintezu ljekovitih supstanci, određivanje

njihovih fizičko-kemijskih osobina, određivanje strukture, farmakoloških učinaka i

posljedica primjene lijeka na organizam. Područje farmaceutske kemije je veoma široko,

ulazi u mnoga polja kemije, biologije, fiziologije, patofiziologije, farmakologije,

medicine i dr.

Internacionalni nazivi za farmaceutsku kemiju su:

Pharmaceutical Chemistry (UK)

Medical Chemistry (USA), Pharmaceutical Chemistry + Drug Metabolism

Pharmazeutische Chemie (Deutschland)

1.2. PODJELA FARMACEUTSKE KEMIJE

Prva podjela farmaceutske kemije bila je na anorgansku i organsku kemiju ali ovakva

podjela nije više aktuelna.

Kasnije se koristila podjela prema strukturi na primjer: akloholi, fenoli, amini, amidi,

aldehidi.itd.

Alkoholi - antiseptici i dezinficijensi (pokazalo se da su i mnogi hipnotici,

analgetici i antibiotici po svojoj strukturi alkoholi).

Amini - analgetici, antihistaminici, bakteriostatici, antimalarici, lokalni anastetici

itd.

Fenoli - antiseptici, vitamini, hormoni (teško ostvariva podjela) itd.

Danas se koristi podjela prema djelovanju i upotrebi određene ljekovite supstance.

9

1.1.1. Lijek

Prema definiciji Svjetske zdravstvene organizacije (engl. World Health Organization,

WHO) lijek je svaka tvar ili proizvod, koji se primjenjuje ili namjerava primjeniti sa

svrhom modificiranja ili istraživanja fizioloških sustava ili patoloških stanja.

Lijek je dakle tvar, dobivena sintezom (kemijskim putem) ili izolirana iz prirodnog

materijala (droge biljnog, životinjskog i mineralnog porijekla, produkta bakterija, gljivica

i plijesni), a primjenjena na ljudski ili životinjski organizam, ispoljava ljekovito,

preventivno ili dijagnostičko djelovanje.

Lijekovi s obzirom na porijeklo mogu biti:

humanog porijekla (ljudska krv, krvni pripravci i slično),

životinjskog porijekla (mikroorganizmi, cijele životinje, dijelovi organa,

izlučevine, toksini),

biljnog porijekla (biljke, dijelovi biljki i slično),

kemijskog porijekla (kemijski elementi, spojevi, kemijske materije

prirodnog porijekla, kemijski proizvodi dobijeni kemijskom promjenom ili

sintezom).

1.1.2. Nazivi lijekova

Međunarodni nezaštićeni naziv lijeka (engl. International Nonproprietary Name, INN)

identificira farmaceutske spojeve ili aktivne farmaceutske sastojke. Svaki nezaštićeni

naziv lijeka, poznat i kao generički naziv, odnosno INN, jedinstven je naziv, opće

prepoznatljiv. Svrha nezaštićenog naziva lijeka je da ponudi zdravstvenim djelatnicima

jedinstven naziv koje identificira svaku farmaceutsku supstancu.

Generički naziv lijeka je skraćeni naziv na osnovu strukture i primjene i koristi se za

identificiranje lijeka za vrijeme njegove upotrebe.

Kemijski naziv lijeka je naziv temeljen na kemijskoj strukturi i gotovo nikad se ne koristi

za identifikaciju lijeka u kliničkim ili marketinškim situacijama. Formiran je prema

prijedlogu IUPAC-a.

10

Zaštićeni naziv (engl. Brand name, Trade name) je komercijaln naziv lijeka, naziv kojim

se proizvođač zaštićuje od lijekova istog sastava, drugog proizvođača.

Primjer 1:

Nezaštićeni naziv (INN): Acetilsalicilna kiselina,

Acidum acetylsalicylicum

Kemijski naziv: 2-(acetoksi)benzojeva kiselina

Zaštićeni naziv: Aspirin, Bospyrin, Nibol, Andol

COOH

OCOCH3

Primjer 2:

Nezaštićeni naziv (INN): Paracetamol, Paracetamolum

Kemijski naziv: N-(4-hidroksifenil)acetamid

Zaštićeni naziv: Paracetamol, Plicet, Lekadol, Panadol,

NHCOCH3

OH

Primjer 3:

Nezaštićeni naziv (INN): Klotrimazol, Clotrimasole

Kemijski naziv: N-1(2-hlorofenil)difenil metil-1H-

imidazol

Zaštićeni naziv: Kanesten, Plimikol

C N N

2. FARMAKOPEJA (Pharmacopoeia)

Da bi neka ljekovita supstanca mogla biti prikladna za izradu odgovarajućeg ljekovitog

oblika mora odgovarati propisima Farmakopeje. Farmakopejom se određuju propisi za

izradu lijekova, potvrdu identiteta, ispitivanje kvaliteta lijekova, te propisi za njihovo

doziranje i čuvanje. Naziv potiče od grčkih riječi “pharmacon” i “poeo”, što znači “lijek”

11

i “praviti”. Farmakopeja daje standarde za sve oficinalne ljekovite supstance i ljekovite

preparate. Europska farmakopeja (European Pharamacopoeia, Ph.Eur.) je zvanični

dokument zemalja potpisnica konvencije o Europskoj farmakopeji. Mnoge zemlje,

posebno u Europi imaju i nacionalne farmakopeje (Britanska, Mađarska itd.), a postoje i

farmakopeje vezane isključivo za herbalne materijale (Britanska i Ruska). Kako je

farmakopeja Bosne i Hercegovine tek u fazi izrade, u radu se koristi Europska

farmakopeja i nacionalne farmakopeje drugih zemalja.

Europska farmakopeja obuhvata slijedeća poglavlja:

1. POGLAVLJE Uvod, Opća uputstva

2. POGLAVLJE Metode analize

3. POGLAVLJE Primarni pakovni materijal

4. POGLAVLJE Reagensi

5. POGLAVLJE Opće odredbe

6. POGLAVLJE Materia medica

7. POGLAVLJE Ljekoviti pripravci

U praktičnom radu često se koriste pojmovi iz poglavlja 1, 2, 4, pa će u ovom dijelu

kratko biti opisani neki opći pojmovi.

2.1. Kratice i znakovi

INN* International Nonproprietary Name (WHO);

12

Internacionalni nezaštićeni naziv

IUPAC International Union of Pure and Applied Chemistry

Internacionalna unija za čistu i primjenjenu kemiju

WHO World Helth Organisation; Svjetska zdravstvena organizacija

IND Investigational New Drugs; Novi lijek u fazi ispitivanja

FDA Food and Drug Administration; Agencija za hranu i lijekove

NDA New drug application; Prijava novog lijeka

α alfa, oznaka geometrijske izomerije (“trans” položaj)

β beta, oznaka geometrijske izomerije (“cis” položaj)

(i) indikator za titraciju u vodenoj sredini

(I) indikator za titraciju u nevodenoj sredini

i.m. intramuskularno

i.v. intravenozno

sc. subkutano

o- orto položaj (1,2- ili 1,6-) u šestočlanoj jezgri

m- meta položaj (1,3- ili 1,5-) u šestočlanoj jezgri

p- para položaj (1,4-) u šestočlanoj jezgri

p.a. pro analysi

p.p.a. purissimum pro analysi

(p.o.) poredbena otopina

(r) reagens

(r.o.) reagens otopina

Znakovi:

†* Znak za lijekove jakog djelovanja; “Remedia separanda”

††** Znak za lijekove vrlo jakog djelovanja; “Remedia claudenda”, “®”

§

(paragraf)

Lijekovi paragrafici (opojne droge) čuvaju se pod ključem bez obzira da li su

jakog ili vrlo jakog djelovanja.

Radioaktivni preparati označeni su crvenim segmentom na žutom polju.

(+) Desno optički aktivan

13

(-) Lijevo optički aktivan

(±) Racemičan

*Lijekovi sa jednim križićem, Remedia separanda označavaju se na signaturi crvenim slovima na

bijeloj podlozi.

**Lijekovi sa dva križića, Remedia claudenda, označavaju se bijelim slovima na crnoj podlozi.

Ovi

lijekovi čuvaju se odvojeno i pod ključem.

2.2. Iskazivanje sastava

Maseni udio omjer je mase sastojaka i mase uzorka, a iskazan je postotkom (%). Maseni

udio u postocima jednak je broju grama supstancije u 100 grama uzorka (otopine ili

smjese). Maseni udio naziva se težinski procenat i označava se tež % ili samo %.

Volumna koncentracija omjer je volumena sastojka i volumena uzorka, a iskazana je

procentima.Volumna koncentracija u procentima jednaka je broju mililitara sastojka u

100 ml uzorka. U Farmakopeji volumna koncentracija naziva se volumni procenat i

označava s vol %*.

Masena koncentracija omjer je mase sastojaka i volumena uzorka. Iskazuje se sa g/l,

mg/ml ili mg/ml.

Masena koncentracija (grami otopljene tvari u 100 ml otopine) naziva se težinsko

volumni postotak i označava se tež/vol %.

Množinska koncentracija omjer je množine tvari sastojaka i volumena uzorka, a iskazuje

se jedinicom mol/l ili mol/m3 . Množinska koncantracija nazivala se prije molaritet, a

jedinica mol/l označava se sa M.

Dio se u Farmakopeji upotrebljava u smislu dio mase.

Masena koncentracija se iskazuje i omjerom mase sastojaka u gramima i volumena

uzorka otopine u mililitrima. Npr. 1:10, označava masenu koncentraciju 1 grama u 10

mililitara rastvora (do 10 otapala).

Maseni omjer se iskazuje zbirom mase sastojaka u gramima i mase otapala u gramima.

Npr. 1+9, označava da je 1 gram spojevi otopljen u 9 grama otapala.

* za etanol, ako nije drugačije propisano, % označavaju vol %

2.3. Reagensi

14

Reagensi i supstance koje se koriste za pripremu indikatora, poredbenih otopina,

titrimetrijskih otopina i sl. označeni su u Farmakopeji s (r. ili R), a otopine reagensa s

(r.o. ili R1). Otapala označena sa (r.) koja se koriste u spektrofotometriji ili

hromatografiji moraju odgovarati čistoći za “spektrofotometriju” odnosno

“kromatografiju”. Reagensi štampani kurzivom moraju odgovarati zahtjevima koji su

navedeni za odgovarajući oficinalni preparat. U svrhu kontrole čistoće reagens se

prethodno mora ispitati na ono onečišćenje na koje se s odnosnim reagensom ispituje

oficinalni preparat. Reakcija izvedena kao slijepi pokus mora biti negativna.

Kada otapalo nije posebno navedeno otopina označava vodenu otopinu.

Otopine reagensa pripremaju se pri sobnoj temperaturi, ako nije drugačije

propisano (a.n.d.p.)

Reagensi označeni s dvije zvjezdice (**) moraju se pripremiti neposredno prije

upotrebe (ex tempore).

Reagensi označeni s jednom zvjezdicom (*) moraju se upotrijebiti u roku od 10

dana.

Reagensi se moraju čuvati u bocama od neutralnog stakla.

Boce moraju biti zatvorene brušenim čepom, a.n.d.p.

Reagensi označeni s kvadratićem ( �) moraju se čuvati zaštićeno od svjetlosti.

2.4. Materia medica

Materia medica obuhvaća abecednim redom pojedine monografije ljekovitih supstanci

koje služe za izradu lijekova, pomoćne materije, droge biljnog životinjskog i mineralnog

porijekla, farmaceutske pripravke, imunobiološke i dijagnostičke preparate i zavojni

materijal.

Pojedine monografije sadrže slijedeće odlomke:

15

N a s l o v monografije materia medika je generički naziv, a potom slijedi latinski naziv.

Naslov kemijske supstance materije medike je u pravilu latinska varijanta

Internacionalnog nezaštićenog naziva (INN) prema preporuci Svjetske zdravstvene

organizacije (WHO).

U naslovu ljekovitih pripravaka može na prvom mjestu dolaziti latinski naziv glavne

aktivne komponente, a zatim slijedi generički naziv ljekovitog oblika.

Podnaslov obuhvata fonetski pisan latinski naziv i neke narodne nazive.

N a s l o v monografije materia medika Europske farmakopeje je engleski naziv, a potom

slijedi latinski naziv.

O p i s p r e p a r a t a

Obuhvata opis najvažnijih osobina preparata i njegove najvažnije oznake. Kemijski

spojevi iz skupine neorganskih spojeva označeni su simbolom, formulom, relativnom

atomskom ili molekulskom masom. Organski spojevi označeni su bruto formulom,

strukturnom formulom i kemijskim nazivom formule prema prijedlogu Internacionalne

unije za čistu i primjenjenu kemiju (IUPAC), u fonetskoj transkripciji. Označene su i

relativne molekulske mase.

T e k s t m o n o g r a f i j e

Podjeljen je u odlomke s naslovom koji se prema specifičnosti monografije odnosi na:

osobine, izradu, mikroskopiju, makroskopiju, identifikaciju, konstante, ispitivanje

stupnja čistoće, mehaničko tehnološko ispitivanje, doze, djelovanje i upotreba,

sterilizacija, inkopatibilnost, čuvanje, sinonimi, kratice i napomena.

I z r a d a

Kada je izrada preparata propisana, navodi se količina sastavnih komponenata iz kojih se

preparat izrađuje i način izrade.

O s o b i n e

Obuhvataju najvažnije vanjske osobine preparata kao što su oblik, boja, miris, okus, te

informativni podaci o topivosti preparata.

16

I d e n t i f i k a c i j a

Ako u pojedinačnoj monografiji nije drugačije propisano, ispitivanje se izvode prema

propisima koji su navedeni u poglavlju 2 “Metode analize”, (Ph. Eur. 2.3. Identifikacija).

Kada je u monografiji navedeno “daje reakcije klorida“, znači da je postupak u cijelosti

opisan u poglavlju “Reakcije za identifikaciju”.

K o n s t a n t e

Fizičke i kemijske konstante određuju se na način opisan u odgovarajućem poglavlju 2

“Metode analize”, (Ph.Eur. 2.2. Fizičke i fizičko-kemijske metode)

I s p i t i v a nj e s t u p nj a č i s t o ć e

U pojedinim monografijama Europske farmakopeje dati su propisi za ispitivanje stupnja

čistoće, a ispituje se prema propisima datim u poglavlju 2. Kada je u monografiji

navedeno npr “sulfati”, to znači da se postupak ispitivanja preparata na ovo onečišćenje

provodi po propisu iz poglavlja Ph Eur. 2.4 “Limit testovi”, za sulfate Ph. Eur. 2.4.13.

O d r e đ i v a nj e

Naveden je postupak određivanja kao i propisane granice sadržaja aktivne komponente u

preparatu.

Č u v a nj e

Navedeni su uslovi čuvanja preparata.

U nekim nacionalnim farmakopejama navedena su i:

O p ć a i s p i t i v a nj a

Uključuju ispitivanja koja su zajednička jednoj skupini ljekovitih pripremaka, kao što su

tablete, injekcije, eterska i masna ulja.

D j e l o v a nj e i u p o t r e b a

Navedena je farmakoterapijska skupina kojoj pripada ljekoviti preparat ili je navedena

njegova primjena kao pomoćnog sredstva.

17

S i n o n i m i

Obuhvata najvažnije paralelne nazive koji nisu obuhvaćeni naslovom i podnaslovom.

N a p o m e n a

Napomenom se skreće pažnja na promjenjivost preparata, opasnost pri rukovanju, na

propise o izdavanju preparata itd.

3. STEREOSELEKTIVNOST LIJEKOVA

Interakcija mnogih lijekova sa biološkim receptorima je stereoselektivna, lijekovi

pokazuju aktivnost samo ako ispoljavaju apsolutnu geometrijsku podudarnost sa

receptorom. Hiralnost je jedan od razloga stereoselektivnosti makromolekula kao što su

endogene supstance, lijekovi itd. Približno 75% lijekova u terapijskoj primjeni imaju

hiralni centar i pokazuju stereoizomerizam. Različite farmakološke aktivnosti

enantiomera dovele su do porasta broja farmakoloških i toksikoloških studija sa

pojedinim enantiomerima.

Hiralni lijekovi i enantiomeri

Fenomen kada jedna molekulska formula može predstavljati više od jedne supstance zove

se izomerizam. Izomerizam se može podjeliti na konstitucionalni izomerizam,

stereoizomerizam i konformacionalni izomerizam.

Stereoizomerizam je prisutan kod molekula sa istom strukturom, kod kojih su atomske

grupe različito vezane u prostoru. Ovaj fenomen može se podjeliti u dvije kategorije,

enantiomerizam i diastereoizomerizam.

Hiralnost ili asimetrija može se manifestovati na nekoliko načina u molekuli, a najčešći je

prisustvo hiralnog ili asimetričnog karbona u molekuli. Hiralni karbonov atom je onaj

atom karbona za koga su vezana četiri različita atoma ili grupe.

Figura 1. Enantiomeri 2- butanola

18

Hiralna molekula je optički aktivna, ima svojstvo da okreće ravan polarizovane svjetlosti.

Ako molekula okreće ravan polarizovane svjetlosti u desno zove se dekstrogira

(+enantiomer ili R enantiomer) ili levogira, ako okreće ravan u lijevo (-enantiomer ili L

enantiomer). Vrijednost za rotaciju, (specifična rotacija, α), može se odrediti

eksperimentalno, polarimetrom pod određenim uslovima (pH, temperatura, otapalo,

koncentracija). Smjesa 1:1 R i S enantiomera ne pokazuje optičku aktivnost i zove se

racemat. Ova smjesa može se označiti sa ± ili R,S.

Mnogi lijekovi su enantiomerni (hiralni). Hiralni lijekovi koji imaju prirodno porjeklo su

enantiomerno čisti, sadrže samo jedan enantiomer, dok se sintetički hiralni lijekovi često

apliciraju kao jednake smjese enantiomera (racemat).

Enantiomeri nekog lijeka često imaju različitu farmakološku aktivnost, dok je jedan

enantiomer aktivan, drugi može biti manje aktivan, ili neaktivan za isti farmakološki

efekat. Ovaj slučaj imamo kod antikoagulanasa fenoprokumona i varfarina. S-

fenoprokumon i S-varfarin su 2-5 puta aktivniji kao antikoagulansi nego njihovi R-

enantiomeri, ali S-varfarin, u odnosu na R enantiomer, mnogo češće stupa u interakcije sa

drugim lijekovima (metronidazol, trimetoprim, sulfametazol). Zbog svega navedenog u

budućnosti će se vjerovatno ipak prednost dati manje aktivnom, ali i manje podložnom

interakcijama, R-enantiomeru, u zamjenu za racemat.

Enantiomer sa terapeutskom aktivnošću često je odgovoran i za toksičnost. Talidomid je

povučen sa tržišta zbog fokomegalije kod novorođenčadi majki koji su tretirane

racematom ovog lijeka u prvom trisemestru trudnoće. Studije su pokazale da su oba

enantiomera podjednako efikasna kao hipnosedativi, ali u metabolizamu S-enantiomera

dolazi do formiranja primarnih toksina, 1-ftaloilglutamina i 1-ftaloilglutamične kiseline

19

koji su odgovorni za toksičnost. Danas je R,S-talidomid na kliničkim ispitivanjima zbog

njegove moguće primjene kod reumatoidnog artritisa.

Dva su razloga zašto se danas racemati još uvijek koriste kao lijekovi:

1. Hiralne sinteze, ili separacije enantiomera iz smjese nakon sinteze su jako skupe.

2. Većina analiza lijekova opisana je samo za racematne forme, jer su analitička

ispitivanja za pojedine enantiomere tehnički mnogo zahtjevnija .

Uprkos ovome danas se preferira razvoj samo jedne enantiomerne forme lijeka, a ne

racemata. Enantiomerno čisti lijekovi dobijaju se iz racemične smjese procesima:

diastereomerne rezolucije, enzimatske rezolucije, genetičkog inženjeringa, hiralne

hromatografije ili stereoselektivnom sintezom.

Danas je u porastu broj hiralnih lijekova i propisa za analitička ispitivanja pojedinih

enantiomera. Za neke od lijekova farmakološki bolji efekti se postižu apliciranjem

pojedinih enantiomernih formi lijeka, dok je za druge povoljnije aplicirati smjese

enantiomera (ali u nejednakim omjerima). Indakrinon je dobar primjer upotrebe

neracemične smjese enantiomera. Ovaj lijek prouzrokuje hiperurikemiju i natrijuretično

djelovanje. Oba djelovanja su prvenstveno vezana za R-enantiomer i njegov metabolit,

dok S-enantiomer ima urikozoično djelo. Predpostavlja se da se aktivnost ovog lijeka

može poboljšati mjenjanjem udjela pojedinih enantiomera u smjesi.

Tabla 1. Primjeri lijekova koji se apliciraju u obliku aktivnog enantiomera

Antikoagulansi heparin

Anti-inflamatorici naproksen, penicilamin

Analgetici petidin, dekstropropoksifen, kodein

Kardiaci timolol

Antibiotici amoksicilin, ampicilin, cefalotin, tetraciklin, gentamicin

Nesteroidni antiinflamatorni lijekovi jednu od najvećih grupa lijekova koji imaju hiralni

C atom.

20

Enantiomeri nesteroidnih antiinflamatornih lijekova

Nesteroidni antiinflamatorni lijekovi (NSAIDs) se zbog svojih antiinflamatornih i

analgetskih osobina često koriste u terapiji. NSAID su indicirani kod reumatskih

oboljenja i različitih vrsta bolova, kao što su bol kod kancera i bilijarnih kolika.

Uprkos njihovim brojnim farmakološkim djelovanjima problem predstavljaju njihovi

sporedni efekti. Veliki je broj studija koje govore o gastroduodenalnim oštećenima

prouzrokovanim terapijom sa NSAID. Potvrđeno je da ovi lijekovi često prouzrokuju

intestinalne upale, hemoragije i perforacije koje prate krvarenja i gubitak proteina.

Dobro je poznato da enantiomeri nesteroidnih antiinflamatornih lijekova, kao što su

ketoprofen, ibuprofen, flurbiprofen, pokazuju različite farmakološke i toksikološke

osobine. Često je jedan enantiomer odgovoran za većinu neželjenih efekata. Terapeutska

aktivnost ovih lijekova prepisuje se uglavnom (S)-izomeru.

Ibuprofen je efektivni nesteroidni lijek koji se dobro toleriše, a na tržištu je dostupan kao

racemična smjesa R(-) i S(+) enantiomera.

Poznato je da je farmakološka aktivnost vezana gotovo isključivo za (S)-(+)-enantiomer,

S-ibuprofen ima približno 160 puta veću antiinflamatornu activnost od R-ibuprofena. U

ljudskom organizmu dešava se inverzija R- ibuprofena u njegov S-enantiomer. Ova

inverzija dešava se presistematski u gastrointestinalnom traktu i u sistematskoj cirkulaciji.

Inverzija uključuje:

Stereospecifično formiranje koenzim A (CoA) tioester R-ibuprofen

1. Racemizaciju aktiviranih specija

2. Hidrolizu u kojoj se oslobađaju enantiomeri

3. Stereoselektivnost CoA sintetaze odrediće stereoselektivnu inverziju.

Figura 2. Predloženi mehanizam inverzije inaktivnog R-ibuprofena u aktivni S- ibuprofen

21

Flurbiprofen, derivat 2-arilpropionske kiseline, je drugi hiralni antiinflamatorni i

analgetski lijek. Antiinflamatorna aktivnost nastaje usljed inhibicije sinteze

prostoglandina. S-enantiomer flurbiprofena posjeduje veći dio njegove antiinflammatorne

aktivnosti, dok je R-enantiomer odgovoran za toksičnost. Ispitivanja na zečevima su

pokazala da (R)-flurbiprofen prouzrokuje samo malu toksičnost, u poređenju sa

enantiomernom smjesom, tako da bi se veći dio sporednih efekata na gastrointestinalnom

traktu, koji prate terapiju bola, mogao ukloniti apliciranjem (R) –flurbiprofena.

Ketoprofen se na tržištu lijekova uglavnom javlja kao ekvimolarna smjesa dva

enantiomera. Studije indiciraju da nema stereoselectivnog afiniteta enantiomera

ketoprofena prema artikularnim tkivima, ali se u nekim zemljama, za tretman upala,

koristi S(+)-ketoprofen, jer ispitivanja sugerišu da R(-)-enantiomer može potencirati

ulcerogene promjene.

Kada je riječ o gastričnoj toksičnosti, ispitivanja su pokazala da pojedinačno apliciranje

enantiomera prouzrokuje manju gastričnu toksičnost nego apliciranje racemata. U tom

slučaju R (-)-enantiomer mjenja toksičnost S(+)-enantiomera kada se koriste u

racematnoj smjesi.

22

Može se zaključiti da je stereohemija lijekova je uvijek ključni aspekt

odgovoran za spektar biološke aktivnosti. Danas je većina hiralnih

lijekova prisutna u obliku racemične smjese, ali se sve više preferira

razvoj i aplikacija jedne enantiomerne forme lijeka.

4. MODELIRANJE LIJEKOVA - LIPOFILNOST

Idealan lijek trebalo bi da posjeduje savršeno selektivno biološko djelovanje, bez

nusdjelovanja i toksičnosti. Kako takav lijek ne postoji, pri modifikaciji postojećih i

razvoju svakog novog lijeka teži se ka dobivanju lijeka pomenutih osobina. Put od prve

sinteze nekog lijeka do njegove primjene u terapiji prilično je dug i komplikovan. Ovaj

proces može trajati godinama, ponekad zahtjeva ispitivanje hiljade spojeva s ogromnim

utroškom materijalnih sredstava. Statistički podaci govore da se od 10 000 potencijalnih

novih lijekova samo jedan uvodi u terapiju. Pitanje kako racionalizirati utrošeno vrijeme i

novac pri istraživanju i sintezi novih lijekova navelo je naučnike da pokušaju razviti

racionalniji pristup u istraživanju i sintezi novih lijekova.

1867 godine Crum-Brown i Frazer iznjeli su zapažanje da je fiziološka aktivnost

molekule (Φ) funkcija hemijske građe (c), što se može matematički prikazati:

Φ = f (c)

Oni su pokazali da postupnim modifikacijama u kemijskoj strukturi molekule, u

odgovarajućoj poziciji, može doći do važnih razlika u njenom djelovanju. Tako započinje

studiranje odnosa strukture i djelovanja, da bi se na temelju dobivenih rezultata pokušalo

dizajnirati tj. oblikovati molekulu lijeka s ciljem postizanja što pogodnijeg biološkog

efekta. Ovakav pristup racionalnog istraživanja lijekova zahtjeva poznavanje odnosa

između kemijske strukture i biološke aktivnosti.

QSAR (Quantitave structure-activity relationship) i QSPR (Quantitave structure-property

relationship) su metode koje omogućavaju ispitivanje korelacija između kemijske

strukture i biološke aktivnosti, kao i kemijske strukture i svojstava potencionalnih

lijekova.

23

Ciljevi QSAR razmatranja u dizajniranju novih i modifikaciji postojećih lijekova su:

Na osnovu postojećih lijekova predviditi biološku aktivnost nesintetiziranih i

neispitivanih jedinjenja;

definisati srukturne osobine lijeka koje su potrebne za dobru vezu između

molekule lijeka i receptora;

dizajnirati niz test supstanci u cilju da se poveća količina informacija, u pogledu

strukturnih zahtjeva za aktivnost, iz malog broja ispitanih supstanci;

modifikacijom postojeće strukture promjeniti biološke karakteristike lijeka

(eliminisati neželjene efekte, povećati biološku aktivnost);

razviti zamjene za poznate biološki aktivne spojeve.

Pronađeno je da biološki odgovor lijeka može biti predviđen na osnovu njegovih fizičko-

kemijskih karakteristika kao što su: pritisak para, topivost u vodi, elektronički parametri,

sterički deskriptori i particioni kojeficijent. Danas je particioni kojeficijent najvažnija

fizičko-hemijska mjera za QSAR studije.

Particioni koeficijent (logP)

Fizičko-kemijske osobine lijeka su važan temelj za predviđanje razdjeljenja lijeka u tjelu,

a samim tim i njegovog dolaska do mjesta djelovanja. Topivost lijeka u vodenoj ili

lipidnoj fazi u organizmu je osobina koja utiče na njegove farmakokemijske parametre a

samim tim i na učinkovitost. Razdjeljivanje lijeka između lipofilne i hidrofilne faze u

organizmu opisuje koeficijent raspodjele “logP” (particioni koeficijent) koji je važna

konstanta svake supstance, samim tim i lijeka.

Koeficijent raspodjele (logP) je odnos ravnotežnih koncentracija neke supstance u

dvofaznom sistemu: organsko otapalo-voda. Taj odnos je pri stalnoj temperaturi, tlaku,

pH vrijednosti vodene faze konstantan i može se prikazati izrazom:

P=Co/Cv

Co- koncentracija otopljene supstance u organskoj fazi

24

Cv- koncentracija otopljene supstance u vodenoj fazi

Da bi se mogao objasniti značaj određivanja log P za potencijalni lijek, potrebno je

poznavati put lijeka u organizmu i strukture kroz koje prolazi da bi došao do mjesta

djelovanja i prouzrokovao željeni farmakološki odgovor.

Lijek će, nakon ulaska u organizam, proći kroz nekoliko faza:

a) napustiti ekstracelularni vodeni prostor;

b) proći kroz lipidne membrane;

c) ući u druge vodene sredine (inerstanična tekućina) prije nego dođe do receptora.

Važna stepenica u kretanju lijeka do mjesta djelovanja jeste prolaz kroz stanične

membrane u ljudskom organizmu. Kako bi mogli pratiti put lijeka kroz staničnu

membranu potrebno je poznavati kemijsku građu stanične membrane. Membrane u

ljudskom organizmu nisu čisto lipidne strukture, mogu se posmatrati kao lipidni dvosloj

u kome je svaki sloj građen od polarne glave i velikog hidrofobnog repa. Fosfogliceridi

su vodeće komponente membrane. Ostale grupe uključuju sfingomijeline,

galaktocerebrozide, proteine itd. Hidrofobna komponenta se sastoji većinom od

nezasićenih masnih kiselina većinom sa cis dvostrukim vezama. Lipidna membrana

sadrži i estre holesterola, proteine i mukopolisaharide. Finalni rezultat je da su ove

membrane organizovane strukture koje u sebi sadrže kanale (proteinske građe) za

transport važnih molekula kao što su metaboliti, hormoni, aminokiseline, glukoza i masne

kiseline u i van stanice. Stanične membrane su dinamične, one nikad apsolutno ne miruju

i mogu se posmatrati kao tečni mozaik.

Kako je neposredno mjerenje koeficijenta raspodjele u ljudskom organizmu praktično

nemoguće, koriste se različite posredne metode. Eksperimenti su pokazali da je među

različitim sistemima organsko otapalo/voda sistem n-oktanol/pufer najbliže lipofilno-

hidrofilnim odnosima u ljudskom organizmu.

Kao organsko otapalo oktanol ima niz osobina zbog kojih se koristi kao nepolarna

komponenta referentnog sistema u QSAR istraživanjima:

relativno jeftin

25

-hemijski relativno stabilan

-prisutnost OH skupine u kombinaciji sa priličnom topivošću vode u oktanolu

osigurava mu relativno dobre osobine kao otapala za veliki broj lijekova

Utvrđeno je da n-oktanol nije toliko nepolaran kao što se na početku predpostavljalo,

voda zasićuje organsku fazu (n-oktanol). Voda u fazi n-oktanola može se aproksimirati sa

stvarnom interakcijom ćelijske membrane i ekstracelularne/intracelularne tečnosti.

Za razliku od toga sistem kao što je heksan/voda i hloroform/voda sadrži jako malo vode

u organskoj fazi i ono su slabi modeli za sistem lipid/voda u tjelu.

Osim ovih osobina oktanola dodatne su mu prednosti:

niska toksičnost, nehlapljivost

niska apsorbancija u UV području što ima analitičku važnost

Vodena faza je puferovana sa fosfatnim puferom (pH 7) da bi se imitirao pH fizioloških

tečnosti.

Danas rutinski određujemo kojeficijent raspodjele u sistemu n-oktanol/pufer. Najčešća

metoda koja se u praksi koristi za određivanje kojeficijenta razdiobe je metoda

izmućkivanja (engl. shake-flask methode).

Metoda izmućkivanja

Princip izvođenja je jednostavan, ali zahtjeva dosta vremena, strogo utvrđene uvjete, a i

ne može se primjeniti za nesintetizirane spojeve. Pri izvođenju metode potrebno je

ispuniti nekoliko uvjeta, između ostalog, potrebna je visoka čistoća ispitivane supstance,

potencijalnog ljeka, jer i najmanja onečišćenja mogu poremetiti cjeli tok eksperimenta.

Temperatura sistema i pH vrijednost vodene faze (pufera) značajno utječu na tačnost

rezultata, pa Nernstov zakon razdiobe neće važiti ukoliko temperatura sustava tokom

ispitivanja nije konstantna. Kako su mnogi lijekovi slabe baze ili slabe kiseline njihov

stupanj jonizacije ovisiće od pH sredine u kojoj se nalaze. Polazeći od bazičnog pravila -

slično se u sličnom otapa, jonizirani (polarni) oblik lijeka imaće manji afinitet otapanja u

lipofilnoj ćelijskoj membrani (oktanolu) u odnosu na nejonizirani (nepolarni) oblik. Iz

ovoga slijedi da pH vrijednost, odnosno stupanj disocijacije uticu na raspodjelu lijeka

izmedju faza, a samim tim i na vrijednost logP. Najpovoljnija pH vrijednost sistema za

26

izvođenje izmućkivanja je ona kod koje je 99,9% ispitivane supstance u nejoniziranom

obliku.

Kad se ispune svi uslovi neophodni za izvođenje metode izmućkivanje (mehaničko ili

ručno) se provodi u dobro zatvorenim posudama, pola sata (ili duže) i to polagano.

Odvojeni slojevi se centrifugiraju na 2000 o/min, jedan sat ili duže.

Koncentracija tvari nakon razdjeljenja može se odrediti:

spektrofotometrijski

fluorimetrijski

kromatografski

titrimetrijski

Razlika između modela razdjeljenja i onog što se stvarno događa prilikom razdjeljivanja

lijeka u tjelu je to da razdvajanje u lijevku dostići ekvilibrijum kada brzina kojom lijek

napušta vodenu fazu i ulazi u organsku fazu bude ekvivalentna brzini kretanja lijeka iz

organske u vodenu fazu. Za razliku od razdjeljivanja u ljevku, u ljudskom organizmu ljek

je izložen malo složenijim procesima i na njegovo kretanje utiču dodatni faktori.

Okruženje lijeka u ljudskom organizmu nije konstantno, lijek je stalno izložen

dinamičkim promjenama: veže se za serumske albumine, veže se za receptore, metaboliše

se, eliminiše se iz tjela. Lijek će biti potisnut kroz ćelijsku membranu zbog veće

koncentracije lijeka u ekstracelularnoj tečnosti u odnosu na intracelularnu tečnost.

Uspostaviće se protok lijeka iz sistemske cirkulacije, kroz ćelijske membrane ka

receptorima. Kad je lijek većim djelom metaboliziran i eliminisan iz tjela on će biti

povučen kroz membrane i koncentracija lijeka na receptorima će se smanjiti.

Vrijednost logP je ovisna od više različitih faktora, pa je izračunavanje za svaki lijek

problem za sebe. Neke supstance su nestabilne i razgrađuju se tokom procedure, što je

jedan od razloga zašto se često aproksimira vrijednost kojeficijenta raspodjele.

Da bi se izbjegle nepotrebne komplikacije i dodatni troškovi pokušao se pronaći i pristup

za teorijsko izračunavanje kojeficijenta raspodjele za spojeve sa izrazito velikim ili malim

vrijednostima P i za spojeve koji još uvijek nisu sintetisani, a potrebno im je odrediti

logP.

27

Računske metode određivanja logP

Računske metode određivanja lipofilnosti spojeva nekada su imale veliki značaj, ali ih

danas sve više potiskuju brže, matematički sofisticiranije kompjuterske metode. Zbog

njihove istorijske važnosti i činjenice da je veliki broj kompjuterskim programa za

određivanje lipofilnosti baziran na računskim metodama važno je poznavati principe

računskog određivanja lipofilnosti. U literaturi su opisane različite računske metode

određivanja log P. Najbolji naučni sistem su razvili Hansch-Fujita, Leo-Hansch i Rekker.

a) Računanje log P po Hansch-u

Izračunavanje logP po Hanch-u temelji se na predpostavci da je logP nekog derivata (R-

X) jednak zbiru logP ishodnog spoja (R-H) i π vrijednosti za supstituent (X), a autor ga

označava sa π(x):

logP(R-X)= logP(R-H)+ π (x)

logP nije suma π vrijednosti, već se π vrijednost supstituenata sabira sa log P osnovne

strukture.

Primjer:Odrediti log P Hansch-ovom metodom za toluen.

logP(R-X) = logP(R-H)+ π (x)

logP(toluen) = logP(C6H6) + π (CH3)

Aditivni karakter kojeficijenta razdiobe omogućuje zamjenu više vodikovih atoma u

strukturi sa supstituentom, pa se predhodna jednadžba može uopštiti:

logP(R-X1, R-X2,…….)= logP(R-X)+ (Xn)

Primjer:

Odrediti log P za diklorbenzen.logP (R-X1, R-X2,…….)= logP(R-X)+ (Xn)

logP (C6Cl5OH) = logP(C6H4) + 2 π (Cl)

28

Vrijednosti π za različite substituente X Hansch je odredio matematički, nakon što je

eksperimentalnim putem, u sistemu n-oktanol/voda, odredio logP za veliki broj spojeva.

Član π čini razliku u vrijednosti logP između osnovne strukture (R-H) i strukture gdje je

vodikov atom zamjenjen nekim supstituentom (R-X). Ova tvrdnja može se prestaviti

matematički:

π (x) = logP(R-X) - logP(R-H)

π (x) predstavlja doprinos supstituenta X ukupnoj lipofilnosti

P(R-X) predstavlja kojeficijent razdiobe strukture R-X

P(R-H) predstavlja kojeficijent razdiobe strukture R-H.

Struktura R-X je izvedena iz strukture R-H zamjenom jednog vodikovog atoma

supstituentom X. Način dobijanja može se ilustrirati na primjeru benzen-klorbenzen.

Primjer:

logP za benzen je 2,13 a za klorbenzen 2,84.

Vrijednost π za supstituent klora je dobivena oduzimanjem vrijednosti logP za benzen od

vrjednosti logP za klorbenzen.

πCl= logP klorbenzen- logP benzen

πCl= 2,84-2,13

πCl= 0,71

Iz prikazane jednadžbe proizilazi da je, po definiciji, π (H)=0,00, tj, da je doprinos atoma

vodika ukupnoj lipofilnosti molekule nula što se u daljim istraživanjima pokazalo kao

pogrešno. Osim ove, ovom načinu izračunavanja našlo se jos nekoliko zamjerki.

Vrijednosti logP, dobivene po Hansch-u, često značajno odstupaju od eksperimentalno

dobijenih vrijednosti logP. U istraživanjima koja slijede dokazano je da: sterički efekti,

konjugacija u ispruženim lancima, elektronegativni uticaj dužine alkilnog lanca i drugi

faktori značajno utiču na vrijednost logP i da u izračunavanjima ne smiju biti zanemareni.

29

b) Računanje log P po Rekker-u

Rekker-ov način računanja logP temelji se na predpostavci da organski spoj

predstavljamo kao strukturu sastavljenu iz fragmenata, gdje svaki fragmenat

(funkcionalna grupa) u molekuli doprinosi lipofilnosti. Na osnovu eksperimentalno

određenih vrijednosti logP za veliki broj različitih spojeva Rekker i suradnici su odredili

vrijednosti za doprinose pojedinih fragmenata. Te konstante se zovu hidrofobne

fragmentarne konstante (f) i navedene su za pojedine fragmente u tablici. Ovaj metod ima

ograničenja kada je prisutno više različitih supstituenata, a dobar je za serije supstanci

koje imaju sličnu strukturu.

Fragmenti vezani za aromatski ostatak imaju veći doprinos za lipofilnost nego isti koji su

vezani za alifatski ostatak. U praktičnom računanju problem je rješen tako da su u tabeli

navedene vrijednosti hidrofobnih fragmentarnih konstanti za fragmente kad su oni vezani

za alifatski ili aromatski ostatak. Dovoljno je samo pravilno očitati vrijednost za fragment

u tabeli (tabela data u prilogu).

Po Rekker-u logP izračunavamo po jednadžbi:

logP = aifi+kcM

fi – hidrofobna fragmentarna konstanta za fragment i

ai- broj javljanja fragmenta i u molekuli

kcM- član za ispravku (cM je magična konstanta, a k je množilac te konstante)

Član za ispravku, magična konstanta, uvedena je jer su primjećena nekad značajna

odstupanja između eksperimentalno i računski dobijenih vrijednost logP. Rekker i

suradnici su izračunali njenu vrijednost cM =0,289.

Odstupanja su primjećena kod molekula koje u strukturi imaju elektronegativne skupine.

Ove molekule imaju računski izračunan logP vidno manji od eksperimentalne vrijednosti

zbog induktivnog uticaja preko σ veze. U elektronegativne skupine ubrajamo H, -O-, -

COOH, COOR, -CN, -SH, -S-, -NO2, halogene itd.

30

Kod spojeva koji u svojoj molekuli nemaju elektronegativne skupine izračunavanje je

pojednostavljeno.

Primjer:Računanje log P za toluen

CH3

logP = f (CH3)+ f (C6H5)=O,724+1,902=2,626

Pregled i primjena korekcionih faktora

U razvoju svog modela Rekker i Nys su primjetii da se po učestalosti poslije C i H

fragmenata najčešće pojavljuje brojčana vrijednost 0,289. Ovu vrijednost nazivaju

„magični broj“ ili „magična konstanta“ (CM). Ona predstavlja vrijednost koja eventualno

poništava razlike između eksperimentalno određenih logP vrijednosti i onih dobivenih

računskim putem. Postoje dokazi da je CM mjera stupnja hidratacije funkcionalnih grupa

unutar molekule.

Najčešće situacije u kojima koristimo „magičnu konstantu“ su:

1. Efekat blizine

2. Vezivanje vodika na elektronegativnu grupu

3. Kondenzacije aromatskih ciklusa

4. Aril-aril konjugacije

5. Unakrsne konjugacije

6. Konjugacije u ispruženim lancima

7. Sterički efekti

1. Efekat blizine

31

Ako spojevi sadrže elektonegativne grupe (-O-, OH, COOH, CN, -NH2, -NH, -N=, SH, -

S-) koje su razdvojene sa jednim ili dva zasićena ugljukova atoma, ukupna lipofilnost će

biti veća nego što bi dobili zbrajanjem fragmentarnih konstanti. Što su elektronegativne

grupe međusobne bliže, veći je i porast lipofilnosti. Upravo iz tih razloga neophodno je

uvođenje korekcijskih faktora koji će eliminirati utjecaj elektronegativnih grupa na

ukupnu vrijednost logP.

Za elektronegativne grupe razdvojene sa jednim ili 2 ugljikova atoma, izračunatoj logP

vrijednosti dodaje se korekcija od 3CM odnosno 2CM. ukoliko su elektronegativne grupe

razdvojene sa tri ili više zasićenih ugljikovih atoma, korekcijski faktori nisu potrebni.

Primjer:

Izračunavanje logP za spoj koji u svojoj strukturi sadrži dvije elektronegativne skupine

(X i Y) vezane za isti atom.

X

CH Y3logP= f(CH3)+ f(CH) + f(X) + f(Y)+3CM

Ako su u spoju elektronegativne skupine u spoju odvojene sa dva C atoma član za

ispravku uvodi se dva puta:

CHY

X

3logP = f (CH3)+ f (CH2) + f (CH) + f (CH) + f (X) + f (Y) + 2cM

Primjer:

C l C H2 C H

C l

C H2C l

1,2,3-triklorpropan

logP= 2f(CH2) + f(CH) + 3f(Cl) + 4CM

logP= 2x 0,519 + 0,314 + 3x 0,057 + 4x 0,289

logP= 2,68

Klorovi atomi su razdvojeni sa po dva ugljikova atoma, tako da njihova međusobna

blizina uzrokuje ukupni porast lipofilnosti za 4CM.

32

2. Vezivanje vodika na elektronegativnu grupu

Ukoliko je vodikov atom vezan za elektronegativnu grupu (-C=O, -COOH, -C(=O)NH2)

pokazuje povećanu lipofilnost 0,270. U takvim slučajevima potrebno je za svaki atom

tako vezanog vodika dodati korekciju od 1CM.

Primjer:

f(-C(=O)NH)= f(-C(=O)N=) + f(H) + 1CM

3. Kondenzacije aromatskih ciklusa

Kod kondenziranih aromatskih struktura, svaki zajednički par C atoma koji je spojno

mjesto između dva aromatska prstena, zahtjeva korekciju od 1CM.

Primjer:

Fenantren

logP= 10f(CH) + 4f(C) + 2CM

logP= 10x0,314 + 4x0,110 + 2x0,289

logP= 4,16

Tri benzenova prstena kondenzirana su preko dva para ugljikovih atoma, gdje svaki par

atoma zahtjeva korekciju od 1CM. ukupna korekcija je 2CM.

4. Aril-aril konjugacije

Svaka konjugacija dva aromatska ciklusa zahtjeva korekciju od 1CM.

Primjer:

33

BifenillogP= 2f(C6H5) + 1CM

logP= 2x1,902 + 0,289

logP= 4,09

5. Unakrsne konjugacije

Ako se između dva aromatska ciklusa nalazi funkcionalna grupa sa pogodnom

dvostrukom vezom (C=O) ili slobodnim elektronskim parom (-C(=O)NH-, -O-, -S-),

dolazi do porasta lipofilnosti i uvodi se korekcija od 1CM.

Primjer:

C

O

Benzofenon

logP= 2f (C6H5) + f(C=O) + 1CM

logP= 2x0,314 +(-0,942) + 0,289

logP= 2,17

6. Konjugacije u ispruženim lancima

Svaki par nezasićenih veza između kojih postoji konjugacija unutar spoja povećava

lipofilnost za 1CM.

Primjer:

OH

O

Cimetna kiselina

logP= f(C6H5) + 2f(CH) + f(COOH) + 2CM

logP= 1,902 + 2x0,314 +(-0,942) + 2x0,289

34

logP= 2,17

Nezasićena veza alifatskog lanca konugirana je sa lijeve strane sa aromatskim prstenom,

a sa desne strane sa funkcionalnom grupom sa rezonantnom strukturom.

7. Sterički efekti

Ukoliko se nalazi veliki supstituent u orto položaju u odnosu na funkcionalnu grupu sa

rezonantnom strukturom (npr.COOH) uvodi se korekcija od 1CM.

c) Leo-Hanch-ova fragmentarna metoda

Leo i Hansch u svojoj metodi polaze od svega tri eksperimentalne logP vrijednosti: za

vodik, metan i etan. Pomoću njih je izračunato pet osnovnih alifatskih fragmentarnih

konstanti: f (H), f (C), f (CH), f (CH2) i f (CH3), koji će poslužiti za izračunavanje drugih

fragmentarnih konstanti.

Pet osnovnih fragmentarnih konstanti je izračunato na sljedeći način:

f (H) = ½ logP (H2);

f (CH3) = logP (CH4) – f (H);

f (CH2) = f (CH3) – f (H);

f (CH) = f (CH2) – f (H);

f (C) = f (CH) – f (H).

Leo-Hansch-ov izraz (19.0.) za izračunavanje logP vrijednosti ima sljedeći, opšti oblik:

logP = nifi+bmFm

ni – broj pojavljivanja fi fragmenta u molekuli;

fi – vrsta fragmenta u molekuli;

bm – broj pojavljivanja faktora Fm;

Fm – vrsta korekcijskog faktora.

35

Izraz ∑bmFm u Leo-Hansch-ovom izrazu ima istu funkciju kao izraz ∑kmCM u Rekker-

ovom izrazu, i služi za korekciju eventualnih nejednakosti između eksperimentalno

određenih log P vrijednosti i onih dobijenih zbrajanjem fragmentarnih konstanti.

Primjer:

Računanje log P za acetilsalicilnu kiselinu

logP = 4 x f(CH)ar + 2 x f(C)ar + FФH/HC2 x fФ(COOH) + FФ

H/HC2 x fФ(-OOC) + f(CH3)al + 3 x

Fb

logP = 4 x 0,35 + 2 x 0,13 + 0,92 x (-0,03) + 0,92 x (-0,56) + 0,885 + 3 x (-0,55)

logP = 0,87

Kompjuterske metode odre đ ivanja koeficijenta raspodjele

Na eksperimentu bazirane računske metode predstavljale su odličnu osnovu za izgradnju

softverskih paketa za izračunavanja vrijednosti logP. Razvojem informacione tehnologije

danas je moguće primjeniti softverske pakete za izračunavanje koeficijenta raspodjele.

Većina ovih programa kao input koriste samo hemijsku strukturu spoja, međutim postoje

i oni koji omogućavaju 3D izračunavanje logP vrijednosti. Kompjuterski programi

zamjenjuju dugotrajne eksperimentalne metode. Za razliku od eksperimentalnih metoda,

kompjuterski programi omogućuju izračunavanje logP za ekstremno lipofilne i hidrofilne

spojeve. Činjenica da se mogu koristiti za izračunavanja logP nesintetiziranih spojeva

daje ovim programima veliki značaj u QSAR ispitivanjima. Postoje veliki broj

provjerenih programa koji se koriste za izračunavanje log P, a često se koriste: ALOGPs,

CLOGP, LogKow, XLOGP, HyperChem, IA LogP itd.

U primjeru koji je naveden date su, pored eksperimentalno dobivene vrijednosti za log P i

izračunata vrijednost logP pomoću programa Hyperchem (vrijednost je označena”HCI

log P”) kao i vrijednost dobivena Rekker-ovom računskom metodom:

Primjer:

36

ON

H1 antagonist difenhidramin

logP= 2 f (C6H5)+ f (CH) +2 f(CH2)+ f (CH3)+f(al-O)+f(al-N)+2cM=3,56

Eksperimentalno određena vrijednost log P= 3,27

Hyperchem log P=3,62

Pokušavaju se usavršiti postojeći i pronaći novi kompjuterski programi koji bi svojom

tačnošću potpuno zamjenili računske i eksperimentalne metode računanja log P koje su

dugotrajne, komplikovane, a često i zahtijevaju rad sa otrovnim supstancama

(eksperimentalne metode).

37

HIDROFOBNE FRAGMENTARNE KONSTANTE (f)

1) Konstante čije vrijednosti nisu ovisne o mjestu gdje je vezan fragment

Skupina ffenil C6H5 1,902fenilen C6H4 1,697

C6H3 1,493C6H2 1,288C6H1 1,084

fenilni prsten C6 0,880metil CH3 0,724metilen

CH2 0,519

CHugljik C 0,110vodik H 0,204vodik na el.neg. skupini H* 0,424vinil CH2=CH 0,834naftil C10H7 3,190kinolin C6H3O2 -0,020naftokinolin C10H5O2 1,486imidazolil C3H3N2 -0,046pirolil C4H4N 0,615piridil C5H4N 0,534barbituril C4H3N2O3 -1,500furil C4H3O 1,086tienil C4H3S 1,613fenotiazinil C12H8NS 3,665feniloksifenil C6H5-O-C6H4 4,026antrakinonil C14H7O2 3,211

2) Konstante čije su vrijednosti ovisne o mjestu gdje je vezan fragment

alkil-f skupina aril-f-0,942 -COOH -0,066-1,200 -COO -0,543-4,967 -COO- -4,091-1,633 -CO -0,976-0,990 -COH -0,333

38

-2,11 -CONH2 -1,135-2,435 -CONH -1,559-2,859 -CON -1,983-3,348 -CONHNH -2,253-1,602 -CONHCONH2 …….……. -CH=CH-COO -0,132……. -0,141……. -0,565-1,448 -OH -0,353-1,545 -O -0,450-0,821 -OCH3 0,274…… -OOC -0,981-1,044 -OCH2COOH -0,606-1,405 -OOCNH2 -0,967-1,829 -OOCNH -1,931-1,340 -NH2 -0,902-1,814 -NH -0,938-2,074 -N -0,979……. -NHCO -1,340-1,860 -NHCONH2 -0,984-2,284 -NHCONH -1,408-2,708 =NCONH2 …….-3,132 =NCONH …….-2,85 -NHNHCONH2 …….-2,063 -NNO …….-0,915 -NO2 -0,039……. -NHCOO -0,734-0,046 -SH 0,611-0,558 -S 0,0990,32 -S-S …….0,166 -SCH3 0,823-2,79 -SO -2,13-2,83 -SO2 -2,07……. -SO2NH2 -1,440……. -SO2NH -1,864……. -NHSO2 -1,645-1,409 -NHCSNH2 -1,190-1,833 -NHCSNH -1,6140,258 -Br 1,1342,417 -CBr3 …….0,057 -Cl 0,9331,814 -CCl3 …….-0,213 -F 0,4440,347 -CF3 1,223-1,031 -CN 0,155

39

0,570 -J 1,446

40

5. TEORIJA GRAFOVA

Teorija grafova je grana matematike koja izučava načine povezanosti elemenata u

sistemu kao i posljedice te povezanosti. Ova teorija pogodna je za primjenu u hemiji

i farmaciji jer se strukturne formule spojeva mogu prikazati kao grafovi, ako se

uzima u obzir samo njihova unutrašnja povezanost. Dio teorijske hemije u kojoj se

kao osnovni matematički aparat primjenjuje teorija grafova danas se naziva

hemijska teorija grafova. Teorija grafova daje jednostavna pravila pomoću kojih se

provode kvalitativna predviđanja između strukture i reaktivnosti spojeva. Graf se

označava sa G i definira se kao uređeni par koji se sastoji od dva skupa V=V(G) i

R=(G). Skup V(G) sadrži elemente grafa, a skup R(G) njihove međusobne relacije.

Molekularni grafovi

Strukturne formule molekula uvedene su u hemiju šezdesetih godina 19. vijeka. Vrlo

brzo posle toga engleski matematičar Cayley shvatio je da su strukturne formule u

organskoj hemiji ništa drugo nego stilizovani crteži grafova. Graf koji odgovara

strukturnoj formuli neke molekule naziva se molekularni graf. Postoje dvije osnovne

vrste molekularnih grafova, za koje je Cayley uveo nazive plerogram i kenogram.

Kod plerograma se svaki atom prikazuje čvorom, dok se kod kenograma prikazuju

svi atomi osim vodonikovih. Kenogrami se zovu i vodik suprimirani grafovi ili

kostur grafovi jer sadrže samo molekularni kostur bez vodikovih atoma i njihovih

veza. Istraživanja u savremenoj hemijskoj teoriji grafova i farmaciji gotovo

isključivo se vrše na vodik suprimiranim grafovima. Iako molekularni grafovi

predstavljaju samo primarnu strukturu molekule, zanemarujući geometriju,

stereohemiju, hiralnost njihova primjena je korisna za predviđanje fizičkih i

hemijskih svojstava molekule.

Graf-teorijske matrice

Grafovi mogu biti povezani sa dvije vrste matrica:

41

Matrica susjedstva (eng. adjacency matrix);

Matrica udaljenosti (eng. distance matrix).

Ove matrice se upotrebljavaju za identifikaciju određenih svojstava grafova koja se

inače teško uočavaju.

a) Matrica susjedstva

Matrica susjedstva A=A(G) grafa G je kvadratna matrica reda n, čiji element A ij na

presjeku i-te vrste i j-te kolone je određen na sljedeći način:

1 ako su vrhovi vi i vj susjedni; i ≠ j

Aij = 0 ako vrhovi vi i vj nisu susjedni; i ≠ j

0 ako je i = j

b) Matrica udaljenosti

U posljednjih dvadesetak godina matrica udaljenosti se sve više koristi u hemiji,

fizici, ali i u geografiji, geologiji i psihologiji.

Matrica udaljenosti D= D(G) grafa G je kvadratna matrica reda n, čiji element na

presjeku i-te vrste i j-te kolone jeste rastojanje između vrhova vi i vj:

1 ako je i ≠ j

(D)ij = 0 ako je i = j

lij je dužina (eng. length) najkraćeg puta (staze) ili minimalan broj bridova između

vrhova vi do vj. Ova vrijednost naziva se i udaljenost između vrhova vi do vj.

Topologijski indeksi

Traganje za vezama između molekulske strukture, kao nenumeričkog pojma i

fizičko-hemijskih osobina i biološke aktivnosti spoja, vrijednosti koje se mogu

izraziti brojem, jeste jedan od osnovnih ciljeva u modeliranju lijekova i hemiji

uopšte. Uvođenjem topoloških indeksa hemijskoj strukturi se pridružuju brojevi koji

je opisuju. Topologijski indeks je numerička vrijednost, povezana sa hemijskom

42

konstitucijom, a koristi se za korelaciju hemijske strukture sa vrijednostima fizičkih

svojstava, hemijske reaktivnosti ili biološke aktivnosti. Oni sadrže numeričku

informaciju o molekulskoj veličini, obliku, grananju, prisutnosti heteroatoma i

višestrukih veza. Mogu se upotrijebiti i kao mjera strukturne sličnosti ili različitosti.

Kao neempirijski strukturni parametri, topologijski indeksi su konvencionalan način

za formulisanje direktne veze između hemijske strukture i fizičkih, hemijskih,

bioloških svojstava molekule. Postoji veliki broj topologijskih indeksa, a u

savremenim radovima se obično koristi desetak (76) . Razlikuju se topologijski

indeksi temeljeni na matrici susjedstva A(G) i topologijski indeksi temeljeni na

matrici udaljenosti D(G). Topologijski indeksi temeljeni na matrici susjedstva,

A(G), oslanjaju se na atom-atom povezanosti u molekularnom grafu, dok se

topologijski indeksi temeljeni na matrici udaljenosti, D(G), oslanjaju na

topologijsku udaljenost između parova atoma. Među najčešće korištenim topološkim

indeksima su: Wienerov indeks, W(G); Randićev indeks povezanosti, c(G);

Balabanov indeks, J(G), Modificirani Balabanov (Trinajstićev) indeks, Zagrebački

indeksi itd. Nedostatak većine topologijskih indeksa je nemogućnost razlikovanja

enantiomera, pa dva ili više enantiomera mogu imati istu vrjednost topologijskog

indeksa. Drugi veliki nedostatak topoloških indeksa proističe iz činjenice da se

trodimenzionalna molekula opisuje jednodimenzionalnim topologijskim indeksom,

što dovodi do gubitka dijela informacija o strukturnim karakteristikama molekule.

6. KLASIFIKACIJA FUNKCIONALNIH GRUPA

Ovo poglavlje ima za cilj da prikaže neke od najčešće korištenih reakcija za identifikaciju

kao i njhove kemijske mehanizme, koje se koriste za identifikaciju farmakološki aktivnih

supstanci.

Funkcionalne grupe su atomi ili male grupe atoma (obično dva ili četiri) koji

predstavljaju centar reaktivnosti i određuje kemijsko ponašanje cijele molekule.

Funkcionalne grupe ispoljavaju svoje karakteristično kemijsko ponašanje bez obzira na

ostali dio molekule. Funkcionalne grupe istog tipa pokazuju iste osobine bez obzira na

43

ostatak molekule. Na osnovu funkcionalnih grupa spojevi dobivaju nazive, tako na

primjer svi alkoholi imaju sufiks -ol (etanol, oktanol...).

Većina farmaceutskih preparata u svojoj strukturi sadrži jednu ili više karakterističnih

funkcionalnih grupa, a tokom identifikacije spojevi se mogu prevesti u spojeve s

karakterističnim funkcionalnim grupama koji će dati određene karakteristične reakcije.

Tabela1. Funkcionalne grupe

44

Klasa jedinjenja Opća formula Funkcionalna grupa Primjer

Alkani R H CH3CH2CH2CH3

butan

Halogenalkani R X (X=F,Cl,Br,I) X CH3CH2Br

brometan

Alkeni C CR

R

R

R

C C C CH2H3C

H3C

metilpropen2 -

Alkini C CR R C C C CH3C CH3

butin2-

Alkoholi R OH OH (CH3)2CHOHpropanol2 -

Tioli R SH SH CH3CH2SHetantiol

Eteri R O R' O CH3CH2OCH3metoksietan

Aldehidi C

O

HR C

O

H CH3CH2C

O

Hpropanal

Ketoni R C

O

R' C

O

CH3CH2CCH2CH3

O

pentanon3 -

Karboksilnekiseline

R C

O

OH C

O

OH CH3CH2C OH

O

propanska kiselina

Anhidridi R C O C R'

O O

C O C

OO

C O CCH3CH2 CH2CH3

OO

propan anhidrid

Esteri R C

O

OR' C

O

O C

O

OCH3CH2 CH3

metilpropanoat

Amidi R C

O

N

R'

R C

O

N CH3CH2CH2C

O

NH2

butanamid

Amini R N

R'

R" N (CH3)3N

45

Nitrili R C N C N C NCH3

acetonitril

Tioetri R S R' S CH3 S CH3

dimetiltioeter

Disulfidi R S S R' S S CH3 S S CH3

dimetildisulfid

Sulfoksidi R S

O

R' S

O

S

O

CH3CH3

dimetilsulfoksid

Sulfoni R S

O

O

R' S

O

O

CH3 S

O

O

CH3

dimetilsulfon

Sulfinske kiseline

R S

O

OH S

O

OH CH3 S

O

OH

metansulfinskakiselina

Sulfonskekiseline

R S

O

O

OH S

O

OH

OS

O

OH

O

CH3

metansulfonskakiselina

6.1.ALKANI

To su ugljikovodici koji se sastoje samo od ugljika i vodika povezanih jednostrukim

vezama. Kako su jednostruke C-C i C-H veze uvijek prisutne u organskim spojevima,

smatra se da su alkani spojevi bez prisutnih funkcionalnih grupa, te su stoga slabo

reaktivni spojevi. Oni nemaju elektronegativnih grupa i ne grade vodikove veze

(odsustvo dipolnog momenta), jonske veze, kao ni jon-dipol veze. Jedina moguća

intermolekularna vezivanja su slaba Van der Waalsova privlačenja. Alkani su spojevi

netopivi u vodi i kemijski stabilni prema djelovanju svjetlosti, toplote, zraka, otopina

kiselina, baza.

46

6.2. ALKENI

Funkcionalna grupa alkena je dvostruka ugljik-ugljik veza (C=C), koja je izvor

reaktivnosti alkena. Kako alkeni podliježu adicionim reakcijama, za njih se kaže da su

nezasićeni spojevi. Alkeni, kao i alkani, nemaju elektronegativnih grupa, pa ne grade

vodikove veze i netopivi su u vodi. Međutim, za razliku od alkana, oni su reaktivni

spojevi zbog povećane koncentracije elektrona na dvostrukoj vezi. Zbog prisutne

dvostruke veze, alkeni mogu pokazivati geometrijsku izomeriju (cis i trans).

6.3. ALKINI

Alkini su ugljikovodici kod kojih je prisutna trostruka ugljik-ugljik veza (CC). Zbog

jakog dipola, terminalni vodikovi atomi kod alkina su kiseli u jako baznoj sredini. Kako

nemaju elektronegativnih grupa ne grade vodikove i jonske veze, pa su netopivi u vodi

pri fiziološkim pH vrijednostima.

6.4. ALKOHOLI

Atomska grupa -OH

Sufiks -ol

Prefiks hidroksi

Pozicija u lancuna bilo kojem

mjestu

Opća formula CnH2nOH

Zajednički naziv alkohol

47

Organski spojevi koji sadrže hidroksilnu funkcionalnu grupu (-OH) direktno vezanu na

ugljikov atom, zovu se alkoholi.

Alkoholi su organski spojevi s općom formulom ROH, gdje je R neki alkil ili

supstituirana alkil grupa. Te grupe mogu biti primarne, sekundarne ili tercijarne;

otvorenog lanca ili ciklične; mogu sadržavati dvostruku vezu, atome halogena ili

aromatski prsten.

Klasificiraju se prema broju hidroksilnih grupa koje alkoholi sadrže u svojim molekulama

na: jednohidroksilne (monohidroksilne) i polihidroksilne (dvohidroksilne,

trohidroksilne, itd.), i prema broju ugljikovih atoma vezanih za ugljik supstituiran

hidroksilnom grupom na: primarne (1o), sekundarne (2o) i tercijarne (3o).

R C

H

OH

H R

C

H

R

OHR C

R

Primarni

OHR

Sekundarni Tercijarni

Polarna priroda O-H veze rezultira formiranjem vodikove veze s drugim alkoholima ili

drugim vodikovom vezom povezanih sistema (na primjer. vode). Obzirom na polarnost

alkoholne grupe, ne iznenađuje činjenica da su spojevi poput etanola i metanola odlično

topivi u vodi (“slično se otapa u sličnom”).

Molekule alkohola imaju osobinu da se međusobno povezuju pomoću vodikovih veza. U

alkoholima vodikove veze nastaju zbog privlačnog djelovanja između vodikovog atoma

hidroksilne grupe i kisikovog atoma druge hidroksilne grupe i radi se zapravo o slabom

kiselo-baznom međudjelovanju.

R OH + +H2O (H3O)+ R O)( -

Alkoholi su slabe kiseline i vrlo slabe baze, isto kao i voda; njihova disocijacija je

neznatna (konstanta disocijacije npr. etanola je 1x10-18 a metanola 1 x 10-17), dakle manja

je od vode.

48

Kiselost alkohola potječe od prisutnog kisikovog atoma (O-) koji je relativno jako

elektronegativan, a vezan je za proton u OH grupi.

Redoslijed kiselosti alkohola: 1o > 2o > 3o, pa je npr. tercijarni butil alkohol znatno manje

kiseo od etanola. Poređenjem alkohola s vodom, oni su jače baze od nje i mogu, više ili

manje, da grade stabilne soli s jakim kiselinama. Njihova bazičnost potječe od dva

slobodna elektronska para na atomu kisika.

Vodikove veze utječu na tačku topljenja, topivost i na mnoge druge karakteristike

molekula alkohola (imaju relativno niske tačke topljenja i ključanja, tabela 1).

6.4.1. Reakcije na alkoholnu OH grupu

Alkoholi su komercijalno važni, koriste se kao lijekovi, otapala i dezinficijensi. Prema

propisima reakcije na alkoholnu OH grupu daju slijedeći spojevi: Etanbutol-klorid,

Etanolum koncentratum, Etinilestradiol, Alopurinol, Kloralhidrat, Kloramfenikol,

Klorbutanol, Klortalidon, Digitoksin, Dietanolamin, Dihidrotahisterol, Dimerkaprol,

Efedrin klorid, Fruktoza, Glukoza, Laktoza, Manitol, Mentol, Trietanolamin, itd.

Reakcije na alkohol uglavnom su određene OH grupom, a njena reaktivnost ovisi od

prirode C atoma (primarni, sekundarni ili tercijarni).

Većina reakcija na alkohole se odvija pucanjem jedne od dviju veza u molekuli:

C-OH veze (supstitucija –OH grupe odgovarajućim supstituentom) ili

O-H veze (supstitucija –H odgovarajućim supstituentom).

Na molekuli alkohola se može provesti i proces eliminacije, u kojem se formira dvostruka

veza.

6.4.1.1. Reakcije pucanja O-H veze

Reakcije oksidacije

49

Primarni, sekundarni i tercijarni alkoholi se različito ponašaju pri oksidaciji. Oksidacijom

primarnih alkohola sa suviškom jakog oksidansa kao što su: Na2Cr2O7 i H2SO4; KMnO4 ili

HNO3 nastaju aldehidi, a daljom oksidacijom ugljične kiseline bez gubitka ugljika.

a)

+ H2SO4K2Cr2O7R CH2OH + 4

++ K2SO4Cr2(SO4)3COOHR

CH3CH2OH K2Cr2O7 +

+ H2SO4 CH3COOH Cr2(SO4)3 K 2SO4 H 2O3 2 8 3 2 2 11+++

b)

KMnO4 H2SO4 R CHO MnO2 K2SO4 H2O+ + + +3 2 + 3 2 4R CH2OH

Sekundarni alkoholi oksidacijom grade ketone s istim brojem C-atoma, ali se oni daljom

oksidacijom raspadaju na kiseline s manjim brojem C-atoma.

Primjer:

CrO3, HOAc

HO

R

3-HOLESTAN

33

R

O

3-HOLESTANON

Tercijarni alkoholi su otporni prema oksidaciji u neutralnoj i slabo kiseloj sredini. U vrlo

kiseloj sredini oksiduiraju se u ketone, s udaljavanjem jedne alkil grupe.

Primjer:

C

CH3

OHCH3

CH3

H2SO4

H2OCH3C

CH2

CH3Na2Cr2O7

H2SO4CH3 C CH3

O

+ H2O

terc.butil alkohol izobuten dimetilketon

Esterifikacija

50

Reakcijom alkohola s organskim kiselinama nastaju esteri, odvajanjem molekule vode.

Kisik u molekuli vode potječe od kiseline, a dokazi za to su esterifikacija karbonskih

kiselina s merkaptanima, i upotreba izotopa O18 u alkoholu.

Reaktivnost ROH: 10 > 20 > 30

R COH

O

O18

R' R C

O

'R18

OH+

+ H2O

kiselina alkohol ester

Primjer:

CH3 COH

O

O C2H5 CH3 C

O

O C2H5H+ + H2O

kiselinasirćetna etanol etil- acetat

Mehanizam reakcije:

djelovanjem kiselog katalizatora protonira se kisik karbonilne grupe

zatim se adira alkohol i dehidratacijom uz izdvajanje protona oslobađa se ester

i regenerira katalizator

Hidroliza estera je obrnut proces nastajanju estera iz alkohola i kiseline. Esteri sporo

reagiraju s vodom. Da bi se postigla pogodna brzina reakcije, mora se gotovo uvijek

dodati kiselina ili baza. Bazom katalizirna hidroliza estera se naziva i saponifikacija (ime

potječe od stare metode pripreme sapuna).

RCOOR + HO-

RCOO-

+ ROHH2O

Jodoform reakcija

Reakcijom vodene otopine sekundarnih alkohola, i etanola (od primarnih alkohola), i

otopine joda dobivamo jodoform (žuti talog mirisa na šafran). Dobivanje jodoforma

51

predstavlja značajnu reakciju pomoću koje se etanol razlikuje od ostalih primarnih

alkohola, a posebno od metanola.

Vrlo je važno da alkohol posjeduje najmanje jedan vodikov atom na hidroksil

supstituiranom ugljiku. Stoga tercijerni alkoholi neće dati pozitivan test. Ako alkohol nije

topiv u vodi, otopi se u 1,2-dimetoksietanu (DME).

Mehanizam reakcije:

Alkohol je u početnoj fazi oksidiran hipojodidnom formom u baznoj otopini.

Formirani međuprodukt, metilketon, zatim reaguje s viškom baze.

Izdvaja se žuti talog jodoforma i so odgovarajuće kiseline

+ + 2 22I2 KOH CH3 CH

+ +KI H2OCH3 CH2OH

O

O

HCCH3 + + + +3 3 3 3I2 KOH CJ3 C

O

HKI H2O

H

O

CCJ3 + +KOH CHJ3 HCOOK

6.4.1.2. Reakcije pucanja C-OH veze

Reakcije s hidrogen halidima

R OH + HX RX + H2O

Reaktivnost ROH: alil, benzil >1o > 2o > 3o

Lukasov test

Lukasov test se koristi za razlikovanje primarnih, sekundarnih i tercijarnih alkohola.

Lukasov reagens je otopina ZnCl2 u koncentriranoj HCl i koristi se za prevođenje

alkohola u alkil kloride. Formirani alkil klorid je netopiv pa se otopina zamuti. Prisutni

ZnCl2, Luisova baza, djeluje kao katalizator, povećavajući reaktivnost alkohola prema

52

HCl. Tercijarni alkoholi će reagovati najbrže, gotovo trenutno, zatim slijede sekundarni, a

primarni alkoholi neće dati ovu reakciju. Nedostatak ovog testa je što se mogu ispitivati

samo u vodi topivi alkoholi.

R OH + HClZnCl2

R Cl + H2O

3o- trenutno zamućenje, brza reakcija

2o-zamućenje nakon 2-5minuta, spora reakcija

1o-otopina ostaje bistra, nema reakcije

Primjer:

H2O+(CH3)2C ClOHZnCl2

HCl(CH3)2C

Izopropil alkohol Izopropil klorid

Mehanizam reakcije: nukleofilna supstitucija (SN1).

6.5. FENOLI

Fenoli su aromatski spojevi koji imaju hidroksilnu grupu vezanu direktno na C-atom

aromatske jezgre (za razliku od aromatskih alkohola). Fenolima najviše odgovaraju

tercijarni alkoholi. To su spojevi s općom formulom ArOH, gdje je Ar- fenil,

supstituirani fenil ,ili jedna od drugih aril grupa. U ovisnosti od broja OH grupa razlikuju

se: jednohidroksilni fenoli, dvohidroksilni, trohidroksilni, itd.

6.5.1. Osobine fenola

Jednostavni fenoli su bezbojne tečne ili čvrste tvari koje se polako oksidiraju na zraku i

pri tome prelaze u žuto ili crveno obojene spojeve. Sam fenol je djelomično topiv u vodi,

prvenstveno zbog stvaranja vodikovih veza s vodom, mnogi drugi fenoli su netopivi u

vodi.

S porastom broja OH grupa u molekuli fenola, topivost u vodi se povećava.

Zbog vodikovih veza imaju vrlo nisku tačku topljenja (fenol: 40,8o C), a visoku tačku

ključanja (fenol: 178-182 oC ).

53

Kiselost fenola

Fenoli su jače kiseline od alkohola ali slabije kiseline od karboksilnih kiselina.Veća

kiselost fenolne OH grupe je posljedica njene jače polarizacije od alkoholne OH grupe,

pa vodik lakše odlazi kao proton. Na kiselost fenolnih spojeva utječu i supstituenti vezani

za fenol.

Tako npr. elektron-donorski supstituenti smanjuju kiselost, dok elektron-akceptorski

supstituenti povećavaju kiselost.

OH

CH3

OH

NO2

OH

NO2

NO2NO2

OH

Fenol 4-metilfenol 4-nitrofenol 2,4,6-trinitrofenol

pKa=10 pKa=10,26 pKa=7,15 pKa=0,25

Fenoli s alkalnim hidroksidima grade soli (fenolate). S otopinama mineralnih kiselina

(karboksilnih ili karbonatnih) nastale soli (fenolati) ponovno prelaze u slobodne fenole.

S bikarbonatima fenoli ne grade soli. Fenoli u vodenom mediju jače disociraju od

alkohola.

C6H5 OH + NaOH H3O( ) ++ C6H5O-

6.5.2. Reakcije stvaranja obojenih kompleksa s željezo (III) kloridom, FeCl3

54

Spojevi koji u svojoj strukturi imaju fenolnu OH grupu (fenol, rezorcinol, salicilna

kiselina, acetilsalicilna, metil salicilat, adrenalin, noradrenalin (steroidi), epinefrin,

nalorfin klorid, morfin klorid, klorokrezol, kodein fosfat, izoprenalin sulfat, naftol,

tubokurarin klorid, paracetamol, pirogalol, piridoksin klorid, vanilin i drugi) daju reakciju

s željezo (III) kloridom, FeCl3.

Fenoli reagiraju s željezo (III) kloridom i daju obojene, u vodi topive komplekse. Priroda

ovih obojenih spojeva nije egzaktno utvrđena, ali se smatra da nastaju koordinacioni

spojevi s heksakovalentnim željezom. Boja nastalih spojeva varira u ovisnosti od broja i

položaja OH grupa u molekuli:

fenol – ljubičasta

rezorcinol – tamno ljubičasta

krezol – plava

boje; gvajakol – plavozelena

paracetamol – plavoljubičasta

adrenalin – zelena itd.

Salicilna i acetilsalicilna kiselina (nakon hidrolize esterske funkcionalne grupe) sa

željezo (III) kloridom, daju stabilan spoj crvenoljubičaste boje. Boja nestaje

dodatkom HCl.

Reakcija se odvija po slijedećoj Shemi:

OH

COOH

FeCl3

COO

O O

CHOO

Fe+ 3Cl

-

FeCl3

u višku

+3x Fe

-O

COO

OO

O

CFe

Disalicilatna feri kiselina

Feri so disalicilatoferi kiseline3

55

Nakon hidrolize esterske veze acetilsalicilne kiseline izdvaja se salicilna kiselina, koja se

potom identificira u reakciji građenja obojenog kompleksa s željezo(III)kloridom.

COOH

OC

CH3

O

+ H2O

COOH

OH

+ CH3COOH

Acetilsalicilna kiselina Salicilna kiselina

6.5.3. Halogeniranje fenola

Uslijed velike reaktivnosti fenola, djelovanjem s vodenom otopinim broma dolazi do

premještana svakog vodonika u orto i para položaju od -OH grupe.

OH

+ Br23

OH

BrBr

Br

+ HBr3

2,4,6- tribrom fenolFenol

Halogeniranjem u kontroliranim uvjetima u bezvodnom mediju s otapalom male

polarnosti (kao što su kloroform, CHCl3, ugljik tetrahlorid, CCl4, i ugljik disulfide, CS2),

moguće je prirediti monohalogene derivate fenola sa zadovoljavajućim iskorištenjem.

OH OH

Br

OH

BrBr2

CS2

+ + HBr

bromfenol bromfenolp o- -

Salicilna kiselina se ponaša kao kiselina i kao fenol. Ona spada u najvažnije fenolne

kiseline.

56

S bromnom vodom gradi takođe 2,4,6-tribrom-fenol. Zbog visoke reaktivnosti fenola,

kao rezultat djelovanja s bromnom vodom dolazi do zamjene svakog H atoma u orto i

para položaju s OH grupom (proces elektrofilne supstitucije).

Dodatkom bromne vode vodenoj otopini fenola nastaje talog kinoidnog tetra-brom

derivata, koji s natrijevim bisulfitom prelazi u 2,4,6-tribromfenol.

OH

COOH

+ 3 Br2

O

Br Br

Br COOH

+ 3 HBr

NaHSO32

Br COOH

OH

Br

+ NaBr + NaHSO4 + SO2

Salicilna kiselina

4,6-Dibrom fenol

Bromna voda je smeđe boje, u reakciji s vodenom otopinom fenola se obezboji.

OH

OH

+ Br2

OH

Br

OH

Br

Br

+ HBr33

rezorcinol 2,4,6 tribromrezorcinol-

6.5.4. Reakcije na jezgri - oksidacija

Kao i amino grupa kod aromatskih amina, tako i hidroksilna grupa kod fenola daje

elektrone jezgri i tako omogućava laganu oksidaciju.

57

OH

+ O2

O

O

+ H2O

Kinon

O

O

+ 2

OH O

O

OH

.

Fenokinon

OH

OH

H+-

O

OH

-

- +H

O

O

-O

O

kinon

-

hidrokinon

H2

Pri oksidaciji s kisikom iz vazduha ili drugim oksidacijskim sredstvima, nastaje smjesa

oksidiranih produkata. Jedan od oksidacijskih produkata fenola s zrakom je kinon, koji

daje s fenolom adicioni spoj briljantno crvene boje, poznat pod nazivom fenokinon.

Kristalografskim ispitivanjem utvrđeno je da su molekule kinona uklopljene među

molekule fenola, te da su benzenske jezgre paralelne. Sile koje spajaju molekule u

takvom kompleksu analogne su silama pomoću kojih nastaju kompleksi polinitro-

spojeva.

Oksidacijom katehola (o-dihidroksibenzen) nastaje spoji crvene boje, o-kinon. Kinoni se

odvode od dvohiroksilnih fenola, odvajanjem dva atoma vodonika, a mogu se definirati

kao nezasićeni, ciklični diketoni.

58

OH

OHH

+-

O

OH

-

- +H

O

O-

- O

O

o-kinon

S anhidridom ftalne kiseline dobija se crveno obojeni spoj, fenolftalein, s maksimumom

apsorpcije na c = 438,6 nm.

6.6. ETERI

Eteri su derivati alkohola u kojima je vodikov atom zamjenjen alkil grupom. Prema

IUPAC-u ovi spojevi se nazivaju alkoksialkani Opća strukturna formula ovih spojeva je

R-O-R. Kod ovih spojeva R-radikali mogu biti identični (simetrični eteri) ili različiti

(asimetrični eteri).

Funkcionalna grupa etera je:

C O C....

Zbog elektronskih parova na kisikovom atomu, eteri pokazuju bazne osobine (Lewisove

baze).

Iako su kemijski inertni spojevi i uglavnom se koriste kao otapala u organskim

reakcijama, mogu sporo da reaguju sa kisikom iz zraka pri čemu se formiraju

hidroperoksidi koji se mogu eksplozivno razlagati.

Najznačajniji eteri su:

O

O

O

59

oksaciklopentan 1,4-dioksacikloheksan

(tetrahidrofuran) (1,4-dioksan)

Ciklični eteri s tročlanim prstenom nazivaju se EPOKSIDI. Najjednostavniji je

etilenoksid.

..

..

CCO

IUPAC: oksiran

Pod dejstvom vode u prisustvu kiselina ili baza oksaciklopropanski prsten se otvara, pri

čemu nastaju vicinalni dioli. U pogledu kiselo-baznih osobina epoksidi su neutralni.

6.7. ALDEHIDI I KETONI

Karbonilna funkcionalna grupa koja se nalazi u aldehidima i ketonima, ulazi u sastav

molekula ugljikohidrata i brojnih drugih biološki važnih spojeva. Aldehidi spadaju u vrlo

reaktivne spojeve, te su zbog toga našli primjenu u brojnim sintezama. Reaktivnost

aldehida potječe od njihovog nezasićenog karaktera, tj. prisustva dvostruke veze između

kisika i ugljika karbonilne grupe. Aldehidna grupa je reaktivnija od keto jer posjeduju

jedan H atom na karbonilnoj grupi i ima svojstvo ketoenolne tautomerije.

Proces u kojem se H atom vezan za -C atom karbonilnog spoja kreće prema

karbonilnom kisikovom atomu, naziva se enolacijom ili keto-enolnom tautomerijom.

Izomerne karbonilne i enolne strukture su tautomeri.

Ketoni spadaju u red važnih spojeva, mnogi prirodni proizvodi su po svom sastavu

ketoni. Oni sadrže karakterističnu karbonilnu grupu (C=O) koja se odlikuje izuzetnom

osobinom izgradnje ugljikovog skeleta s bočnim nizovima. Od aldehida se razlikuju

svojom velikom postojanošću prema oksidacionim sredstvima. Ketoni ne djeluju

60

reducirajuće, kao aldehidi i ketoni se kondenziraju a ne polimeriziraju itd. Prema tome

prisustvo H atoma u aldehidima uslovljava izvjesne razlike u osobinama između ove

dvije vrste spojeva.

C OCH3

CH3

keton

CH3OC

H

aldehid

O

CH3CCH3

OH

CCH3CH2

keto enolni oblik

6.7.1. Reakcije na aldehidnu i keto grupu

Centi reaktivnosti aldehida i ketona su:

kisik karbonilne grupe (Lewisova baza);

karbonilni ugljik i

α-C atom

..

..

C

R

CO

H

kiseonapadnukleofila

napadelektrofila

Reakcije oksidoredukcije

Oksidacija i redukcija u organskoj kemiji nemaju isto značenje kao u neorganskoj. U

organskoj kemiji se pod oksidacijom podrazumjeva udaljavanje vodika uz čestu

istovremenu adiciju kisika, ili nekog drugog elektronegativnog elementa.

Pri oksidaciji dolazi do stvaranja veza s atomima elemenata veće elektronegativnosti.

U procesu redukcije, obrnuto, dolazi do adicije vodika na nezasićene grupe, alkenske i

alkinske veze, karbonilne grupe, koja je često praćena udaljavanjem nekog drugog

elementa, npr. kisika. Pri redukciji dolazi do stvaranja veze s atomima elemenata manje

elektronegativnosti.

Reakcija stvaranja poluacetala

61

Aldehidi mogu da reagiraju s jednim ili dva molekula alkohola, pri čemu prvo nastaju

poluacetali (adicija), a zatim acetali. Reakcija se vrši u prisustvu vodonikovog iona,

dodatkom nešto kiseline, a može se vršiti i u prisustvu baza. Poluacetali su jako

nestabilni. Većina prostih šećera uglavnom postoji u obliku poluacetala. Ako se u

molekuli aldehida nalazi neki jako elektronegativni elemenat, onda takvi supstituirani

aldehidi mogu da grade stabilne poluacetale.

Primjer:

CCl3 CHO + C2H5OH CCl3 C

H

OH

OC2H5

trikloracetaldehid poluacetal

Reakcija srebrenog ogledala

Daju je aldehidi, a od ketona samo -hidroksiketoni i -diketoni. Prema propisu reakcija

se izvodi tako da se u 5 ml amonijakalnog srebro nitrata (r.o.) doda 1 ml otopine

preparata i umjereno grije bez mućkanja, na zidu epruvete se postepeno

izluči tanak sloj srebra. Reakcija se odvija po slijedećoj shemi:

AgNO3 + NH4NO3 Ag(NH3)2NO3 + H2O2 2

RCHO + 2Ag(NH3)2NO3 + H2O RCOONH4 + 2Ag + NH3 + 2NH4NO3

Mehanizam reakcije:

U reakciji dolazi do oksidacije aldehida u kiselinu, a srebro ion (Ag+) se reduira do

elementarnog srebra (Ago ), koje se izdvoji u obliku srebrnog ogledala.

62

Napomena: Priprema reagens otopine amonijakalnog srebro nitrata, se mora vršiti

ex tempore (jer stajanjem mogu nastati eksplozivni Ag2NH, AgNH2,

Ag3N)

Napomena: Priprema reagens otopine amonijakalnog srebro nitrata, se mora vršiti

ex tempore (jer stajanjem mogu nastati eksplozivni Ag2NH, AgNH2,

Ag3N)

Fehlling-ova reakcija

Daju je svi monosaharidi, a od disaharida oni koji imaju maltozni tip veze (1,4 glikozidnu

vezu). Prema općem propisu reakcija se provodi tako da se 1ml otopine zagrije s 1 ml

Fehlling-ovog reagensa (r.o.), plava se boja gubi i izluči se crven talog.

COOK

COONa

CHO

CHO

COOK

CHOH

CHOH

COONa

(CHOH)4

CH2OH

CHO

Cu(OH)2 + Na2SO4 + Cu +

Cu2O +

COONa

CHOH

COOK

CHOH+

COOH

CH2OH

(CHOH)4

Reducirajući šećeri se oksidiraju blagim oksidansima kao što su Benedikt-ova i Fehlling-

ova otopina (redukcija Cu2+ u Cu+) i Tolens-ov reagens (redukcija Ag+ u Ago). Prvi

oksidacijski produkt aldoze je monokarboksilna kiselina nazvana aldonska kiselina. Jača

oksidacija aldoze ili aldonske kiseline prevodi u aldarne kiseline, kao posljedicu

oksidacije aldehidnog i krajnjeg hidroksi položaja.

Jodoform reakcija

Reakcijom vodenog rastvora metilketona, sekundarnih alkohola, acetaldehida (od

aldehida), etanola (od primarnih alkohola) i otopine joda dobivamo jodoform (žuti talog

mirisa na šafran). Aldehidi i ketoni s -vodikovim atomima se halogeniraju u -poziciji

kada reagiraju s halogenima u prisustvu baze. Sva tri -vodikova atoma metil grupa kod

metil ketona i acetaldehida su supstituirani jodom (smeđe boje) tokom jodoform reakcije.

Jaka baza reagira s halogeniranim međuproduktom i daje žuti talog jodoforma (CHI3).

Izvođenje reakcije: u dvije epruvete unijeti poznati i nepoznati alkohol (5 kapi od

svakog), a potom dodati 15 kapi 6M NaOH u svaku epruvetu. Poklopiti epruvetu prstom i

promućkati. Grijati mješavinu na vodenom kupatilu na 600C i dodavati u kapima

63

pripremljeni I2/KI (dodati maksimalno 35 kapi), uz mješanje, dok otopina ne požuti.

Zatim dodati 6M NaOH dok se otopina ne obezboji. Čuvati epruvete u vodenom kupatilu

još 5 minuta. Nakon toga ih izvaditi, ostaviti da se ohladi i posmatrarti svijetlo žuti talog

jodoforma.

Halogeniranje ketona

Mehanizam ove reakcije je asimetrična supstitucija. Reakcija započinje na karbonilnoj

grupi, na koju se adira proton baze čime raste njena privlačnost za elektrone. Na taj način

se olakšava izlazak H metil grupe i njegova supstitucija s halogenom. Budući da i

halogeni privlače elektrone, slijedeći H atom iste metil grupe će se supstituirati

halogenom.

CH3CCH3

O

+ 3 I2

O

CH3CCI3 + 3 HI

CH3CCI3

O

+ KOH CH3COOK + CHI3

6.8. KARBOKSILNE KISELINE

Spojevi kod kojih je hidroksilna grupa vezana za ugljik karbonilne grupe nazivaju se

karboksilne kiseline. Karboksilne kiseline su relativno jake kiseline, koje lako disociraju

pri čemu nastaje karboksilatni jon.

C

O

O HR + H2O CR O-

O..

..

....

+ HO H2

Elektron-akceptorski supstituenti pojačavaju kiselost karboksilnih kiselina:

64

C

Cl

Cl

Cl

CO O H CCl

Cl

H

CO O H C

H

Cl

H

CO O H C

H

H CO O H

H

pKa=0,70 pKa=1,48 pKa=2,86 pKa=4,76

Ovi supstituenti povećavaju kiselost ako su u susjedstvu karboksilne grupe, a ovaj efekat

je sve manji što je elektron-akceptorski supstituent udaljeniji od karboksilne grupe.

C H3 C H2 C H

C l

CO

O HC H3 C H C H2 C

O

O HC l

C H2 C H2 C H2 CO

O HC l

2-klorbutanska kiselina 3-klorbutanska kiselina 4-klorbutanska kiselina

pKa=2,85 pKa=4,05 pKa=4,50

U reakciji karboksilnih kiselina sa bazama nastaju soli koje dobijaju naziv tako da se

završetak–ska u imenu kiseline zamjeni s –at ili –oat.

CO

O H+ N aO H C

O

O-N a

++ H2O

Benzojeva kiselina Natrij benzoat

Kondenzacijom dvije karboksilne kiseline procesom dehidratacije nastaju anhidridi.

CH3 CH2 CO

OH+ C

O

HOCH3 CH3 CH2 C

O

O C

O

CH3

N-analozi cikličnih anhidrida nazivaju se imidi

CH2

COOH

COOH

+ RNH2 CH2

CN

O

R

C

O

+ H2O2

65

6.9. DERIVATI KARBOKSILNIH KISELINA

6.9.1. ESTERI

Esteri su spojevi koji nastaju u reakciji karboksilnih kiselina sa alkoholima. Esterifikacija

je kiselo-katalizirana adiciono-eliminaciona reakcija. Do reakcije ne dolazi spontano, već

tek dodatkom kiseline kao katalizatora.

R CO H

O+ R¨ O H

H+

R CO

O R¨+ H2O

Intraciklični estri nazivaju se laktoni

R CH

OH

CH2 C

O

OHH

+

CH2

C

CH

O

R

O + H2O

Laktoni su neutralni u pogledu kiselo-baznih osobina.

6.9.2. AMIDI

Amidi su derivati karboksilnih kiselina opšte formule:

R C NH2

O

R C

O

NHR' R C

O

NR'R"

H3C C

O

NH2H3C C

O

NHCH3H3C C

O

NH3C

CH3

Acetamid N-metilacetamid N,N-dimetilacetamid

Amidi su najmanje reaktivni derivati karboksilnih kiselina. Do njihove hidrolize dolazi

samo uz produženo zagrijavanje u jako kiseloj ili baznoj sredini. U prisustvu kiselina

amidi se razlažu do amina i odgovarajuće amonijum soli, dok u prisustvu baza nastaju

66

amin i odgovarajuća karboksilatna so. U pogledu kiselo-baznih osobina amidi su

neutralna jedinjenja.

Djelovanjem toplote na aminokiseline nastaju intraciklični amidi koji se nazivaju laktami.

R CH CH2 C

O

OH

NH2 toplotaC

N

CH2

HH

RC O

H2C C

C N

O

HHR

C

C CH

N

O

H

RH2

H2C

CCH2

CH

NC H

R

H2

H2

O

β-laktam γ-laktam δ-laktam

Neki lijekovi kao što su penicilini i cefalosporini u svojoj strukturi sadrže β-laktamski

ciklus.

U pogledu kiselo-baznih karakteristika laktami su neutralni spojevi.

6.10. AMINI

6.10.1. AROMATSKI AMINI

Kiselost i bazičnost amina

Kao i alkoholi, amini nisu samo bazični već i kiseli. Zbog manje elektronegativnosti

dušika u odnosu na kisik alkohola, amini su 20 puta manje kiseli od alkohola. Za

deprotoniranje amina neophodne su izuzetno jake baze (alkillitijevi reagensi).

S druge strane, slobodni elektronski par se mnogo lakše protonira, što je uzrok bazičnosti

amina. Oni se ponašaju kao Lewisove baze, tj. donori elektronskog para kaji može da

veže proton koordinativnom vezom.

67

R N H2 + HA R N H2 + A-

.. ..H

+

Amini su bazniji od alkohola. Kvantitativno, jačina bazičnosti amina može se izraziti pKb

vrijednostima, koja kod amina iznosi oko 4. Alifatski amini su jače baze od amonijaka,

dok su aromatični slabije baze od amonijaka.

Reakcije na primarnu aromatsku amino grupu

Slobodnu aromatsku amino grupu posjeduju sulfonamidi, lokalni anestetici,

simpatomimetici i drugi, pa se prema propisima Farmakopeje diazo reakcijom mogu

identificirati: sulfafenazol, sulfametoksipiridazin, sulfametoksazol, sulfamerazin,

sulfagvanidin, sulfafurazol, sulfadimidinsulfadimetoksin, sulfadiazin, sulfacetamid-

natrium, prokainamid klorid, prokain-benzilpenicilin, ftalil-sulfatiazol, karbarzon, etil-

aminobenzoat i drugi.

Diazo reakcija

Primarni aromatski amini reagiraju s nitritnom kiselinom (HNO2, HON=O), stvarajući

dijazonijum sol.

Prema općem propisu farmakopeje diazo reakcija se provodi na slijedeći način:

ako nije drugačije propisano, 20mg preparata otopi se u 2-3 kapi diluirane kloridne

kiseline (r.o.) i doda 2ml vode. Kad se otopini zatim doda nekoliko kristalića natrij-nitrita

i kap po kap naftola (r.o.) izluči se narandžastocrven ili crven talog. Dijazonijum soli

veoma su nepostojane na sobnoj temperaturi, te se zato reakcija izvodi na temperaturi od

0 do 5oC.

68

NH2 NH3+

Cl- HON O

NaNO2 / HCl

N HH

H+

Cl-

N N OHH+

Cl- H2O-

N N+

Cl- +

OH

anilin anilin hidroklorid

fenil diazonijum klorid - naftol 2

ONa

NN

NaOH

Reakcija diazotiranja odvija se u kiselom mediju a za reakciju su neophodna tri mola

kloridne kiseline.

jedna molekula kloridne kiseline potrebna je da se iz natrijum nitrita (NaNO2)

istisne nepostojana nitritna kiselina (HNO2)

druga molekula kloridne kiseline potrebna je za nastanak nitrozo-iona (NO+)

treća molekula kloridne kiseline potrebna je da bi se primarni aromatski amin

preveo u so oblika Ar-NH3+Cl-.

Primarni aromatski amini moraju biti u obliku soli da bi se spriječila reakcija polaznog

spoja, sulfonamida, i prvog molekula nastale dijazonijum soli. Reakcija građenja

dijazonijum soli tada nije kvantitativna i ne može se koristiti za određivanje sulfonamida.

Mehanizam reakcije:

Primarni aromatski amini s nitritnom kiselinom stvaraju N-nitrozo derivat, koji

odmah tautomerizacijom i dehidratacijom gradi diazonijum so.

69

aromatski amin diazonijum so

H2O2+NaX+-

X+

ArNH2HX+NaNO2+NH2Ar

Primarni amini reagiraju s nitritnom kiselinom (HNO2) dajući diazonijeve soli. Nitritna

kiselina je nestabilna i obično se priređuje u reakcijskoj smjesi iz natrij nitrita i vodene

otopine kiseline. Nitritna kiselina je izvor sredstva za nitroziranje N2O3, na koji se amin

supstituira. Tada slijedi niz stupnjeva u kojima se zbivaju prijenosi protona nakon

čega dehidratacijom nastaje diazonijum-ion.

Primarni alifatski amini takođe reagiraju s HNO2 i daju dijazonijum soli, ali takve soli su

prilično nestabilne i raspadaju se dajući komplikovane miksture organskih proizvoda,

tako da ova reakcija nema sintetske vrijednosti.

Reakcije sulfonamida zasnovane su na kemijskim osobinama primarne aromatske amino i

sulfonamidske grupe.

Opća formula sulfonamida :

SO2NHR

NH2

Reakcije na sulfonamidsku grupu

Sulfonamidi su amidi p-amino-benzensulfonske kiseline. U strukturi sulfonamida

prisutne su dvije bitne funkcionalne grupe: primarna aromatska amino i sulfonamidska-

grupa. Sulfonamidi su spojevi s amfoternim osobinama. S kloridnom kiselinom

aromatska amino grupa gradi soli tipa amina. S natrijum-hidroksidom, vodonik

sulfonamidske grupe supstituira se s natrijem. Njihove soli u vodi hidrolizuju, pa vodene

otopine mogu reagirati kiselo ili bazno.

Reakcija s aldehidima

Karakteristična reakcija primarnih aromatskih amina s aldehidima je reakcija nukleofilne

adicije, uz izdvajanje vode, pri čemu nastaju spojevi tipa Šifovih baza.

70

Reakcija građenja soli s otopinom srebro nitrata, AgNO3

Kiseli vodonik iz sulfonamidske grupe zamjenjuje se s srebro ionom, pri čemu nastaje

talog:

Ar SO2NHR + AgNO3 Ar SO2NR

Ag

+ HNO3

Oslobođena nitratna kiselina može se titrirati natrij hidroksidom i primjeniti za

kvantitativnu analizu.

6.10. 2. ALIFATSKI AMINI

Primarni amini, u prisustvu alkalija, reagiraju s kloroformom gradeći izonitrile, koji

imaju veoma neprijatan miris.

Izonitril reakcija

Prema općem propisu izonitril reakcija se provodi na slijedeći način: kad se preparatu ili

otopini preparata doda natrij-hidroksid (r.o.) i zagrije do ključanja, a u vruću smjesu doda

1 do 2 kapi kloroforma (R.), razvija se miris izonitrila.

CRNKOH++

izonitril

3 H2O+KCl3+CHCl3R NH2

7. METIL DERIVATI KSANTINA

Purin alkaloidi formiraju sekundarne metabolite i derivate ksantina; tri dobro poznata

primjera su: kofein (1,3,7-trimetilxantin), teofilin (1,3-dimetilxantin) i teobromin (3,7-

dimetilxantin). Kofein je alkaloid koji se dobiva iz plodova kafe (Coffea arabica),

čajevca (Thea sinensis), kole (Cola acuminata), guarane i mate (Ilex paraguariensis).

Kofeinu su slični teofilin i teobromin kojeg ima u sjemenkama biljke kakao (Theobroma

cacao).

71

N

NN

NH

N

N

OH

OHN

NH

Purin Ksantin(hidroksiderivat purina)

H

N

NN

N

OH

OHN

NH

N

N

O

O

kisele osobine

bazne osobine H

H

Enolna forma Keto forma

METIL DERIVATI KSANTINA

R1 R2 R3

N

N

O

O

R1

N

N

R3

R2

Kofein CH3 CH3 CH3

Teofilin CH3 CH3 H

Teobromin CH3 H CH3

Aminofilin je sintetski spoj teofilina i etilendiamina.

Reakcije na metil derivate ksantina

Mureksid reakcija

Po propisu Farmakopeje mureksid reakcija se provodi na dva načina:

1. 1-2 mg preparata se pomiješa sa 0.2 ml koncentrovane nitratne kiseline R i 0,05

ml

koncentrovane hloridne kiseline (r.o.). Sve se radi u porculanskoj zdjelici.

2. 1-2 mg preparata pomiješa se u porculanskoj zdjelici sa 0,5 ml diluiranog

hidrogen

72

peroksida i 0,05 pušljive hloridne kiseline R.

Kad se zatim smjesa pod 1 ili 2 ispari na vodenoj pari do suha, zaostane žutocrven

ostatak, koji se sa 1 kapi amonij hidroksida (r.o.) ili sa parama amonijaka R oboji

ljubičasto crveno.

N

N

O

O

R1

N

N

R3

R2

N

N

O

O O

R2OH

OO

O

N

N

R1

O R2

R1

HCl / HNO3

t

H2O2-

NH3

R1

R2NR2

OO

O

N

N

R1

N

N

O

OH4NO

ALOKSANTIN

MUREKSID

Prema propisima Farmakopeje mureksid reakciju daju: kofein teofilin, teobromin i aminofilin.

Farmakološki učinak metil derivata ksantina

Kofein stimulira rad mozga, uklanja pospanost i umor i omogućuje povećani intelektualni

rad. Mehanizam djelovanja sastoji se u blokadi adenozinskih receptora. Adenozin je

lokalni hormon koji širi krvne žive, usporava izbijanje neurona u SŽS i usporava rad srca.

Stoga je logično da će njegovom blokadom od strane kofeina doći do ubrzavanja rada

mozga ali i ubrzavanja rada srca. Povećanim radom srca povećava se krvni tlak, šire se

krvne žile. Kofein ima i diuretski učinak.

Kofein potiče i oslobađanje adrenalina iz nadbubrežne žlijezde. Zbog toga predoziranje

kofeinom može izazvati srčane aritmije. Također, predoziranje kofeinom uzrokuje nemir,

73

razdražljivost, drhtanje ruku, nesanicu i povraćanje. Ne preporučuje se njegova upotreba

kod osoba koje boluju od angine pectoris.

Kofein je termogena tvar. To znači da potiče metabolizam na povećano izgaranje masti.

Danas su jako popularni pripravci na bazi kofeina iz guarane koji se koriste za

mršavljenje.

Kofein je sastojak kozmetičkih pripravaka za uklanjanje potkožnog masnog tkiva i

celulita. Najviše se kofeina koristi u kombiniranim analgoantipireticima. U obim lijekovima

djeluju psihostimulativno, što je vrlo značajno kada je riječ o glavoboljama.

Teofilin se koristi u liječenju bronhijalne astme i kardiovaskularnih oboljenja.

Teobromin je nutritiv, stimulator i diuretik

Tabela 2.: Relativni farmakološki potencijal derivata ksantina

KOFEIN

Najjači uticaj

1. CNS stimulacija

2. respiratorna stimulacija

3. skeletna mišićna stimulacija

Srednje jak učinak

1a) diureza

2a) srčana dilatacija

3a) srčana stimulacija

TEOBROMIN

Najjači uticaj

1. diureza

2. srčana dilatacija

3. srčana stimulacija

Srednje jak učinak

1a)CNS stimulacija

2a) respiratorna stimulacija

3a) skeletna mišićna stimulacija

8. SINTEZA PROLIJEKOVA

Prolijekovi

Prolijek (Pro drug) je inaktivni oblik lijeka koji nema farmakološko djelovanje, a koji

unutar biološkog sistema, uz pomoć enzima metabolizma i kemijskim putem, biva

74

preobraćen u formu koja ima farmakološko djelovanje. Prvi put je izraz pro drug

upotrebio 1958 god. Albert, a Harpen je definisao pro drug forme kao specijalno

dizajnirane lijekove kojima je potrebna biološka aktivacija. Do danas je sintetiziran veliki

broj pro drug lijekova koji se uspješno primjenjuju u kliničkoj praksi. Postoji nekoliko

mehanizama kojima se odvija konverzija prolijekova u aktivni oblik lijeka koji će ispoljiti

odgovarajuće farmakološko djelovanje. Prevođenje lijeka u aktivnu formu se najčešće

odvija uz pomoć enzima u ljudskom organizmu, a rjeđe prevođenjem pro druga u aktivnu

formu kemijskim načinom kao što je hidroliza ili dekarboksilacija

Prolijek formama postiže se:

porast apsorpcije

smanjenje bola na mjestu apliciranja lijeka ako se lijek aplicira parenteralno

eliminacija neprijatnog ukusa

smanjenje toksičnosti

smanjenje metaboličke inaktivacije

povećanje kemijske stabilnosti

produženje djelovanja

Prolijekovi su grupirani u dvije velike grupe:

1) nosač vezani prolijekovi

2) bioprekursor prolijekovi

8.1. Nosač vezani prolijekovi

Nosač vezani prodrug lijekovi sadrže u sebi aktivnu komponentu povezanu labilnom

vezom za drugu molekulu koja se zove “nosač” i koja nije neophodna za samu aktivnost,

ali može dati neku osobinu lijeku kao što je porast liposolubilnosti ili hidrofilnosti, ili

može utjecati na ciljanu dostavu, ili djelovanje lijeka. Za pripremu nosač vezanih

prolijekova potrebno je prisustvo određenih funkcionalnih grupa, koje omogućavaju

pripremu takvog oblika, koji će izmjeniti neke fizičko kemijske osobine lijeka, a koji će u

organizmu lako preći u aktivni oblik. Nosač mora biti netoksičan i mora biti lako i

75

komplentno uklonjen nakon što odsluži svoju funkciju. Odabir prikladnog nosača ovisi

od toga koja svojstva su potrebna za lijek.

Ako je potrebno da se poveća topivost u vodi onda se povećava ioniziranost ili broj

polarnih grupa, a kad je potrebno povećati liposolubilnost lijeka onda je prikladna

nepolarna grupa kao nosač. U farmaceutskoj industriji sintetizirano je jako puno različitih

tipova nosač vezanih prolijekova. Prolijek oblici lijekova koji sadrže karboksilnu ili

alkoholnu funkcionalnu grupu mogu uvijek biti pripremljeni prevođenjem u estere. Ovo

je najčešći oblik prolijekova. Faktor koji doprinosi popularnosti estera kao

prolijekoviforme je lakoća sa kojom oni mogu biti pripremljeni. Ako u svojoj molekuli

lijek sadrži alkoholnu ili karboksilnu grupu prolijekovi u obliku estera mogu se lako

sintetizirati. Manipulacijom steričkih i elektronskih svojstava nosača omogućava se

kontrola brzine i stepena hidrolize. Ova mogućnost kontrole doprinosi da aktivna

komponenta iz prolijek oblika bude oslobođena na tačno određenom mjestu u ljudskom

organizmu. i kemijska hidroliza esterske grupe moguća je u određenoj mjeri.

a) Povećanje hidrofilnosti

U cilju povećanja hidrofilnosti lijekova sintetizirano je nekoliko različitih tipova

prolijekova s esterskom grupom uključujući sukcinate, fosfate, sulfonate. Pri fiziološkoj

vrijednosti pH svi su ionizirani i zbog toga je povećana topivost u vodi, a to ih čini

mnogo prihvatljivijim za parenteralnu ili oralnu primjenu. Kao posledica ove pojave ovi

agensi mogu biti nestabilni u formi otopine i trebaju biti otopljeni neposredno prije

aplikacije. Dobar primjer priređivanja nosač prolijeka tipa sukcinatnog estera, u cilju

povećanja hidrosolubilnosti, je priprema prolijekovite forme kloramfenikola. Parenteralna

primjena kloramfenikola može ošteti okolno tkivo, uzrokovati bol na mjestu apliciranja

injekcije, posebno ako se lijek počne taložiti. Pripravljanjem oblika sa povećanom

topivošću i hidrosolubilnošću moguće je umanjiti bol prilikom parenteralne aplikacije

kloramfenikola. Budući da kloramfenikol ima nisku hidrosolubilnost, pripremljen je

njegov ester, kloramfenikol sukcinat. Sukcinatni ester je sam po sebi farmakološki

inaktivan kao antibakterijski agens, pa zato mora biti preveden u kloramfenikol da bi

postao farmakološki aktivan. Ova pretvorba dešava se u plazmi i krajnji proizvod je

76

aktivni lijek kloramfenikol i sukcinat. Hidroliza estera može biti katalizirana esterazama

prisutnim u velikim količinama u plazmi (Shema 1).

Shema 1

b) Povećanje lipofilnosti

Kada je potrebno smanjiti hidrosolubilnost lijeka kao nosač se koriste nepolarni alkoholi

ili karboksilne kiseline. Smanjenjem topivosti u vodi, korištenjem prolijekovite forme,

može se izazvati niz prednosti kao što su: povećanje absorbcije, smanjenje disolucije u

želudčanom soku, prolongiranje djelovanja. Kao primjer mogućnosti povećanja

absorpcije lijeka koristeći prolijek je dipivefrin hidrohlorid. Dipivefrin HCl je prolijek

forma epinefrina u kojoj su hidroksilne grupe katehola esterifikovane s pivalinskom

kiselinom. Lijek se koristi u tretmanu glaukoma. Građenjem estera povećava se

lipofilnost, omogućava lakši prolaz lijeka kroz staničnu membranu, a hidroliza esterske

veze nastupa nakon dolaska lijeka u korneu, konjuktivu i očnu vodicu, pri čemu se dobiva

aktivna forma lijeka, epinefrin (shema 2).

77

O

O

NH2+

OH CH3

Cl Cl

O

O

NH2+

OH CH3

CH3

CCH3 CH3

CO

CH3

CCH3 CH3

CO

C

CCH3

CH3CH3

O

esterazaH

H

OH

+

Dipivefrin Epinefrin

Pivalinska kiselina

Shema 2

Korišćenjem pivalinske kiseline u građenju estera povećava se i njegova stabilnost zbog

nastale steričke konfiguracije. Nastala sterička konfiguracija dovešće do usporene

hidrolize esterske veze sve dok lijek ne prođe barijere u oku i dođe do mjesta djelovanja.

Kao dodatna prednost esterifikacije može se navesti činjenica da je katehol podložan

oksidaciji i njegova diesterska forma djeluje preventivno na oksidaciju i sprečava moguću

inaktivaciju.

Korekcija neprijatnog okusa lijekova upotrebom pro drug formi

Neki lijekovi imaju neprijatan ukus kada se daju oralno. Kada lijek počinje da se otapa u

usnoj šupljini otvorena je mogućnost njegove interakcije sa receptorima ukusa. Ovo može

predstavljati značajan problem, posebno u pedijatriji. Prolijekovi sa smanjenom

hidrofilnošću neće se otopiti u ustima i zbog toga neće reagirati sa receptorima ukusa.

Ova činjenica je iskorištena kod antibiotika kloramfenikola, koji ima neprijatan ukus ako

se daje per os. Građenjem hidrofobnog estera s palmitinskom kiselinom smanjuje se

topivost u ustima, pa se tako gotovo eliminira mogućnost interakcije lijeka s receptorima

ukusa. Ovaj ester se postupno hidrolizira u gastrointestinalnom traktu i lijek se absorbira

kao kloramfenikol (shema 3).

78

Shema 3

Treba napomenuti da nisu svi karboksilni esteri lako podložni hidrolizi in vivo. Sterički

raspored grupa oko estarske veze može u nekim slučajevima spriječiti hidrolizu prolijek

forme. Kao primjer možemo navesti ß-laktame kod kojih je često potrebno povećati

hidrofobnost, kako bi se poboljšala absorpcija ili smanjila disolucija, koja može dovesti

do kiselinski katalizirane degradacije. Riješenje ovog problema pronađeno je korištenjem

pristupa “dvostrukog estera” gdje je dodatni ester inkorporiran u R2 supstituent,

pomjerajući tako aktivno mjesto daleko od heterocikličnog nukleusa. Hidroliza esterske

veze, uz pomoć enzima, odvija se brzo, a pomoćna grupa je odabrana tako da se i

kemijska hidroliza drugog estera odvija brzo. Ovaj tip prolijeka objašnjen je na primjeru

cefalosporina cefpodoksim proksetila gdje je iskorištena karboksilna grupa ovog spoja

(shema 4).

79

N

S

O

H

OCH3

NHC

O

NOCH3

S

NH2N

O O C

CH3

CH3

O C

O

O

CH3

CH3

OO

S

NH2N

N

S

O

H

OCH3

NHC

O

NOCH3

C

CH3

OH

CH3

+ CO2 + CHCH3

CH3

OH

OO

S

NH2N

N

S

O

H

OCH3

NHC

O

NOCH3

-

+

CH3C

CH3

O

Cefpodoksim proksetil (prodrug)

aktivna forma

Shema 4

Ova osobina često se koristi prilikom modeliranja prolijek oblika u cilju poboljšanja

apsorbcije ili spriječavanja disolucije u želudcu ili postepene kiselinski katalizirane

razgradnje amino penicilina ili cefalosporina druge ili treće generacije. Nakon

modifikacije u esterski oblik ovi se ljekovi mogu davati oralno. Ponekad nosač prolijeka

također može imati odgovarajuće farmakološko djelovanje. Primjer takvog pristupa

imamo kod antineoplastičnog lijeka estramustina koji se koristi kod tretmana karcinoma

prostate. Esramustin se sastoji iz fosforiliziranog steroida (17-ά estradiol) vezanog za

normustard [HN(CH2CH2 CI)2] preko karbonilne veze. Steroidni dio lijeka pomaže da se

lijek koncentriše u prostati, gdje hidrolizom nastaje normustard, CO2 i 17α-Estradiol

(shema 5).

80

O

OCH3

CH3 O

PO3Na2

H

CH2

N

CH2

CH2

Cl

CH2Cl

O

OH

+CH2

NH

CH2

CH2

Cl

CH2Cl

+++CO2 PO4

-Na

+2

Estramustin

NormustardEstradiol

Shema 5

Normustard djeluje kao alkilirajući agens i izaziva citotoksični efekat. Steroidna

komponenta, 17 α-estradiol, osim što pomaže da prolijek dođe do mjesta djelovanja, ima i

anti-androgeno djelovanje i usporava rast stanica kancera. Kako i steroidna komponenta i

normustard posjeduju aktivnost, estramustin je nazvan zajedničkim pro drug-om.

8.2. Prolijekovi - oblici tipa bioprekursora

Prolijekovi tipa bioprekursora ne sadrže molekulu nosača, već imaju odgođenu funkciju,

oni se metabolički ili kemijski transformiraju u aktivnu molekulu lijeka. Postoji nekoliko

tipova aktivacije: oksidacijom, redukcijom ili fosforilacijom. Od spomenutih tipova

najčešće je prisutna aktivacija oksidacijom, jer postoji veliki broj endogenih enzima koji

su potrebni za ovu transformaciju. Veliki broj enzima oksidacije u tjelu učinio je ovaj tip

bioaktivacije popularnim načinom. Izoenzimi citohroma P-450 su pogodni za oksidaciju

velikog broja funkcionalnih grupa, i općenito oni produkuju polarnija spoja koja mogu

biti ekskretovana direktno ili nakon konjugacije. Dobar primjer prolijeka koji podlježe

oksidativnoj aktivaciji je nesteroidni antiinflamatorni lijek nabumeton. Upotreba

nabumetona kod pacijenata koji uzimaju velike količine u dužem vremenskom periodu,

često izaziva ozbiljnu iritaciju želudca, koja se dovodi u vezu sa prisustvom slobodne

81

karboksilne grupe u molekuli. Karboksilna grupa je neophodna za aktivnost i ne može se

eliminirati ali se može maskirati, kao što je to učinjeno na primjeru nabumetona, koji se u

organizmu aktivira oksidacijom i prelazi u aktivnu formu (shema 6).

CH3O

CH3

O

CH3O

COOH

Shema 6

Aktivacija redukcijom je prisutna kao metod aktivacije prolijeka ali

rjeđe nego aktivacija oksidacijom, zbog manjeg broja enzima

redukcije u ljudskom organizmu. Jedan od najbolje proučenih

primjera aktivacije redukcijom jeste aktivacija antineoplastičnog

agensa mitomicina C, koji je korišten u tretmanu raka pluća i

mokraćnog mjehura.

Mitomicin C sadrži kinonsku grupu koja podlježe redukciji dajući hidrokinon. Ovo je

važno zbog različitog efekta kinona i hidrokinona na elektronski par na nitrogenu. Dok

kinon ima elektron akceptorski efekat na ovaj elektronski par, hidrokinon ima elektron

donorski efekat koji dozvoljava ovim elektronima da učestvuju u ocjepljenju metoksida.

Postupno, gubeći karbamid, dobije se reaktivan oblik koji može alkilirati DNA (shema 7).

82

O

O

NHN

O

H2N

CH3O

CH3

H2N

O

RedN

H2N

OH

OH

CH3NH

O

H2N

O

OCH3 OCH3-

OH

OH

H2N

CH3

O

H2N

O

N NH

OH

H2N

CH3

OH

OCONH2-

NHN

O

H2N

O

H

+

Shema 7

Fosforilacija, kao način aktivacije pro drug-a, se često koristi u razvoju antiviralnih

lijekova i djelovanje velikog broja ovih lijekova zavisi od ovog tipa oksidacije.

Antiviralni lijekovi su nukleozidi koji moraju biti prevedeni u nukleotide, da bi bili

aktivni. Najčešće antiviralni lijekovi poremete sintezu ili funkciju DNA ili RNA i to je

moguće konverzijom u trifosfate. Kako su i neinficirane stanice takođe uključene u

sintezu DNA i RNA od lijekova se traži da budu što je moguće više selektivni tj. da u

većim količinama budu prevedene u trifosfatni aktivni oblik u inficiranim, nego u

neinficiranim stanicama. Zbog toga nukleozidi imaju veći afinitet za viralne kinaze nego

za odgovarajuće enzime u neinficiranim stanicama.

Ciljana dostava lijekova

Ciljana dostava i specifično mjesto djelovanja danas je osnovna težnja u strategiji pro

drug lijekova. Današnja istraživanja prodrug lijekova su još u razvojnoj fazi radi

nedostatka informacija u pogledu svih enzima ili receptora neophodnih za ciljanu

dostavu. U budućnosti će razvoj novih pro drug formi biti usmjeren na ciljanu dostavu

lijeka, što ima velike prednosti u odnosu na postojeće načine davanja lijekova.

Pronalaskom odgovora i razjašnjenjem mikrobioloških detalja razvoj prodrug formi će

sigurno smanjiti sporedne i toksične efekte lijekova, te aktivirati modeliranje novih

lijekova, kao i dobivanje postojećih lijekova s poboljšanih osobinama. Mnogi prodrug

lijekovi dizajnirani su uzimajući prednost na prekomjernoj aktivnosti enzima u

tumorskim stanicama. Citotoksična aktivnost je veoma važna za citotoksičku aktivnost

antitumorskih lijekova, a koja se može povećati ili smaniti u tumoroznom tkivu

83

OH

H2N

CH3 N NH

OH

N NH

OH

CH3

H2N

OH

Nuc Nuc

buduća alkilacija

pripremom peptidnih derivata. Ovakav pristup je primjenjen kod pripreme doksorubicina,

pri čemu je aktivno mjesto stategijski blokirano vezanjem pogodnog polipeptida na lijek.

Tako se blokirala značajna funkcionalna grupa, inaktivirala aktivnost, a dobiven je pro

drug doksorubicina. Na ovaj način se polipeptid izlaže za biološku aktivaciju. U

normalnim uvjetima i pri fiziološkom pH lijek je stabilan, a cijepanje nastupa tek u

tumuroznim stanicama u prisustvu plazmin enzima, koji su prisutni u mnogo većoj

količini u tumuroznim stanicama.

9. IDENTIFIKACIJA NEORGANSKIH, ORGANSKIH I

ORGANSKO

NEORGANSKIH PREPARATA

9.1. Kvalitativna analiza

Kvalitativna analiza ili identifikacija predstavlja niz postupaka koji imaju za cilj da

prouče kvalitativni sastav spoja. Kvalitativna kemijska analiza se bavi identifikacijom

elementarnih jedinki (atoma, iona, molekula) iz kojih je izgrađena ispitivana supstanca.

U kvalitativnoj kemijskoj analizi koriste se metode koje se osnivaju na praćenju

kemijskih reakcija koje se odvijaju u reakciji s poznatim kemijskim reagensom.

Kemijske reakcije se izvode tako da se uzme par kapi ispitivanog uzorka i doda par kapi

reagensa, lagano promućka i promatra nastala promjena. Treba izbjegavati dodavanje

odjednom veće količine otopine reagensa jer se u nekim reakcijama u početku stvoreni

talog lako otapa u višku dodatog reagensa. Kemijske reakcije koje se odvijaju između

ispitivanog spoja i odgovarajućeg reagensa mogu rezultirati kemijskim ili fizičkim

promjenama koje su praćene stvaranjem ili otapanjem taloga, promjenom boje otopine,

84

izdvajanjem lako isparljivog gasa, izdvajanjem karakterističnog mirisa ili nastajanjem

kristala određenog oblika.

9.2. Prethodna ispitivanja

Radi lakše identifikacije nepoznatih supstanci, prije identifikacije izvode se prethodna

ispitivanja, na temelju kojih se razvrstavaju spojevi u pojedine grupe određenih

zajedničkih osobina. Prethodna ispitivanja se provode u nekoliko faza:

Prva faza prethodnih ispitivanja: ispitivanje osobina spojeva , a obuhvataju

ispitivanje organoleptičkih svojstava spojeva (boja, ukus, miris, oblik kristala).

Druga faza prethodnih ispitivanja: termijske reakcije

Zagrijavanje spojeva vrši se u porculanskoj zdjelici prvo slabim, a zatim postupno

jačim plamenom do konačnog žarenja, pri tome se promatraju promjene koje nastaju u

toku žarenja tzv. dinamičke, kao i promjene nastale na kraju žarenja, tzv. statičke.

Nastale promjene mogu biti fizičke: sublimacija, isparavanje, gubitak kristalno vezane

vode, prelaz iz jedne modifikacije u drugu ili kemijske: razgradnja, oksidacija i sl.

Promjene zavise od kemijskih i fizičkih osobina spojeva koja se ispituje. Tako npr.

spojevi kristalne strukture mogu se žarenjem razoriti pri čemu prelaze iz čvrstog

agregatnog stanja u tečno, ili gubitkom kristalno vezane vode, prelaze iz spojeva s

niskom tačkom topljenja u one sa većom tačkom topljenja. Takođe, ovisno od toga da li

se supstance žarenjem mijenjaju ili ne mijenjaju mogu se podijeliti na termostabilne i

termolabilne. Većina neorganskih supatanci spada u grupu termostabilnih, dok organski

spojevi spadaju u termolabilne spojevi.

Neorganski spojevi koji u svom sastavu imaju ione: živa (II), Hg2+, arsen (III),

As3+ ili amonij (I), NH4+ zagrijavanjem sublimiraju.

Obojeni ostatak nakon žarenja daju:

soli bizmuta (Bi3+) – smeđi ostatak,

soli srebra (Ag+) – tamnosivi ostatak,

cink oksid (ZnO), - žuti ostatak koji hlađenjem pobijeli

85

Većina neorganskih spojeva ostavlja bijeli ostatak nakon žarenja.

Treća faza prethodnih ispitivanja: ispitivanje topivosti

Topivost se određuje tako što se određena količina spoja u višku prenese u

odmjerne sudove i doda odgovarajući volumen otapala. Odmjerni sudovi se zatvore i na

konstantnoj temperaturi (15–25 oC, ±1oC), mućkaju ili rotiraju kako bi se postigla

ravnoteža. Za neorganske preparate se prvo ispituje topivost u hladnoj pročišćenoj vodi.

Ako je supstanca netopiva u hladnoj vodi, onda se pokušava otopiti blagim

zagrijavanjem, odnosno u toploj vodi. Spojevi koji nisu topivi u vodi otapaju se u

razblaženim kiselinama, pri čemu se prevedu u spojeve topive u vodi. Drugi način

dobivanja spojeva topivih u vodi je prevođenje spojeva pomoću nekog oksidansa u spoj

više valencije, topiv u vodi: (živa(I)klorid se otapa u kloridnoj kiselini uz dodatak

hidrogen peroksida, pri čemu se oksidira do živa(II)klorida). Ukoliko se supstanca ne

otapa u diluiranim kiselinama, onda se pokuša s otapanjem u koncentriranim kiselinama

i bazama. U gotovo netopive spojeve spadaju barij sulfat, talk, kaolin. Za otapanje

ovakvih spojeva primjenjuje se metoda takozvanog „alkalnog otapanja“, žarenjem s

natrij karbonatom ili kalij karbonatom, prema monografiji propisanoj u farmakopeji.

Četvrta faza prethodnih ispitivanja: ispitivanje boje plamena

Provodi se kod neorganskih i neorgansko organskih supstanci, tako da se vrh

platinske igle ili štapić obavijen komadićem filter papira, ili grafitni štapić uroni u

otopinu lako isparljive soli, a to su najčešće kloridi i nitrati, i izloži plamenu koji ne

svijetli (plavi dio plamena), pri čemu se može utvrditi da:

preparati koji sadrže natrij - boje plamen žuto

preparati koji sadrže kalij - boje plamen ljubičasto

preparati koji sadrže barij - boje plamen zeleno

preparati koji sadrže kalcij - boje plamen crveno

86

Kada se na bornu kiselinu (H3BO3) doda etanol (C2H5OH, 97%) gradi se ester koji kada

se zapali boji plamen zeleno, žuto obrubljen.

Natrij tetraborat (Na2B4O7) takođe boji plamen zeleno, ali se prethodno iz tetraborata

mora istisnuti borna kiselina, kao slabija kiselina, a to se provodi dodatkom

koncentrirane sulfatne kiseline. Zatim borna kiselina dodatkom etanola gradi ester koji

kada se zapali boji

zeleno, žuto obrubljen plamen.

Na2B4O7 + H2SO4 H2O H3BO3 Na2SO4++ 5 4

H3BO3 + C2H5OH B(OC2H5)3 + H2O33

9.3. IDENTIFIKACIJA NEORGANSKIH SPOJEVA

SPOJEVI TOPIVI U VODI

Neorganski spojevi topivi u hladnoj pročišćenoj vodi

87

NAKON PRETHODNIH ISPITIVANJA PROVODE SE

KVALITATIVNA ISPITIVANJA!

NAKON PRETHODNIH ISPITIVANJA PROVODE SE

KVALITATIVNA ISPITIVANJA!

Identificiraju se specifičnim reakcijama na anione i katione. Otapanjem neorganskih soli

u vodi kovalentna veza se prevodi u ionsku, što omogućava dalju identifikaciju supstanci

reakcijama na anione i katione.

Prije nego se pristupi specifičnim reakcijama, utvrdi se pripadnost iona (kationa ili

aniona) odgovarajućoj grupi na osnovu reakcija sa grupnim reagensima (reagensi koji sa

svim ionima odgovarajuće grupe stvaraju karakterističan talog) prema shemi podjele

kationa tj. aniona.

Pomoću ovih regensa vrši se razdvajanje kationa, odnosno aniona u odgovarajuće

analitičke grupe.

Shema kationa

88

GRUPA GRUPNI

REAGENS

KATIONI FORMULA

NASTALOG SPOJA

OSOBINE

I diluirana HClAg+, Pb2+,

AgCl, PbCl2, HgCl2

Hg2+

II

H2S

uz diluiranu

HCl

Hg2+,Pb2+, HgS, PbS, Bi2O3, Bi2S3,

Sulfidi netopivi

u HCl

Cu2+,Cd2+, CuS, Sb2S3, Sb2S5,

As3+,Sb3+, Sb5+, SnS, SnS2, CdS, As2S3,

Sn2, Sn4+ As2S5

III

(NH4)2S

uz NH4Cl

ili NH4OH

Al3+, Cr3+, Al(OH)3, Cr(OH)3,

Hidroksidi

i sulfidi

Ni2+, Co2+, NiS, CoS,

Mn2+, Fe2+, MnS, FeS,

Fe3+, Zn2+ Fe2S3, ZnS

IV

(NH4)2CO3 uz

NH4Cl

ili NH4OH

Ba2+, Sr2+, BaCO3, SrCO3, CaCO3 /

Ca2+

Vnema

grupnog

regensa

Mg2+,K+, nalaze se u otopini

/Na+, NH4

+

89

Napomena: s grupnim reagensom II grupe raditi samo ako supstanca žarenjem

sublimira ili ostavlja žutosmeđe obojen ostatak (prisutni Hg2+ ili Bi 3+)!

Napomena: s grupnim reagensom II grupe raditi samo ako supstanca žarenjem

sublimira ili ostavlja žutosmeđe obojen ostatak (prisutni Hg2+ ili Bi 3+)!

Shema aniona

GRUPA ANIONI AgNO3

Topivost nastalog taloga u H2O

Topivost nastalog taloga u HNO3

BaCl2

Topivost nastalog taloga u H2O

Topivost nastalog taloga u HNO3

ICl-, Br-,

Daje talog Ne Ne Ne reagira / /

J-, CN-

II

NO2-,S2

Daje talog Ne DaNe reagira

/ /C2H3O2

-

III

SO32-, CO3

2-

Daje talog Ne Da Daje talog Ne Da

C2O42-, BO2

-

C4H4O62-,

JO3-

IVPO4

3-, S2O32- Daje talog Ne Da Daje talog Ne Da

V NO3-, ClO3- Ne reagira

//

Ne reagira / /

VISO4

2- Ne reagira / / Daje talog Ne Ne

90

Iz Sheme za dokazivanje kationa vidljivo je da se odvajanje najvećeg broja kationa u

analitičke grupe vrši u obliku njihovih sulfida. Osim sulfida IV i V analitičke grupe svi ostali

sulfidi kationa I, II i III grupe su slabo topiva spojeve ili se jako hidrolizuju uz stvaranje

slabo topivih hidroksida. U prisustvu dovoljne količine sulfidnih iona taložiće se sulfidi

kationa I, II i III analitičke grupe, dok kationi IV i V grupe ostaju u otopini.

Za katione IV grupe kao grupni regens koristi se (NH4)2CO3, dok kationi I grupe za razliku

od ostalih, imaju osobinu da grade slabo topive kloride s razblaženom kloridnom kiselinom,

što omogućava njihovo razdvajanje od ostalih kationa.

II i III grupa kationa se talože sa sulfidnim ionima, ali je različit reagens. Vrijednost

proizvoda topivosti sulfida kationa II i III grupe su različiti, tako da su proizvodi topivosti

kationa II grupe, manje vrijednosti od proizvoda topivosti sulfida kationa III grupe.

Talog se stvara onda kada je proizvod topivosti prekoračen tj. koncentracija sulfidnih iona

potrebna za taloženje treba da bude veća nego što se izračunava iz proizvoda topivosti. Iz

toga slijedi da je za taloženje sulfida kationa II grupe čiji su proizvodi topivosti niže

vrijednosti, potrebna manja koncentracija sulfidnog iona (S2-), koju daje slabo disocirana

hidrogensulfidna kiselina (H2S), dok je za za taloženje sulfida kationa III grupe potrebna

veća koncentracija sulfidnog iona (S2-) koju daje bolje disocirana so hidrogensulfidne

kiseline (NH4)2S.

Propisi za izvođenje specifičnih reakcija na pojedine ione nalaze se u drugom poglavlju

Ph.Eur. 2.3. »Identifikacija».

Napomena: PO43- ion sa AgNO3 daje žuti talog

S2O32- ion sa AgNO3 daje bijeli talog koji mijenja boju preko narandžaste do crne

(crna boja potiče od stvorenog Ag2S)

Napomena: PO43- ion sa AgNO3 daje žuti talog

S2O32- ion sa AgNO3 daje bijeli talog koji mijenja boju preko narandžaste do crne

(crna boja potiče od stvorenog Ag2S)

91

Spojevi netopivi u vodi

Identifikacija neorganskih spojeva netopivih u vodi, a topivih u diluiranim kiselinama,

provodi se prema monografiji za odgovarajući spoj.

Primjer:

Calcii carbonas

Kalcij-karbonat

Kalcijum-karbonat,

CaCO3

Osobine: bijeli prašak, gotovo netopiv u vodi.

Identifikacija:

A daje reakciju karbonata Ph.Eur 2.3.1.

B 0,2 ml otopine S (5.0 g u 100 ml razblažene octene kiseline R), daje reakcije kalcija,

Ph.Eur. 2.3.1.

Pozitivne reakcije daju potvrdu identiteta Kalcij karbonata!

9.4. IDENTIFIKACIJA ORGANSKIH I ORGANSKO NEORGANSKIH

SPOJEVA

Kvalitativna ispitivanja organskih i organsko neorganskih spojeva obuhvata praćenje

promjena do kojih dolazi zagrijavanjem supstanci, ispitivanje topivosti i elementranog

sastava organskog spoja. Ispitivanja obuhvataju nekoliko operacija:

Prva faza – termijske reakcije (praćenje promjena do kojih dolazi izlaganjem

supstanci povišenoj temperaturi)

Druga faza – ispitivanje elementarnog sastava

Treća faza – ispitivanje topivosti spoja i ponašanja s reagensima

željezo(III)klorid, FeCl3 i srebro(I) nitrat, AgNO3

Četvrta faza – kvalitativne reakcije

Peta faza – organoleptička ispitivanja

92

9.4.1. Termijske reakcije

Provode se na isti način kao i kod neorganskih spojeva, s tom razlikom što je većina

organskih spojeva termolabilna i značajno se mijenja prilikom zagrijavanja. Pri zagrijavanju

ili žarenju organski i organsko neorganski spojevi se ponašaju na jedan od mogućih načina:

Organski spojevi zagrijavanjem mogu: sublimirati, ugljenisati, izgorjeti bez ostatka ili

ostavljaju bijeli ili obojeni ostatak neorganske komponente.

Organski spojevi koji žarenjem sublimiraju : fenol, fenazon, aminofenazon, kofein,

teobromin, teofilin, fenacetin.

Organski spojevi koji žarenjem ugljenišu uglavnom razvijaju i različit miris:

Vinska kiselina i askorbinska kiselina - razvijaju miris na karamel

Barbiton - neprijatan miris na užeglu mast

Aminofilin - neprijatan miris

Organski spojevi koji se žarenjem tope, a zatim ugljenišu (karameliziraju) i razvijaju

miris:

Limunska kiselina - razvija oštar miris

Saharoza, glukoza i laktoza - razvijaju prijatan miris na karamel

Benzojeva kiselina - razvija pare koje draže na kašalj, jednim dijelom se tali, pa

ugljeniše

Acetilsalicilna kiselina - razvija miris na fenol

Nikotinska kiselina - razvija neprijatan miris na piridin

Sulfonamidi - se tale i ugljene uz oslobađanje sumpornih oksida svojstvenog

mirisa

Fenobarbiton - razvija aromatičan miris

Organsko neorganski spojevi zagrijavanjem: sublimiraju, ugljenišu a žarenjem ostavljaju

bijeli ili obojeni ostatak neorganske komponente.

Organsko neorganski spojevi koji žarenjem sublimiraju, a hlađenjem ostavljaju bijeli,

sjajni ostatak:

Coffeinum et Natrii benzoas

93

Organsko neorganski spojevi koji se žarenjem tale, požute i na kraju ugljenišu :

Kinin klorid

Efedrin klorid

Prokain klorid

Kalij natrij tartarat - razvija miris na karamel

Natrij citrat - razvija oštar miris

U svim ostalim slučajevima ostatak nakon žarenja organsko neorganskih spojeva je

sivkastocrn. U ostatku se nalazi neorganska komponenta čije se prisustvo može dokazati.

9.4.2. Ispitivanje elementarnog sastava

Ispitivanje sastava organskog spoja odvija se putem elementarne analize. Elementi koji ulaze

u sastav organskog spoja su: C, H, O, N, S, P, Cl, Br, F i neki metali; Co u cijankobalaminu,

Mg u klorofilu i Fe u kemoglobinu. Za njihovo dokazivanje koriste se uobičajene analitičke

reakcije, ali je neophodno elemente iz kovalentno građenog organskog spoja prevesti u

ionski.

Dokazivanje ugljika

S bakar (I) oksidom, (Cu2O) zagrijavanjem ugljik prelazi u ugljen dioksid, koji se dokazuje

uvođenjem u otopinu barij(II)hidroksida, Ba(OH)2.

Istovremeno oksidacijom vodonika u organskoj molekuli nastaje H2O koja se izdvaja u

obliku kapljica.

C CO2 + Ba(OH)2 BaCO3 + H2OCu2O

Dokazivanje dušika

Izvodi se u lončiću za žarenje uz dodatak čvrstog NaOH ili KOH, pri čemu se nitrogen

prevodi u amonijak (NH3). Nastali NH3 se dokazuje tako da nakvašeni crveni lakmus papir

Napomena: obojeni ostatak nakon žarenja ostavlja jedino Bismuti subgallas (zeleno smeđi ostatak)

Napomena: obojeni ostatak nakon žarenja ostavlja jedino Bismuti subgallas (zeleno smeđi ostatak)

94

drži iznad porculanskog lončića pri čemu lakmus papir poplavi. Žarenje treba vršiti pažljivo

da ne bi došlo do prskanja alkalijskog hidroksida.

Dokazivanje sumpora

Temelji se na oksidaciji sumpora u sulfatni ion uz djelovanje koncentrirane nitratne kiseline

(35% HNO3). Nastali sulfatni ion u rakciji s otopinom barij (II) klorida (BaCl2) daje bijeli

talog barij(II)sulfata BaSO4.

S + HNO3 H2SO4 + NO2 2

+H2SO4 BaCl2 BaSO4 + HCl2

Postupak dokazivanja: u epruvetu se stavi malo supstance koja se ispituje na sadržaj sumpora

i zagrijava s 5 ml koncentrirane nitratne kiseline (HNO3), dok ne počne razvijanje smeđih

para dušikova oksida. Nastali dušikov monoksid (NO) na zraku prelazi u smeđe dušikove

okside. Nakon hlađenja otopina se razblaži sa 25 ml H2O i doda nekoliko kapi barij klorida

(BaCl2). Nastanak bijelog taloga je znak da supstanca sadrži sumpor.

Organski ili organsko neorganski spojevi nakon dvije faze prethodnih ispitivanja mogu se

svrstati u nekoliko grupa, datih u sljedećoj shemi 1:

Napomena: Dokazivanje sumpora obavezno se izvodi u digestoru !!!!Napomena: Dokazivanje sumpora obavezno se izvodi u digestoru !!!!

95

Shema 1: Podjela organskih i organsko neorganskih spojeva na osnovu podataka dobivenim žarenjem i elementarnom analizom

Organsko neorganski

spojevi

Bez nitrogena i sumporaBez nitrogena i sumpora

S nitrogenomS nitrogenom

S nitrogenom i sumporomS nitrogenom i sumporom

Bez nitrogena i sumporaBez nitrogena i sumpora

S nitrogenomS nitrogenom

S nitrogenom i sumporomS nitrogenom i sumporom

Organski spojevi

ELEMENTARNA ANLIZAELEMENTARNA ANLIZA

ŽARENJE

96

9.4.3. Ispitivanje topivosti

Organskim preparatima se prvo ispituje topivost u destilovanoj vodi, zatim u kiselinama i

bazama, a potom u organskim otapalima.

Organski spojevi su uglavnom neelektroliti, te se većina organskih spojeva slabo otapa u

vodi, a dobro se otapaju u organskim otapalima: alkoholu, eteru, kloroformu, acetonu,

benzenu itd. Podaci o topivosti organskih supatanci dati su u tablicama:

ORGANSKI SPOJEVI KOJI NE SADRŽE NITROGEN I SUMPOR

Spojevi topivi u hladnoj vodi

SPOJ pH vodene otopine U reakciji s FeCl3 (R)

(boja taloga / otopine)

Acidum citricum kisela žuta boja

Acidum tartaricum kisela žuta boja

Acidum ascorbicum kisela obezbojava se

Saccharosum neutralna žuta boja

Glucosum neutralna žuta boja

Lactosum neutralna žuta boja

Dextrinum neutralna žuta boja

Fructosum neutralna žuta boja

Resorcinolum neutralna plavo ljubičasta

Spojevi topivi u ključaloj vodi

SPOJU reakciji s FeCl3 (R)

(boja taloga / otopine)

Phenolum ljubičasta boja otopine

Acidum salicylicum ljubičasta boja otopine

Acidum benzoicum talog boje puti

97

Acidum acetylsalicylicum* ne daje reakciju sa FeCl3 (R)

*Kad se sublimat ovlaži s 1-2 kapi FeCl3 (R), oboji se ljubičasto

Spojevi netopivi u vodi

SPOJ U reakciji s FeCl3 (R)

(boja taloga / otopine)

Phenyl salicylasPreliven sa konc. H2SO4 (R) daje

Svijetlo zelenu boju

Acidum stearicum

Kad se zagrijava i mućka s NaOH (R)

otapa se i pjeni

Dicumarolum

Otapa se u NaOH (R).

Preliven sa otopinom konc. H2SO4 (R) uz

oprezno grijanje, oboji se žuto a zatim

crveno

ORGANSKI SPOJEVI KOJE SADRŽE NITROGEN

Spojevi topivi u hladnoj vodi

SPOJ U reakciji s FeCl3 (R)

(boja taloga / otopine)

Antypirinum (Phenazonum) tamno crvena boja otopine

Hexamethylentetraaminum

(Metenaminum) talog crvenosmeđe boje

Aminophyllinum crvenosmeđi talog

Spojevi topivi u ključaloj vodi

SPOJ U reakciji s AgNO3 (R)

(boja taloga / otopine)

Aminopyrinum (Aminophenazonum)* ljubičasta boja otopine

Coffeinum** ne reaguje

98

Acetanilidum ne reaguje

Acidum nicotinicum bijeli talog

*Stupa u reakciju s AgNO3 (R) ukoliko je koncentrirana otopina

**Jedini derivat metil ksantina koji s AgNO3 (R) ne daje bijeli talog

Spojevi netopivi u vodi

Spojevi koji se otapaju u NaOH (R) i

iz otopine talože dodatkom diluirane HCl (R)

Barbitonum*

Phenobarbitonum

Spojevi koji se otapaju u NaOH (R), a

ne talože dodatkom diluirane HCl (R)

Theobrominum

Theophyllinum*

Spojevi koji se otapaju u diluiranoj HCl (R) i

talože dodatkom NaOH (R)

Aethylli-para-aminobenzoas (Anestezin)

Phenacetinum

*Otapa se u zagrijanoj vodi, ali dužim stajanjem se taloži.

ORGANSKI SPOJEVI KOJE SADRŽE NITROGEN i SUMPOR U MOLEKULI

Spojevi topivi u NaOH (R):

SPOJ

Sulfamerazinum

Sulfathiazolum

Sulfadiazinum

99

Sulfagvanidinum

ORGANSKO NEORGANSKI SPOJEVI KOJE NE SADRŽE NITROGEN I

SUMPOR

Spojevi topivi u hladnoj vodi:

SPOJ U reakciji s FeCl3 (R)

(boja taloga / otopine)

Natrii acetas crvena boja otopine

Natrii benzoas talog boje puti

Natrii citras žuto zelena boja otopine

Natrii salicylas ljubičasta boja otopine

Natrii Kalii tartaras zeleno žuta boja otopine

Spojevi topivi u toploj vodi:

SPOJ U reakciji s FeCl3 (R)

(boja taloga / otopine)

Calcii gluconas zeleno žuta boja otopine

Spojevi topivi u diluiranoj HCl (R):

SPOJU reakciji s FeCl3 (R)

(boja taloga / otopine)

Bismuti subgallas talog zelene boje

100

ORGANSKO NEORGANSKI SPOJEVI KOJI SADRŽE NITROGEN

Svi spojevi su topivi u hladnoj destilovanoj vodi. Nakon otapanja u vodi razlikuju se

prema reakcijama sa FeCl3 (R) i AgNO3 (R).

SPOJ U reakciji s FeCl3 (R) i AgNO3 (R)

(boja taloga / otopine)

Coffeini et Natrii benzoas

Barbiton natrium žuto smeđi talog bijeli talog

Phenobarbiton natrium žuto smeđi talog bijeli talog

Chinini chloridum ne reaguje ne reaguje

Ephedrini chloridum ne reaguje bijeli talog

Procaini chloridum ne reaguje bijeli talog

ORGANSKO NEORGANSKI SPOJEVI KOJE SADRŽE NITROGEN I SUMPOR

SPOJ U reakciji s FeCl3 (R) i AgNO3 (R)

(boja taloga / otopine)

Sulphathiazol natrii svijetlosmeđi talog bijeli želatinozan talog

101

Primjer 1.

ACETYLSALICYLIC ACID

Acidum acetylsalicylicum

COOH

O C

O

CH3

2-acetoksibenzojeva kiselina

C9H8O4

Mm 180,2

T.t. 143oC

Osobine: bijeli kristalan prašak ili bezbojni kristali, teško topivi u vodi, lako topiv u

etanolu, topivi u eteru.

Identifikacija:

Ph. Jug. IV

a. zagrijavanjem se tali, i sublimira, razvija miris octene kiseline, a jačim zagrijavanjem

miris fenola i ugljeniše

b. kad se sublimat ovlaži sa 1-2 kapi željezo(III)klorida (r.o.). oboji se ljubičasto

c. Otopina reagira kiselo na lakmus - papir (i)

102

d. Kad se 0,5 g kuha 3 min sa 5 ml natrij hidroksida (r.o.), ohladi i zakiseli

koncentriranom kloridnom kiselinom (r.o.), izluči se bijel kristalan talog; kad se filtrira,

filtrat neutraliziran s natrij-karbonatom (r.o.) daje reakcije acetata; a kad se talog ispere

sa 2-3 ml vode i osuši, tali se pri 157-161oC (t.t. salicilne kiseline)

Ph. Eur.

Identifikacija: Prva: A, B

Druga: B, C, D

A: IR spektrofotometrijski, poređenjem IR spektra ispitivane supstance s IR

spektrom standarda acetilsalicilne kiseline.

B: Kad se na 0,2 g acetilsalicilne kiseline doda 4 ml natrij hidroksida (R), kuha 3

minuta, ohladi i doda 5 ml diluirane sulfatne kiseline (R.) stvara se talog, koji se

potom filtrira, pere, i suši na 100-105oC. Tačka topljenja 156-161oC.

C. 0,1 g acetilsalicilne kiseline se pomiješa s 0,5 g kalcij hidroksida (R) i zagrijava, a

pare izlože filter papiru natopljenom s 0,05 ml otopine nitrobenzaldehida (R),

javlja se žuto zeleno ili plavo zeleno obojenje. Ako se filter papir ovlaži s

diluiranom kloriodnom kiselinom (R), boja postaje plava.

D. Ako se uz zagrijavanje otopi u 10 ml pročišćene vode 20 mg taloga dobivenog

identifikacijskim testom B, otopina daje reakciju na salicilate.

10. IDENTIFIKACIJA TEČNIH FARMACEUTSKIH PREPARATA

Tečni farmaceutski preparati, prema tome da li se mješaju sa vodom ili ne, kao i prema

reakciji kiselosti, odnosno bazičnosti, mogu se podjeliti u slijedeće grupe:

1. Preparati koji se mješaju sa vodom i reaguju neutralno:

Aethanolum concetratum

Acetonum

Glicerolum

Formaldehydi solutio

103

Ammonii sulfogyrodalas (Ichthyolum)

Nicetamidum

2. Preparati koji se mješaju sa vodom i reaguju kiselo:

Acidum lacticum

Acidum aceticum concentratum

Phenolum

3. Preparati koji se mješaju sa vodom i reaguju bazno:

Solutio Kalii acetatis

4. Preparati koji se ne mješaju sa vodom i reaguju bazno:

Aethylis acetas

Aethylis chloridum

Aether

Chloroformium

Carbon sulfid

Carbon tetrahloridum

Cresoli solutio saponata

Methyli salicylas

Paraffinum liquidum

U Ph. Yug. II, III i IV, odnosno u Europskoj farmakopeji nalaze se monografije nekih od

spojeva, pa se za njihovo dalje određivanje koriste reakcije navedene u poglavlju

Identifikacija.

Aethanolum concetratum

Etilni alkohol, etanol

C H 3 C H 2 O H

Osobine

Etanol je bezbojna tečnost, karakterističnog mirisa i okusa. Gori plavičastim

plamenom i higroskopnih je karakteristika. Mješa se s vodom u svim omjerima, pri čemu

dolazi do smanjenja zapremine i oslobađanja toplote.

104

Dobivanje

Etanol se dobija vrenjem razblaženih otopina šećera. Vrenje se vrši pod utjecajem

enzima zimaze koji proizvode kvaščeve gljivice. Alkoholnom vrenju uglavnom podliježu

prosti šećeri (glukoza, fruktoza, manoza i galaktoza), a složeni tek kad se razlože na

proste šećere.

Za industrijske svrhe, etanol se dobija iz skroba. A sirovine koje se najviše koriste

su krompir i kukuruz. Skrob se prvo hidrolitički razlaže do maltoze, koja potom vrenjem

prelazi u glukozu.

(C6H10O 5)n + H2O4diastaza

n C 12H22O 11

C12H22O 11 + H2O maltazaC6H12O 62

Drugi način dobijanja etanola je iz etena, gdje se pod pritiskom uvodi 90% H2SO4, a

zatim se dobiveni rastvor razlaže pod djelovanjem vode.

C 2H2 + H2SO 4 C 2H5O SO 2O H

C 2H5O SO 2O H + H2O C 2H5O H + H2SO 4

Upotreba etanola:

organsko otapalo

tečno gorivo (pomješan sa benzinom)

za dobivanje butadiena

u farmaciji za dobivanje tinktura, ekstrakata, dezinficijens i kao mobilna faza

(HPLC, TLC)

Glicerolum

Glicerol, 1,2,3-propantriol

CH2

CH OH

CH2 OH

OH

Osobine

105

Glicerol je gusta bezbojna tečnost slatkog okusa. Otapa se u vodi i etanolu, a ne otapa se

u eteru. Tačka ključanja glicerola je 290ºC, a tačka mržnjenja -17°C.

Dobivanje glicerola

1. Iz masti pod djelovanjem vodene pare, baza ili fermenta lipaze

2. Sintetskim putem: kloriranjem propena

CH2 CHCH3Cl2

CH2 CHCH2ClNa2CO 3

CH2 CHCH2OHHOCl

CH2OH CHOH CH2ClNaOH

CH2OH CHOH CH2OH

3. Iz akroleina

CH2 CH CHO + H2O2 CH2OH CHOH CH O H2

CH2OH CHOH CH2OH

propen akrolein

Upotreba glicerola:

ulazi u sastav masti i ulja

koristi se u industriji kože

za izradu rashladnih otopina (antifriz)

za konzerviranje voća

u farmaciji: za dobijanje glicerol-trinitrata (nitroglicerol)

+ Formaldehydi solutio

Solutio formaldehydi

Otopina formaldehida

106

H C

O

H

Otopina formaldehida sadrži 36% formaldehida i 10-15% metanola u vodi.

Osobine

Bistra bezbojna tekućina, posebno oštrog mirisa. Miješa se s vodom i etanolom. Vodena

otopina je neutralna do umjereno neutralna (pH=2).

Dobivanje

1. Oksidacijom metanola

C H 3 O HO 2

H C H OO 2

H C O O H

2. Dehidriranjem metanola uz katalizator

CH3O HH2O

H2SO 4

CO

HH

3. Djelovanjem UV svjetlosti na smjesu CO i H2

CH3O HH2O

H2SO 4

CO

HH

U reakciji formaldehida sa amonijakom nastaje heksametilen tetramin, koji je poznat

pod nazivom metenamin ili urotropin, koji se koristi kao uroantiseptik.

H C H O + N H 3 (C H 2 )6 N 4 + H 2 O64

Upotreba: dezinficijens

107

Ammonii sulfogyrodalas (Ichthyolum)

Ammonii ichthyosulfonicum

Girodal

Osobine

Gotovo crna, gusta tečnost slična katranu. Mješa se s vodom, glicerolom, mastima i

vazelinom, a djelimično sa etanolom i eterom.

To je smjesa amonijevih soli sulfonskih kiselina, dobivenih destilacijom bituminoznih

škriljaca. Mora sadržavati najmanje 5,3% organski vezanog sumpora, a najviše 8%

ukupnog sumpora.

Acidum lacticum

Mliječna kiselina

α-hidroksi propionska kiselina

C

COOH

OHH

CH3

*

R (D)( -) mliječna k iselina

C

COOH

CH3

HHO*

S(L)( +) mliječna k iselina

Dobivanje

Dobija se procesom vrenja iz mliječnog šećera, glukoze ili saharoze. Mliječna

kiselina koja se dobiva sintetskim putem je racemska, ne obrće ravan polarizirane

svjetlosti i optički je inaktivna.

Kanicarova reakcija

CH3C

O

C

O

HH2O

CH3CH(OH)COOH

gliok sal

Upotreba:

konzervans u prehrambenoj industriji

108

pri štavljenju kože

dodatak bezalkoholnim pićima

+ Acidum aceticum concentratum

Koncentrirana octena (sirćetna) kiselina

Metankarboksilna kiselina

C H 3 C O O H

Osobine

Bistra, bezbojna tekućina, oštra prodorna mirisa, kisela okusa. Miješa se s vodom,

etanolom i eterom. Nalazi se u biljkama (u zelenom lišću) i izlučevinama životinjskog

porijekla. Čvrsta anhidrovana sirćetna kiselina (glacijalna sirćetna kiselina) na 16,6ºC

prelazi u čvrstu masu sličnu ledu. Glacijalna sirćetna ključa na 110ºC.

Dobivanje

Sirćetna kiselina se dobija oksidacijom acetaldehida

CH3COOH

C + CaO CaC2H2O

CH CHH2O

CH3CHO

O 2

Upotreba:

organsko otapalo za sinteze

kao konzervans i začin u prehrambenoj industriji

u parfimeriji

u farmaciji: za sintezu aspirina, fenacetina, antipirina, paracetamola

Aethylis acetas

Etil acetat, etil etanoat

C H3C

O

O C H2C H3

Osobine

109

Bistra, bezbojna, lako isparljiva tekućina karakterističnog mirisa na staro vino. Dosta

teško topiva u vodi, a mješa se s koncentrovanim etanolom, eterom i kloroformom. Tačka

ključanja 77,2 ºC.

Dobivanje

Iz etanola i sirćetne kiseline uz sulfatnu kiselinu kao katalizator

C H 3C H 2O H + C H 3C O O HH 2S O 4

C H 3C

O

O C H 2C H 3 + H 2O

Upotreba:

u entomologiji: kao otrov za ubijanje kukaca

u industriji lakova

otapalo

u farmaciji: stomahik i korigens

Aether

Aether aethylicum, Aether purus

Eter, dietileter

C2H5 O C2H5

Osobine

Bistra bezbojna tečnost jakog mirisa, lako isparljiva i vrlo zapaljiva. Mješa se sa

etanolom, masnim i eteričnim uljima. Ključa na 35ºC.

Dobivanje

Destilacijom iz etanola uz sulfatnu kiselinu kao katalizator

C 2 H 5 O H + C 2 H 5 O H C 2 H 5 O C 2 H 5

110

Oksidacijom etera nastaju razgradni produkti acetaldehid, vinilalkohol i vodikov

peroksid.

C 2 H 5 O C 2 H 5 + O 2 C H 2 C H O H + H 2 O 23 2

Upotreba:

otapalo za ekstrakciju

u farmaciji: anestetik, ekspektorans i ekscitans

Paraffinum liquidum

Tekući parafin

Osobine

Bezbojna, viskozna tečnost bez mirisa i okusa. Tekući parafin je smjesa viših tečnih

ugljikovodika. Toksičan je jer spriječava resorpciju liposolubilnih vitamina A, D, E i K.

Ako se uzima duži vremenski period može izazvati karcinom probavnog trakta.

Dobivanje

Tekući parafin se dobiva destilacijom nafte. Destilacija se odvija na temperaturi iznad

400ºC i nakon hlađenja se izdvaja čvrsta mast sastavljena od visokomolekularnih

ugljikovodika-parafin (smjesa ugljikovodika čije molekule sadrže 18-35 atoma).

Upotreba:

laksans (omekšava fekalije, ne draži sluznicu crijeva, a djelovanje nastupa 8-10

sati nakon primjene)

srednja pojedinačna doza: 10g

111

11. SINTEZE LJEKOVITIH SUPSTANCI

Cilj sinteze nekog spoja u laboratoriju jest pronalaženje niza reakcija kojima se taj spoj

može prirediti. Svrha priprave spoja može biti potvrda strukture novog spoja,

provjeravanje nekih mehanističkih teorija ili pronalaženje kako strukturne promjene

mogu utjecati na biološku aktivnost.

Strategija sinteze

Kako se pristupa sintezi neke ljekovite supstance? U mnogočemu metode su slične onima

za rješavanje slagaljke, koriste se polazne tvari i metode kojima se međusobno povezuju

(reakcije). No slično dijelovima slagaljke, mnoge će reakcije odgovarati polaznim

tvarima, ali će samo neke od njih dovesti do željenog produkta. U toku planiranja sinteze

neprekidno treba razmišljati o željenom produktu sinteze.

Prepoznavanje strukture

Prvi zadatak u planiranju sinteze jeste prepoznavanje strukturnih odnosa između polaznih

tvari i produkata. To je važno pri rastavljanju reakcije na dijelove kako bi se razumio

njezin mehanizam.

Struktura željene molekule može se formalno podijeliti na dva dijela: ugljikov skelet i

funkcionalne skupine koje su smještene na tom skeletu. U svakoj se sintezi željena

molekula izgrađuje od manjih jedinica sintona, reakcijama u kojim nastaju veze novog

skeleta. Središnji i nužan stupanj pri planiranju sinteze su konstrukcijske reakcije, tj.

reakcije u kojima nastaju veze ugljik-ugljik. Reakcije u kojima se veze ugljik-ugljik

kidaju zovu se fragmentacijske reakcije. Pomoću njih se skeleti razgrađuju, no uprkos

tome primjenjuju se u sintezi.

Funkcionalne skupine su smještene na određenim mjestima skeleta konačnog produkta.

Smatra se da su one rezultat posljednjih reakcija u sintezi, bilo konstrukcijskih, bilo

112

reakcija promjene funkcionalnih skupa. U ovim posljednjim mijenjaju se samo

funkcionalne skupine bez utjecaja na skelet.

Funkcionalne skupine prilikom sinteze nastaju ili se gube. Te se promjene moraju

uključiti u strategiju sinteze. Međutim, još je važnije, da se nastajanje i kidanje veza

većinom odvija u susjedstvu funkcionalne skupine. Funkcionalne su skupine aktivni ili

aktivirajući dijelovi molekule i prema tome imaju ključnu ulogu pri planiranju sinteze.

Postoje mnogi mogući putovi koji vode do željenog produkta. Zadatak je da se iz

jednostavnih pretvorbi sastavi složeni slijed reakcija koje će dovesti do željenog cilja.

Treba početi od strukture željene molekule, jer ona sadrži pokazatelje o tome koje vrste

reakcija valja upotrijebiti. Ovakav postupak se naziva retrosintetički pristup.

Bitna stvar o kojoj treba razmotriti prije planiranja sinteze je polazni materijal. Važno je

da ne bude preskup, a dobro je izbjeći i upotrebu spojeva koji mogu biti opasni ili koji

daju produkte opasne za okoliš, ako postoje druge mogućnosti sinteze.

Polazni spojevi su najčešće iz jedne od narednih skupina: jednostavni aciklički spojevi

(koji imaju do 6 ugljikovih atoma i jednu funkcionalnu skupinu), ciklički spojevi

(petočlani i šestočlani sa jednom funkcionalnom skupinom) i aromatski spojevi

(uključujući gotovo sve derivate benzene).

Za sintezu složenih prirodnih produkata kemičari obično upotrebljavaju vrlo male sintone

koji sadrže od jedan do pet ugljikovih atoma. Da bi se smanjo broj konstrukcijskih

reakcija, povoljno je poći od velike molekule kao polaznog spoja, ali malo je takvih

molekula dostupno.

Daljnje razmatranje vezano je uz iskorištenja očekivanog produkta kad se od njega dolazi

različitim putovima. Većina reakcija se ne odvija uz 100%-tno iskorištenje. Naravno,

jedan od ciljeva laboratorijske sinteze može biti pronalaženje novih načina kojima će se

poboljšati iskorištenje već utvrđenog načina sinteze.

Pri planiranju sinteze važno je uočiti moguće sporedne reakcije u kojima dio reaktanata

može preći u neželjene produkte. Zato je potrebno dobro izabrati uvjete reakcije, otapalo,

pa čak i redoslijed dodavanja reaktanata. Ali i uz najbolje planiranje, reakcija rijetko daje

samo željeni produkt. Obično je potrebno razdvajanje i prečišćavanje. Glavne metode za

odvajanje komponenti iz smjese su destilacija, prekristalizacija i različite hromatografske

113

tehnike. U plan sinteze treba uključiti i potrebna čišćenja, a također razmotriti i njihovu

ekonomičnost i izvodljivost.

Ako do reakcije može doći na više od jednog mjesta u molekuli, govorimo o

regioselektivnosti reakcije, tj. o prednosti koju ona pokazuje u jednom „području“ ili

„smjeru“ u odnosu na drugo.

Funkcionalne skupine predstavljaju mjesta na kojima se odvijaju reakcije među

sintonima.

Međusobna pretvorba funkcionalnih skupina

Premda su konstrukcijske reakcije u središtu pažnje pri planiranju sinteze, često je

potrebno primijeniti i reakcije u kojima se skelet ne mijenja. Produkt koji se dobije

konstrukcijskim reakcijama ne mora imati željene funkcionalne skupine, te se one moraju

mijenjati da bi se dobio planirani produkt. U nekim se slučajevima željeni polazni spoj

mora prirediti promjenom funkcionalnih skupina spojeva koji su dostupni.

Zaštitne skupine

Međuprodukti u sintezi često imaju više od jedne funkcionalne skupine. Dok je jedna

skupina reakcijski centar jedne reakcije, druge se štite za nastavak reakcije. Ako uvjeti

korišteni u sintezi ne osiguravaju selektivnost reakcije, neke od skupina moraju se zaštiti

pretvorbom u nereaktivne spojeve. Zaštita funkcionalnih skupina može se provesti

mnogim reakcijama. Pri izboru zaštitne skupine važno je da se ona može lako ukloniti

kada više nije potrebna.

Uklanjanje funkcionalnih grupa

Konačni željeni produkt često ne sadrži funkcionalne skupine koje su bile potrebne u

konstrukcijskim reakcijama. Stoga je potrebno poznavati metode za njihovo potpuno

uklanjanje. U mnogim se slučajevima funkcionalne skupine uvode da kontroliraju

određenu konstrukcijsku reakciju, a zatim se odstranjuju prije završetka sinteze.

114

Linearna i konvergentna sinteza

Kod konvergentne sinteze se dvije polovice prirede odvojeno i spoje na kraju sinteze.

Tako se postiže bolje ukupno iskorištenje.

A → B → C − ↘→ T konvergentna A → B → C → D → E → T linearna

D → E → F −↗

Kad se odabire najbolji put između nekoliko načina sinteze ljekovitog spoja, pomažu tri

važna principa:

1. dobra sinteza treba imati što manji broj stupnjeva;

2. izabrane reakcije moraju imati predvidivo dobra iskorištenja, što se može ocijeniti

na osnovu ranijih primjera;

3. izabrane reakcije moraju biti dobro ispitane tako da se može sa što većom

sigurnošću isključiti postojanje kompetitivnih reakcija. Kompetitivne reakcije

znatno smanjuju iskorištenje, a također stvaraju i poteškoće oko odvajanja

produkata.

Fotokemijska i elektrokemijska sinteza

Odvijanje većine kemijskih reakcija zahtijeva ulaganje znatne energije. Jedan od razloga

je da bi se dobila značajna iskorištenja produkta, a drugi da bi se ubrzao tok reakcije.

Energija koja će utjecati na brzinu reakcije obično se dovodi u obliku topline. Drugi su

načini dovođenja energije reaktantima fotokemijski ili elektrokemijski.

U fotokemijskoj sintezi sistem dobiva energiju apsorpcijom svjetla preko fotoaktivnog

dijela molekule, kromofora.

115

U elektrokemijskoj sintezi je izvor energije električni potencijal koji postoji između dviju

elektroda. Elektroreaktivna skupina, elektrofor, ima neki atom ili skupinu atoma koji

mogu na elektrodi primiti ili predati elektrone.

Energija koja se uvodi na ova dva načina značajno se razlikuje od toplotne energije

dodane radi poticanja reakcije. Toplinskom metodom nije moguće aktivirati jedan

određeni spoj u smjesi.

Fotokemijske i elektrokemijske tehnike omogućavaju selektivno uvođenje energije u

spojeve. U fotokemijskim procesima pojedine molekule s odgovarajućim kromoforima

apsorbuju kvante svjetla. One mogu ostati u pobuđenom stanju dovoljno dugo da bi

mogle reagovati.

U elektrokemijskim reakcijama pojedine molekule primaju ili otpuštaju elektrone, dajući

jone-radikale bogate energijom.

Brojne kemijske reakcije koje se odigravaju nakon fotoaktiviranja ili elektroaktiviranja

nalikuju na termičke reakcije sa kojima smo se već susretali. Međutim, način aktiviranja

može određivati put reakcije. Vrijednost ovih alternativnih metoda je u tome što

omogućuju usmjeravanje reakcije u određenom smjeru.

Glavne teškoće u elektrokemijskoj sintezi vezane su uz oblik ćelije, postizanje visokog

iskorištenja struje i nusreakcije reaktivnih međuprodukata.

S druge strane, velika prednost tog postupka jest mogućnost tačne kontrole elektrodnog

potencijala, što omogućuje visoku selektivnost reakcije. Također, za savladavanje

aktivacijske barijere nije potrebno dovoditi toplotnu energiju. Elektrokataliza nekih

reakcija može biti korisna alternativa često skupim kemijskim katalizatorima.

Mikrovalna kemija

Mikrovalna kemija je metoda primjene mikrovalnog zračenja u kemijskim reakcijama.

- „MEC“ Microwave-Enhanced Chemistry

- „MORE“ sinteza (Microwave-organic Reaction Enchancement)

Polarna se otapala zagrijavaju jer su njihove molekule prisiljene da rotiraju sa električnim

poljem i zatim predaju energiju u sudarima. Poluprovodnici i provodničke supstance se

116

zagrijavaju kada joni ili elektroni u njima formiraju električnu struju, a ta se onda energija

troši usljed električnog otpora datog materijala.

Klasično zagrijavanje obično podrazumijeva upotrebu ploče za grijanje ili uljnog

kupatila, koji griju stijenke reaktora konvekcijom ili kondukcijom. Središte reakcione

smjese treba mnogo više vremena da postigne ciljnu temperaturu. Mikrovalno

zagrijavanje može direktno grijati supstance bez posrednog zagrijavanja ploče ili uljne

kupelji, što štedi vrijeme i energiju.

Različite supstance pretvaraju mikrovalno zračenje u toplotu u različitoj količini. Ova

selektivnost omogućava da se neki dijelovi reakcione smjese zagrijavaju brže ili sporije

od ostalih.

Mikrovalno zagrijavanje može imati neke prednosti u odnosu na klasično zagrijavanje:

- veće brzine reakcije,

- blaži uslovi reakcije,

- viši kemijski prinosi,

- manja potrošnja energije,

- različita selektivnost reakcije.

Selektivno zagrijavanje

Heterogeni sistemi (različite supstance ili različite faze) mogu biti anizotropni kada je

provodljivost supstanci u pitanju. Kao rezultat, može se očekivati različita pretvorba

energije mikrovalnog polja u toplotnu energiju, u različitim dijelovima sistema.

Ovo nehomogeno rasipanje energije podrazumijeva moguće selektivno zagrijavanje

različitih dijelova reakcione smjese i može dovesti do pojave temperaturnog gradijenta

među ovim dijelovima. Na osnovu ovoga može se zaključiti da je moguće aktivirati

specifične molekule ili funkcionalne grupe unutar molekula.

117

Druga specifična primjena u sintetskoj kemiji je mikrovalno zagrijavanje binarne smjese,

koja se sastoji od polarnog i nepolarnog otapala, gdje ova otapala postižu različite

temperature. Primjenjeno u procesu razmjene između faza, vodena faza postiže

temperaturu od 100°C dok organska faza (npr. hloroform) može zadržati temperaturu od

50°C, omogućavajući također i ekstrakciju reaktanata iz jedne faze u drugu.

Mikrovalna kemija je posebno efikasna u „suhim“ reakcijama. Ove reakcije su reakcije

između čvrstim supstanci, odnosno bez prisustva otapala.

Prednosti ovakvih reakcija su:

- ekonomičnost (ušteda novca na otapalima),

- lakše prečišćavanje (nije potrebno uklanjati otapalo nakon sinteze),

- velika brzina reagiranja (zbog visoke koncentracije reaktanata),

- povoljno za okolinu.

Nedostaci:

- reaktanti se moraju homogenizirati,

- velika viskoznost sisema,

- neprimjereno za reakcije u kojima učestvuje i otapalo.

Sinteza neke ljekovite tvari provodi se prema odgovarajućem postupku, vodeći računa da

se sinteza odvija brzo i jednostavno, uz visoka iskorištenja reakcije ili svake faze reakcije.

Sintetizirani spojevi moraju biti čisti, bez primjesa drugih srodnih supstanci koje zaostaju

ili nastaju tijekom sinteze. Nakon završetka sinteze ili tijekom kemijske sinteze potrebno

je jednostavnim analitičkim metodama kontrolirati ispravnost kemijske reakcije.

U praktikumu su prikazane neke sinteze koje obuhvataju sintezu neorgansko organskih

spojeva, organskih spojeva i pro drug spojeva. Nakon sinteze ljekovitih supstanci ispituje

se stupanj čistoće, prema propisima odgovarajuće farmakopeje.

Uz pojedine sinteze dati su IR i UV spektri, kao i uvjeti hromatografiranja za praćenje

kemijske reakcije.

11.1. METODE PREČIŠĆAVANJA LJEKOVITIH SUPSTANCI

Prekristalizacija

118

Sporedne, srodne supstance (onečišćenja) zaostale iz polaznog materijala, ili nastale

tokom sinteze, najjednostavnije se mogu otkloniti prekristalizacijom iz odgovarajućeg

otapala. Prekristalizacija se vrši nekoliko puta, do dobivanja supstance konstantne ili

propisane količine.

Kristalizacija je proces prečišćavanja čvrstih supstanci uklanjanjem nečistoća na osnovu

razlike u topivosti. Postupak se sastoji u otapanju organskog spoja u pogodnom otapalu

na povišenoj temperaturi i sakupljanju izdvojenih kristala nakon hlađenja. Pogodno

otapalo je ono koje na povišenoj temperaturi otapa umjerenu, a na sobnoj temperaturi

minimalnu količinu organskog spoja, pa je izbor odgovarajućeg otapala veoma važan

faktor za uspješnu prekristalizaciju. Ako se organski spoj otopi u otapalu na sobnoj

temperaturi, takvo otapalo nije pogodno za prekristalizaciju. Smatra se da je najpogodnije

ono otapalo u kojem se organski spoj otopi uz zagrijavanje na vodenom kupatilu (za

otapala sa T.k.<1000C) ili na plameniku (za otapala sa T.k. > 1000C). Izbor

odgovarajućeg otapala se vrši eksperimentalno, tako da se odvaže 10 - 40 mg organskog

spoja i stavi u epruvetu, potom doda nekoliko kapi otapala, uz mješanje. Postupak se

ponovi sa nekoliko raznih otapala i načini uži izbor. Za utvrđivanje najboljeg otapala za

prekristalizaciju se bira ono otapalo u kojem se spoj ne otapa u hladnom otapalu nego tek

zagrijavanjem do tačke ključanja odgovarajućeg otapala, kako bi supstanca mogla

iskristalisati hlađenjem. Mogu se koristiti i kombinovana otapala, npr. etanol/toluol,

etanol/voda, octena kiselina/voda itd.

Postupak kristalizacije se izvodi tako da se ispitivana supstanca dodaje u odgovarajuće

otapalo uz zagrijavanje do zasićenja. Količina otapala treba da bude za 2-3% veća od

količine potrebne za otapanje organskog spoja. Ukoliko je otopina organske supstance

obojena od onečišćenja (paracetamol), kristalizacija se izvodi uz dodatak male količine

medicinskog uglja. Medicinski ugalj se dodaje na ohlađenu otopinu koja se ponovo

oprezno dovede do ključanja. Tako pripremljena otopina se vruća profiltrira, pri čemu se

odstranjuju netopive sporedne supstance (onečišćenja) zaostale iz polaznog materijala, ili

nastale tokom sinteze. Hlađenjem filtrata dolazi do kristalizacije. Kristalizacija može

trajati nekoliko minuta, do nekoliko dana, a otopina se može hladiti na sobnoj temperaturi

ili ledu.

119

Kristalizacija pomoću kombinovanih otapala, npr. etanol/voda, se provodi na slijedeći

način: supstanca se otopi u etanolu zagrijanom do tačke ključanja i u vrelu otopinu dodaje

voda u kapima uz miješanje sve dok se ne pojavi prvo zamućenje koje ne isčezava. Tada

se doda nekoliko kapi vrućeg etanola da se otopina izbistri i ostavi se da se otopina

ohladi.

Postupak kristalizacije se ponavlja po pravilu sve dok se ne dobije čisti organski spoj, što

se prati mjerenjem tačke topljenja. Kristalizacija se može pospješiti dodavanjem kristala

čvrstog organskog spoja, trljanjem staklenim štapićem ili mješanjem mješalicom. Lijepo

razvijeni kristali (što nije mjerilo čistoće) dobiju se usporenim hlađenjem otopine

organskog spoja. Kristalizaciju treba izvesti tako da gubitak u težini sirove supstance

bude minimalan i nikad veći od 30%. Sirovom produktu se nakon sušenja, a prije

kristalizacije, mora odrediti tačka topljenja.

Prečišćavanje natrij klorida

Natrij klorid

Natriii chloridum

Molekularna formula NaCl

Mm 58,4

Sinonimi kuhinjska sol

Tt oC 804

Osobine

Bezbojni, kockasti kristali ili bijel, kristaliničan prašak, bez mirisa, izrazito slanog okusa.

Lako topiv u vodi, praktički netopiv u etanolu.

120

Priprema čistog natrij klorida iz morske soli

Razlika u topivosti natrij klorida u vodi na sobnoj temperaturi i pri temperaturi vrenja

vode je neznatna, pa se natrij klorid stupnja čistoće p.a. priprema kemijskim putem,

frakcionim taloženjem primjesa. Kao onečišćenja u morskoj soli prisutni su najviše

sulfati, a kao kationi magnezij, kalcij, željezo, kalij i dr. Sulfati se talože s otopinom barij

klorida, a višak barijevih iona i drugih kationskih onečišćenja se otklanja taloženjem s

otopinom natrij karbonata. Višak natrij karbonata se otklanja dodatkom razrijeđene

otopine kloridne kiseline, uz kontrolu pH vrijednosti.

SO42- + BaCl2 → BaSO4

Ba2+ + Me2+ + Na2CO3 → 2Na+ + BaCO3 + MeCO3

CO32- + 2HCl → 2Cl- + CO2 +H2O

Natrij klorid stupnja čistoće p.p.a. priprema iz zasićene otopine natrij klorida, dodatkom

koncentrirane kloridne kiseline, pri čemu se taloži čisti natrij klorid.

Priprema natrij klorida stupnja čistoće p.a.

Reagensi

5% otopina barij klorida

10% otopina natrij karbonata

kloridna kiselina, diluirana

kloridna kiselina, koncentrirana

etanol, koncentrirani

U čaši od 50 ml otopi se 5 g morske soli u 25 ml pročišćene vode. Otopina se profiltrira, i

zagrije na 60-70 oC. U vrući filtrat dodaje se u kapima 5% otopina barij klorida do

prestanka taloženja barij sulfata. Smjesa se potom grije na vodenoj kupelji, a potom

filtrira. Filtratu se doda 10% otopina natrij karbonata do prestanka taloženja. Suspenzija

121

se kratko zagrije i filtrira. Filtratu se dodaje razrijeđena kloridna kiselina do pH=6.

Dobivena otopina se upari u porculanskoj zdjelici.

Priprema natrij klorida stupnja čistoće p.p.a.

U čaši od 50 ml otopi se 5 g (85,6mmol/l) natrij klorida p.a. u 6,5 ml. Otopina se

profiltrira, a filtratu se postupno uz miješanje dodaje 20 ml koncentrirane kloridne

kiseline. Kada se izlučeni kristali slegnu, otopina iznad kristala se odlije. Potom se

kristali preliju s malo etanola i odsišu. Postupak se ponovi nekoliko puta i svaki put

kristali se dobro osišu. Ovako pripremljen natrij klorid se suši u sušioniku.

Terapijska primjena

Natrij klorid je nutricijski faktor i plazmaekspander. Upotrebljava se za izradu fiziološke

otoiine i drugih infundibilija, kao zamjena za krvnu plazmu kod hemoragija,

dehidratacija, opeklina i drugih trauma. Služi za izradu različitih otopina za spoljnu

upotrebu, za izradu inhalacijskih otopina, kupelji, slanih napitaka. i dr. Otopine natrij

klorida upotrebljavaju se i kao antidoti kod trovanja bromidima i jodidima, za ispiranje

želuca kod trovanja, za ispiranje bronha, očiju usta i grla, za pražnjenje crijeva irigacijom.

Ekstraamnionske i intraamnionske hipertonične injekcije upotrebljavaju se za izazivanje

pobačaja. Natrij klorid je sastavni dio svih tjelesnih tekućina, a najviše ga ima u

ekstracelularnoj tekućini. Zajedno s ionima klora važni su za održavanje osmolarnosti i

volumena ekstracelularne tekućine. Volumen i osmolarnost se mijenjaju s promjenom

koncentracije natrija, što se odražava na intracelularnu tekućinu, jer voda lako prolazi

staničnu membranu, ovisno o trenutnom osmotskom gradijentu. Natrij je značajan i u

regulaciji acidobazne ravnoteže, a skupa s ionima kalija i kalcija održavaju membranski

potencijal stanica, odnosno funkcije nervnih i mišićnih stanica. Nedostatak natrija javlja,

kod dugotrajnih diareja, povraćanja, pojačanog znojenja, opeklina, ukoliko se ne

nadoknađuje izgubljena tekućina. Porast koncentracije natrija u plazmi javlja se kod

određenih bolesti bubrega i srca, kada se natrij slabo izlučuje iz organizma, a takva stanja

obično su popraćena pojavom edema. Simptomi povećane koncentracije natrija u plazmi

122

su hipertenzija i neurološki poremećaji. Preveliko uzimanje natrija izazvat će poremećaj

ravnoteže elektrolita, a može i iritirati sluznicu probavnog trakta.

Apsorpcija i metabolizam

Natrij se dobro apsorbira aktivnim transportom, a izlučuje urinom, malim djelom

fecesom, a minimalne količine kožom.

123

Kolonska hromatografija

Kolonska hromatografija je metoda koja se koristi za prečišćavanje odnosno izdvajanje

pojedinačnih komponenti iz smjese. Obično se koristi u preparativne svrhe u količinama

od nekoliko mikrograma do nekoliko kilograma. Osnovna prednost kolonske

hromatografije je relativno niska cijena i jednokratna upotreba stacionarne faze koja se

koristi u procesu. Jednokratna upotreba sprječava kros-kontaminaciju i ne javlja se

problem degradacije stacionarne faze u procesu recikliranja.

Klasična kolona za preparativnu hromatografiju je staklena cijev promjera od 5 do 50 mm

i visine od 5 cm do 1 m. Na dnu se nalazi ventil (slavina), a također se kod nekih kolona

pri dnu nalazi i neka vrsta filtera (staklena frita ili umetak od staklene vune) koji

sprječava gubitak stacionarne faze. Gornji dio kolone je često proširen, kao rezervoar,

koji može primiti veću količinu mobilne faze. Iznad kolone se može postaviti i lijevak za

kontinuirano dokapavanje mobilne faze.

Dva su uobičajena načina na koje se kolona može pripremati:

1. suhi način,

2. vlažni način.

U suhoj metodi, kolona se prvo napuni suhom stacionarnom fazom u obliku praška, a

zatim se dodaje mobilna faza dok ne smoči mobilnu fazu u potpunosti i nakon toga se

nivo mobilne faze uvijek održava iznad nivoa stacionarne faze.

U vlažnoj metodi, pomiješaju se stacionarna i mobilna faza u suspenziju koja se onda

pažljivo usipa u kolonu. Treba paziti na mjehuriće zraka koji zaostaju.

Smjesa za prečišćavanje se može dodati na vrh stacionarne faze u vidu otopine ili vidu

praška (pomješana sa stacionarnom fazom). Preko toga se stavi sloj pijeska, vate ili

staklene vune da spriječi narušavanje gornjeg sloja stacionarne faze novim količinama

mobilne faze koja se dodaje. Mobilna faza (eluent) lagano prolazi kroz kolonu i vuče

komponente smjese.

Pojedinačne komponente smjese se različito zadržavaju na stacionanrnoj fazi i dolazi do

njihovog razdvajanja kako ih eluent nosi kroz kolonu različitim brzinama. U toku cijelog

procesa koloniranja eluat se skuplja u serijama frakcija. Sastav eluenta, odnosno

prikupljenih frakcija se može pratiti nekom metodom analitičke hromatografije, UV

124

apsorpcijom ili fluorescencijom. Ukoliko su komponentne obojene, onda se mogu vidjeti

kao obojene trake koje putuju kroz kolonu.

125

Stacionarna faza

Stacionarna faza ili adsorbent u kolonskoj hromatografiji je u čvrstom agregatnom stanju.

Najčešće upotrebljavane stacionarne faze u kolonskoj hromatografiji su silika gel i

aluminij oksid. Nekada se dosta upotrebljavala i celuloza u prahu. Posebna vrsta punila su

i jonoizmjenjivačke smole.

Mobilna faza

Mobilna faza ili eluent može biti čisto otapalo ili smjesa različitih otapala. Mobilna faza

se odabire tako da je vrijeme zadržavanja supstance optimalno, te se time smanjuje

vrijeme razdvajanja kao i potrošnja mobilne faze. Odabir adekvatne mobilne faze je bitan

i za efikasno razdvajanje supstanci iz smjese. Eluent se najlakše odredi testnim

razvijanjem TLC na istoj stacionarnoj fazi kojom će se puniti i kolona.

Za svako razdvajanje postoji optimalan protok. Brži protok eluenta smanjuje vrijeme

koloniranja, a također minimizira i difuziju pa je separacija bolja. U jednostavnim

laboratorijskim kolonama eluent protiče pod uticajem gravitacije. Brzina protoka se može

povećati dodavanjem veće količine eluenta nad stacionarnu fazu, kao i regulisanjem

ventila na dnu kolone. Također se veće brzine protoka mogu postići koristeći pumpu ili

komprimirani gas (zrak, nitrogen ili argon) da potisnu otapalo kroz kolonu (flash

kolonska hromatografija).

Većina čestica stacionarne faze u flash kolonskoj hromatografiji je obično manja (40 – 63

µm) za razliku od gravitacijske kolonske hromatografije (63 – 200 µm).

Prije skupljanja u frakcije, eluat može prolaziti kroz različite detektore (spektrofotometar

ili maseni spektrometar) da bi se odredio sadržaj komponenti u eluatu.

Također se jednostavnim korištenjem TLC-a može odrediti prisustvo komponenti u

svakoj od sakupljenih frakcija.

Glavni cilj kolonske hromatografije je razdvajanje različitih komponenti iz smjese.

Rezolucija izražava stepen razdvajanja komponenti iz smjese. Što je veća rezolucija, bolji

je stepen razdvajanja uzoraka na koloni.

126

Ukoliko je sistem automatizovan i postoji software koji obrađuje podatke, može se dobiti

hromatogram. Sa hromatograma se mogu očitati retenciona vremena supstanci (vrijeme

od starta do pojave pika), kao i širina krive pika.

Rezolucija:

Rs = 2(tRB – tRA)/(wB + wA)

gdje je:

tRB = retenciono vrijeme topljive supstance B

tRA = retenciono vrijeme topljive supstance A

wB = širina gausove krive za supstancu B

wA = širina gausove krive za supstancu A

Jednostavnija metoda računanja hromatografske rezolucije je korištenje modela nivoa.

Ovaj metod podrazumijeva da se kolona može podijeliti na određeni broj sekcija,

odnosno nivoa. Ovaj način procjenjuje tipičnu hromatogramsku krivu kao krivu gausove

distribucije.

Broj nivoa (N):

N = (tR)2/(w/4)2

Visina nivoa (H):

H = L/N

gdje je L dužina kolone.

11.2. ISPITIVANJE ČISTOĆE SUPSTANCI

Ispitivanje čistoće supstanci izvodi se s ciljem da se utvrdi da li količina primjesa u

preparatu odgovara Farmakopejom dozvoljenim, propisanim granicama. Ako nije

drugačije propisano, ispitivanje je zasnovano na usporedbi inteziteta boje, opalescencije

ili muteži ispitivane supstance s poredbenom supstancom, koja sadrži gornju, prihvatljivu

granicu dozvoljene količine onečišćenja.

U opštem djelu Europske farmakopeje (poglavlje 2.4 Limit tests) dati su propisi za

ispitivanje s čistoće supstanci na sljedeća onečišćenja: amonij, arsen, kalcijum, kloride,

127

fluoride, magnezijum, zemljoalkalni metali, teški metali, sulfati, aluminij. U ovom djelu

farmakopeja daje ispitivanje onečišćenja na specifične grupe preparata npr. ispitivanje

alkalnih onečišćenja u masnim uljima ili ispitivanje rezidua otapala u preparatima.Propisi

za ispitivanje boje i bistrine, važnih parametara čistoće preparata Evropska Farmakopeja

daje u poglavlju 2.2 Physical and physico-chemical methods.

Ispitivanje, tj. usporedba ispitivane i poredbene supstance, izvodi se prema općem

propisu za pojedini tip nečistoće, karakteristične za preparat, ako nije drugačije propisano

u monografiji ispitivanog preparata. Najbolje je ispitivanu i poredbenu otopinu posmatrati

duž osi epruveta, prema bijeloj ili tamnoj podlozi. Epruvete se postave oko 2 cm iznad

bjele podloge, kada se promatra boja, odnosno 2 cm iznad tamne podloge, kada se

posmatraju bistrina, opalescencija ili mutež. Osnovne i poredbene otopine onečišćenja,

kao i otopine reagenasa moraju biti bistre. Ako nije drugačije propisano, poredbene

otopine onečišćenja moraju se upotrebiti u roku od sedam dana. Osnovne otopine

onečišćenja čuvaju se u bocama od tamnog stakla s ubrušenim čepom. Supstance za

izradu osnovnih otopina onečišćenja moraju se predhodno odrediti.

Primjer 1:

Monografija acetilsalicilne kiseline, u Evropskoj farmakopeji, limitira sadržaj salicilne

kiseline, teških metala i sulfatnog pepela. Ispitivanja sadržaja ovih onečišćenja provode

se prema općem propisu za ova onečišćenja u poglavlju 2.4 Limit tests. Monografijom

propisano ispitivanje fizičko-kemijskih parametara čistoće provodi se prema propisu u

poglavlju 2.2 Physical and physico-chemical methods.

Primjer 2:

Monografija magnezij sulfata u Evropskoj farmakopeji, limitira sadržaj hlorida, arsena,

teških metala, željeza. Ispitivanja sadržaja ovih onečišćenja provode se prema općem

propisu za ova onečišćenja u poglavlju 2.4 Limit tests.

11.3. ODREĐIVANJE TAČKE TOPLJENJA

128

Tačka topljenja se definira kao temperatura na kojoj čvrsta supstanca prelazi u tečno

stanje i izdvaja se u vidu kapljice. Pošto je za razliku od tekućina, ravnotežni pritisak nad

čvrstom supstancom nizak, tačka topljenja u određenim granicama gotovo ne ovisi o

vanjskom pritisku. Stoga, tačke topljenja čvrstih tvari su konstante i važno fizikalno

svojstvo supstance i bitan kriterij čistoće. Srazmjerno sadržaju onečišćenja tačka topljenja

se snižava i proteže se kroz širi temperaturni interval. Što je tačka topljenja viša i u užem

temperaturnom rasponu, to je supstanca čistija.

Određivanje tačke topljenja se može odrediti na Koffler-ovom aparatu. Temperaturni

interval u kojem se može mjeriti tačka topljenja za Koffler-ov aparat je od 10 do 300 oC ±

1, (283-573 K). Kofflerov aparat se sastoji od: mikroskopa, grijača, termometra,

staklenog mosta i staklene ploče za izolaciju, transformatora, objektnog i pokrovnog

stakla.

Određivanje tačke topljenja se provodi na slijedeći način:

Odvaže se 0,1 mg preparata, stavi na objektno staklo i pokrije pokrovnim staklcem.

Pritiskivanjem i pomicanjem pokrovnog stakalca preparat se jednoliko rasporedi, tako da

pokrovno staklo prilegne uz objektno. Na taj način priređen preparat, stavi se na grijač

tako da se dio preparata koji je povoljan za promatranje nalazi u vidnom polju

mikroskopa, prekrije s staklenim mostom i staklenom pločom za izolaciju. Uključi se

grijač Koffler-ovog aparata i preparat posmatra pod mikroskopom. Kad termometar

pokaže temperaturu koja je oko 10oC niža od očekivanog tališta, grijanje se regulira tako

da se temperatura diže za 2oC u minuti. Na termometru se očita temperatura pri kojoj se

preparat potpuno rastali.

Postupak određivanja točke taljenja metodom otvorene kapilare

Temperatura topljenja, određena metodom zatopljene kapilare je ona temperatura na

kojoj i poslednja čestica kompaktnog sloja čvrste supstancije u zatopljenoj kapilari pređe

u tekuće stanje. Koriste se kapilarne cjevčice od tvrdog stakla koje ne otpuštaju alkalije,

unutarnjeg promjera od 0,9 mm do 2,1 mm, debljine zida 0,10 mm do 0,15 mm, koje su

na jednom kraju zatopljenje. U kapilaru se unese dovoljna količina supstancije te se

dobije kompaktan sloj visine 4 mm - 6 mm. U daljem postupku određivanja točke

129

topljenja metodom kapilare prema Ph.Eur. 20215. koristi se aparat BŰCHI Melting Point

B-545 (slika 13).

Pritiskom na tipku menu na monitoru dobivamo mogućnost da ispišemo uvjete pod

kojima će se odvijati proces:

1. Setpoint - podrazumijeva početnu temperatu koja je u pravilu za 5 °C niža od

očekivane.

2. Gradient - brzina rasta temperature (najbolje je odabrati 0,5 °C/min).

3. Maxpoint - predstavlja maksimalnu temperaturu koja je u pravilu za 10 °C viša od

očekivane. Ispisivanje se vrši sa tipkama up/down (prva po rastućem broju pokazuje

abecedu, brojeve i znakove, a druga po opadajućem). Horizontalno "kretanje",

provodi se s tipkom next. Potvrđivanje unesenog parametra, kao i prelazak na niže

nivoe, provodi se s tipkom enter.

Nakon zadanih uvjeta pritiskom na menu dobivamo opciju za ispisivanje imena i serije

preparata/sirovine. Ispisivanje se vrši na identičan način kao i kod prethodne opcije.

Pritiskom na tipku menu provjeravamo ispisane parametre i tek kad smo sigurni da je sve

ispravno upisano započinjemo mjerenje pritiskom na tipku start. Trenutak kada je

dostignuta početna temperatura aparat nas "obavještava "zvučnim signalom, ali i

komandom na monitoru press start. Dvije kapilare napunjene sprašenom supstancijom

(visine 4-6 mm) stavljamo u kućište predviđeno za njih i ponovo idemo na start. Prelazak

supstancije u tekuće stanje može se pratiti vizuelno. Kada je proces topljenja završen

ponovo se javlja zvučni signal, monitor pokazuje dobivene vrijednosti, a istovremeno iz

štampača dobivamo ispis s dobivenim vrijednostima i grafikonima za dvije paralele.

Slika 1. BŰCHI Melting Point B-545

130

11.4. ELEMENTARNA ANALIZA

Elementarna analiza ugljika, vodika i dušika (C, H, N, S) je najvažnija, i u mnogim

slučajevima jedina analiza za karakterizaciju i/ili dokaz molekularne kompozicije nekog

organskog spoja. Osim C, H, N, S analize, mogu se odrediti i drugi elementi koji ulaze u

sastav organskog spoja (npr. sumpor, brom ili klor) ali vrlo rijetko.

Elementarna analiza služi za provjeru formule novosintetiziranih supstanci. Iz tog razloga

postavljen je odgovarajući limit na rezultate dobivene elmentarnom analizom. Da bi se

rezultati mogli smatrati korektnim ne smiju odstupati ± 0,4 od teoretski izračunatih

vrijednosti, a ova vrijednost zapravo predstavlja dozvoljenu granicu greške (engl. error

limits). Ako su vrijednosti korektne, tj. u granicama dozvoljne greške (± 0,4), moguće su

dalje analize na spojevima.

C, H, N analiza je djelotvorna i relativno jednostavna metoda za određivanje

čistoće uzorka, osiguravajući točnu i preciznu analizu prisutnog ugljika, vodika, i dušika

u molekuli. Elementarna analiza može biti dopuna drugim tehnikama kao što su masena

spektrometrija i nuklearna magnetna rezonancija, tako što povećava pouzdanost

dobivenih podataka.

Osnovni nedostatak elementarne analize je zahtjev za točno vaganje 1-2 mg uzorka (koji

se koriste u analizi) kao i činjenica da se uzorci ispituju u seriji, a ne kao pojedinačni

uzorci. Bez obzira na uočene nedostatke, elementarna analiza ostaje najdirektnija analiza

čistoće. Iako je NMR često korištena kao jednostavna metoda za procjenu čistoće, svaka

pojedinačna vrsta prisutna u manje od približno 1% uzorka će ostati nevidljiva

primjenom ove tehnike. Stoga točnost u određivanju ukupne čistoće uzorka može biti

ozbiljno narušena ako je prisutan veći broj nečistoća u tragovima.

Tehnika mjerenja

Moderna elementarna analiza organskih spojeva sadržava seriju automatiziranih koraka:

Trenutno spaljivanje supstance (na temperaturi oko 1020oC)

Redukcija dobivene gasne mješavine

Homogenizacija dobivenih gasova

131

Razdvajanje

Detekcija

Tehnika se bazira na tome da se mala količina supstance koja se testira stavi u kapsulu,

napravljenu od srebra ili aluminija. Potrebna količina čvrstog uzorka se kreće od 0,02 mg

do 1 g organske supstance. Nakon zatvaranja kapsule uzorak se stavi u autosempler.

Kapsula ispada u komoru reaktora (peć) koja je prethodno zasićena kisikom. Na oko

1020oC materijal se "mineralizira" (spaljuje u atmosferi kisika). Uzorak i kapsula se

potpuno otope, i pod ovakvim uvjetima čak i termostabilne supstance se potpuno

oksidiraju. Kvantitativna oksidacija se postiže kada gasni reakcioni produkt prolazi preko

sloja katalizatora (npr. nikl/krom oksid). Dobivena mješavina bi trebalo sadržavati CO2,

H2O i NOx ali i O2.

Nakon spaljivanja, gasna mješavina protiče kroz redukcionu tubu koja je ispunjena

bakarnim granulama. U redukcionoj tubi se uklanja sav neiskorišteni kisik i vrši redukcija

dušikovih oksida (NOx) u elementarni dušik (N2). Gasna mješavina se zatim

homogenizira na tačno određenoj temperaturi, tlaku i volumenu, u zoni za mješanje.

Uzorak sadrži CO2, H2O i N2, eventualno sumpordioksid (SO2) ili vodikhalogenidi (HX).

Kao gas nosač korišten je visoko prečišćen helium.

Konačno, gasna mješavina se dovedi do definiranog stanja tlak / volumen. Mala porcija

mješavine prolazi kroz seriju stanica detektora s termalnom provodljivošću (TCD -

Thermal Conductivity Detector) koji daje izlazni signal proporcionalan koncentraciji

pojedinačnih komponenti mješavine.

132

11.5. SINTEZA NEORGANSKIH SPOJEVA

Kalcij karbonat

Calcii carbonas

CaCO3Mr 100.09

Osobine

Bijel, sitan, mikrokristaličan prašak, bez mirisa i okusa. Otapa se u razrijeđenim

kiselinama, a gotovo je netopljiv u vodi.

Sinteza

Ca(OH)2 + 2 HCl CaCl2 + 2 H2O

CaCl2 + Na2CO3 CaCO3 + 2 NaCl

Kalcij-karbonat odgovarajuće nasipne gustoće pripravlja se taloženjem vruće otopine

kalcij-klorida vrućom otopinom natrij-karbonata. Kalcij-klorid se dobiva djelovanjem

kloridne kiseline na kalcij-hidroksid (gašeno vapno), kalcij-oksid (živo vapno) ili nečisti

kalcij-karbonat.

Priprema kalcij klorida

U čaši od 100 ml pomiješa se 7,4 g (99,9 mmol) kalcij-hidroksida i 10 ml vode. Nastaloj

suspenziji dodaje se 25%-tna kloridna kiselina do pH 4-5. Otopina se filtrira, a filtratu se

doda još kalcij-hidroksida do pH 8-9 (taloženje hidroksida željeza, mangana i drugih

metala). Smjesa se grije nekoliko minuta na 50-60 oC, filtrira i filtrat zakiseli čistom

kloridnom kiselinom do pH 5. Dobivena otopina kalcij-klorida razdijeli se na tri jednaka

dijela i taloži na tri različita načina.

133

Priprema kalcij-karbonata različitog stupnja razdjeljenja

Vreloj otopini kalcij-klorida miješajući se dodaje vrela otopina 20 %tnog natrij-

karbonata do prestanka taloženja. Izlučeni se kalcij-karbonat odmah odsiše i

ispere vodom do negativne reakcije na kloride.

Otopina kalcij-klorida taloži se na sobnoj temperaturi otopinom 20 %tnog natrij-

karbonata. Izlučeni se kalcij-karbonat nakon jedosatnog stajanja odsiše i ispere

vodom.

Otopina kalcij-klorida taloži se na sobnoj temperaturi otopinom20 %tnog natrij-

karbonata. Izlučeni se kalcij-karbonat odmah odsiše i ispere vodom.

Terapijska primjena

Antacid. Upotrebljava se za ublažavanje boli što ih uzrokuje čir na želucu i dvanaesniku

(peptički ulkus), a služi i za liječenje dijareja. U kozmetici se upotrebljava za pripremu

pudera, zubnih pasta i prašaka za zube.

Popratna djelovanja i nuspojave

Kao i druge soli kalcija, i kalcij-karbonat može uzrokovati opstipaciju. Dugotrajna

terapija kalcij-karbonatom može rezultirati hiperkalcemijom i alkalozom.

Doze

Srednja pojedinačna doza 2 g

Srednja koncentracija u pastama i posipima w = 50 %

Apsorpcija i metabolizam

134

Kloridna kiselina u želucu pretvara kalcij-karbonat u kalcij-klorid. Dio se apsorbira u

probavnom sustavu, a oko 80 % ponovno prijeđe u netopljive soli kalcija (karbonat ili

stearat) i izluči fecesom.

11. 6. SINTEZA NEORGANSKO ORGANSKIH SPOJEVA

Natrij acetat

Natrii acetas

CH3COONa, 3H2O

Molekularna formula C2H3NaO2, 3H2O

Mm 136,07

Sinonimi Natrijum acetat

Osobine

Neobojeni kristali, lako topivi u vodi i alkoholu.

Sinteza

3,5 g dobro usitnjenog kristaličnog natrij-karbonata dodaje se malo po malo u 20,0 ml

30% octene kiseline uz neprestano mješanje.

Zatim se otopina grije, do prestanka razvijanja plina. Otopina smije reagirati slabo kiselo,

a ukoliko je jače kisela dodaje se natrij-karbonat (r.) do slabo kisele reacije. Nakon toga

otopina se filtrira i filtrat upari do početka kristalizacije. Izlučeni kristali se dobro otsišu i

suše kod sobne temperature. Preparat se čisti kristalizacijom iz vode.

Primjena: reagens

Oficinalni preparati: Sodium acetate injectione; Solutions of dialysis

135

Natrij citrat

Natrii citras

CH2COONa

C

CH2COONa

OHCOONa

Molekularna formula C6H5O7Na3,

Mm 294,10

Sinonimi Natrijum citrat

Osobine

Bezbojni, sitni kristali ili bijel, kristalan prašak, bez mirisa, nagorka i slabo slana okusa.

Lako topiv u vodi, a gotovo netopiv u etanolu.

Sinteza

1,0 g limunske kiseline otopi se uz vodi i neutralizira sa razblaženim natrij karbonatom

(r.o.) do neutralne reakcije. Otopina se upari do početka kristalizacije i ostavi na hladnom

mjestu.

Terapijska primjena: antikoagulans, za alkaliziranje mokraće.

136

Koristi se kao antikoagulans u otopinama sa dekstrozom (stabilan rastvor sadrži

1,7-2,1% natrii citrata i 2,5% anhidrovane dekstroze u vodi za injekcije);

120 ml otopine je dovoljno da spriječi koagulaciju 420 ml krvi;

Spriječava kristaluriju tokom tretmana sa sulfonamidima;

Spriječava koagulaciju krvi in vitro, koristi se za ispiranje posuđa i aparature prije

skupljanja krvi.

Natrij salicilat

Natrii salicylas

COONa

OH

Natrij-2-hidroksibenzoat

Molekularna formula C7H5O3Na

Mm 160,11

Sinonimi

Osobine

Bijeli ili gotovo bijeli, ljuskasti ili igličasti kristali, svilasta sjaja ili bijel, kristalan prašak,

bez mirisa, slabo slana i sladunjava okusa. Vrlo lako topiv u vodi, a lako u etanolu.

Sinteza

137

4,3 g salicilne kiseline (r.) i 5 g čistog natrij hidrogenkarbonata (r.) pomiješa se u

porculanskoj zdjelici s malo vode. Miješanjem se dobiva jednolična gusta smjesa. Nakon

prestanka razvijanja karbon dioksida smjesa se ugrije na vodenom kupatilu (50-60oC),

dok voda ne ispari do suha.

Produkt se čisti kristalizacijom iz vrelog 1 : 6 etanola (r.o.).

Terapijska primjena

Analgetik, antipiretik, antiinflamatorno djelovanje. Zbog gastrične iritacije daje se sa

natrij bikarbonatom koji smanjuje ove efekte. U terapiji artritisa, antireumatik i kao

sredstvo za dezinfekciju mokraćnih puteva (ali veoma rijetko u ovu svrhu jer je

zamjenjen novijim, boljim sredstvima).

Inkopatibilnost: sa većinom kiselina, otopinama alkaloida, solima željeza,

fenazonom, sa alkalnim bikarbonatima, sa kvatenernim amonijevim solima

Natrij salicilat gradi purpurne otopine sa solima željeza

Diskoloracija: auto oksidacija vodene alkalne otopine natrij salicilata je

fotohemijska reakcija katalizirana sa Cu, Fe i Mn i zavisi od intenziteta svjetlosti i

koncentracije oxigena i salicilata

Toksični efekti i tretman: gastro intestinalno krvarenje se javilo kod 40% od 15

pacijenata koji su uzimali natrij salicilat i 73,3% od 15 pacijenata koji su uzimali

acetilsalicilnu kiselinu. Krvarenje je bilo uzrokovano direktnim efektima lijeka na

želučanu sluznicu

Apsorpcija: veoma brzo se apsorbira putem ekstracelularne tečnosti tijela

ipenetrira u različita tkiva

138

Bizmut subgalat

Bismuti subgallas

COOH

HO O

BiO

OH

Molekularna formula C7H5BiO6

Mm 394,09

Sinonimi Bazični bizmut galat, Dermatol

Osobine

Žut do tamnožut, amorfan prašak, bez mirisa i okusa. Gotovo netopiv u vodi, alkoholu,

kloroformu i eteru. Topiv u razrijeđenim lužinama i vrućim mineralnim kiselinama.

Sinteza bizmut subgalata

Bizmut subgalat se sintetizira taloženjem otopine bizmut nitrata otopinom galne kiseline.

H2 O

COOH

HO O

BiO

OH

COOH

OHHO

OH

Bi(NO3)3

+ 3HNO3

Sastav bizmut subgalata je promjenjiv, a udio bizmuta u njemu iznosi 46-52%.

Postupak sinteze bizmut subgalata

139

Reagensi

Galna kiselina

Bizmut(III)nitrat

1. Priprema bizmut (III) nitrata:

U čaši od 100 ml otopi se 2,9 g bizmut-subnitrata u 8 ml 35% HNO3. Nastali bizmut (III)

nitrat se bez izolacije upotrebi u daljoj reakciji.

2. Priprema bizmut subgalata

U čaši od 50 ml otopi se 1,8 g (10,6 mmol) galne kiseline u 50 ml tople vode. Ovakva

otopina se u tankom mlazu i uz miješanje ulijeva u otopinu bimut(III)nitrata (2,1 g

bizmut(III)nitrata), pri čemu nastaje talog bizmut subgalata, koji se odsiše i izapere s

malo tople vode. Talog se suši na 30-35oC).

BiONO3 HNO3 H2O2+ +Bi(NO3)3

Terapijska primjena

Bizmut subgalat se upotrebljava kao adstringens, antacid i blagi antiseptik. Upotrebljava

se kao posip za pupak kod novorođenčadi i za liječenje nekih kožnih bolesti, Ulazi u

sastav supozitorija za liječenje hemoroida. Dat per os pomaže u kontroli mirisa i

konzistencije fecesa kod pacijenata s kolostomijom ili ileostomijom. Nekada se

upotrebljavao za liječenje diareje, dizenterije i ulceroznog kolitisa. Srednja pojedinačna

doza je 0,5 g, u mastima 10%, a u posipima nerazrijeđen.

Apsorpcija i metabolizam

Bizmut subgalat se slabo apsorbira iz probavnog trakta. Apsorbirane soli prodiru u

tjelesne tekućine i tkiva i izlučuju se urinom. Dio bizmuta zadržava se u tkivima, a

najviše u kostima. Radi slabe apsorpcije simptomi trovanja se javljaju rijetko, samo kod

dugotrajne i nekontrolisane peroralne primjene može doći do kumulacije i toksičnosti,

koja se manifestira probavnim smetnjama, glavoboljom, blagom žuticom, a u težim

slučajevima javlja se i oštećenje bubrega, jetre i encefalopatija.

140

11.7. SINTEZA ORGANSKIH SPOJEVA

Acetilsalicilna kiselina

Acidum acetylsalicylicum

COOH

OCOCH3

Molekularna formula C9H8O4

Mm 180,15

Sinonimi 2-(acetoksi)benzojeva kiselina

Tt oC 135

pKa 3,5

log P log P eksperimentalno 1,19 / računski 1,10

Osobine

Bezbojni, sitni igličasti odnosno listićasti kristali, ili bijel, kristaliničan prašak, jedva

osjetna mirisa na octenu kiselinu, slabo kisela okusa. Lako topiv u etanolu, umjereno

topljiv u eteru i kloroformu, a teško topljiv u eteru i kloroformu i hladnoj vodi.

1g/300 ml vode

1g/ 5 g etanola

1g/ 17 ml kloroforma

Sinteza acetilsalicilne kiseline

Acetilsalicilna kiselina se dobiva acetiliranjem salicilne kiseline s anhidridom octene

kiseline.

141

COOH

OH

COOH

OCOCH3

+ CH3COOH(CH3CO)2O

H2SO4

Salicilna kiselina Acetilsalicilna kiselina

Reagensi

Salicilna kiselina

Anhidrid octene kiseline

Sulfatna kiselina, koncentrirana

Zasićena otopina natrij hidrogenkarbonata

Kloridna kiselina, koncentrirana

Željezo (III) klorid (r.o.)

U tikvicu od 50 ml doda se 7 ml anhidrida octene kiseline (7,6 g, 74,5 mmol) i 3,0 g (21,7

mmol) salicilne kiseline. Reakcijskoj smjesi potom se doda nekoliko kapi koncentrirane

sulfatne kiseline. Ovako priređena smjesa se zagrijava na vodenoj kupelji zagrijanoj na

50oC uz povratno hladilo pola sata. Sadržaj tikvice potom se ulije u 60 ml vruće

pročišćene vode i zagrije da se kristali otope. Otopina se ohladi, a izlučeni kristali

acetilsalicilne kiseline odsišu se nekoliko puta i isperu s malo hladne vode, do negativne

reakcije na sulfate.

Prečišćavanje acetilsalicilne kiseline

U staklenu čašu od 50 ml staviti sintetiziranu acetilsalicilnu kiselinu i dodati 35 ml

zasićene otopine natrij hidrogenkarbonata. Otopinu profiltrirati. Filtrat uz miješanje uliti

u smjesu od 3,5 ml koncentrirane kloridne kiseline i 10 ml pročišćene vode. Provjeriti pH

uz univerzalni indikator papir pH=1-3. Smjesu potom ohladiti na ledenoj kupelji, kristale

odsisati i isprati s malo ledene pročišćene vode. Prekristaliziranoj acetilsalicilnoj kiselini

prekontrolisati uz FeCl3 (r.o.) prisustvo salicilne kiseline. Ako je test pozitivan

acetilsalicilnu kiselinu prekristalizirati iz etil acetata.

142

Kontrola prečišćene acetilsalicilne kiseline

Tankoslojna kromatografija:

Stacionarna faza: Silicagel F254

Mobilana faza: etil acetat

Detekcija: UV zračenje 254 nm, jod

Rf salicilna kisekina: 0,49

Rf acetilsalicilne kiseline: 0,69

Salicilna kiselina je spoj koji ima dvije funkcionalne skupine, pa u reakciji acetiliranja

nastaje i mala količina polimera, koji nije topiv u otopini natrij hidrogenkarbonata, a

acetilsalicilna kiseline jeste, pa se na ovoj razlici topivosti temelji prečišćavanje

acetilsalicilne kiseline. Glavno onečišćenje u acetilsalicilnoj kiselini je salicilna kiselina,

koja nastaje radi nepotpunog acetiliranja ili radi hidrolize polimera. Anorganske soli

acetilsalicilne kiseline su topive u vodi i brzo se razgrađuju.

UV spektar acetilsalicilne kiseline (u prilogu)

IR (KBr) spektar (u prilogu)

Felix Hofman kemičar iz tvornice Bayer prvi je sintetizirao acetilsalicilnu kiselinu, koju

je nazvao aspirin. Naziv je nastao od pojma spirea (stari naziv biljke suručica;

Filipendula ulmaria) i prefiksa a od riječi acetil. U SAD troši se godišnje preko 20

miliona kilograma acetilsalicilne kiseline, pa se acetilsalicilna kiselina smatra najviše

trošenim lijekom u svijetu.

spirea-Filipendula ulmaria

Terapijske indikacije

Acetilsalicilna kiselina je analgetik, antipiretik, antitrombotik, djeluje antiinflamatorno, a

utječe i na izlučivanje mokraćne kiseline.

Antiinflamatorno djelovanje acetilsalicilna kiselina ispoljava tako što blokira biosintezu

prostaglandina, odnosno inhibira enzim ciklooksigenazu.

143

Antipiretički efekat postiže djelovanjem na centar za termoregulaciju u hipotalamusu, što

dovodi do periferne vazodilatacije, povećanog protoka krvi kroz kožu, znojenja i pada

tjelesne temperature.

Analgetičko djelovanje je posljedica blokade stvaranja impulsa bola na periferiji, kao i

centralnog djelovanja, vjerovatno na nivou hipotalamusa.

Inhibicija agregacije trombocita se ostvaruje tako da inhibira biosintezu tromboksina,

jednog člana iz serije prostaglandina koji favorizuje agregaciju trombocita.

Urikozurija se postiže davanjem većih doza, a do ovog efekta dolazi usljed spriječavanja

tubularne reapsorpcije mokraćne kiseline.

Terapijske indikacije su umjereno jaki bolovi, glavobolja, zubobolja, mialgija,

artralgija, neuralgija, postoperativna i posttraumatska bol, upalni degenerativni i

vanzglobni reumatizam; povišena tjelesna temperatura (hiperpireksije); profilaksa

cerebrovaskularnih ili kardiovaskularnih oboljenja i prijetećih tromboza.

Acetilsalicilna kiselina se brzo resorbira, a u krvi i tkivima hidrolizira do octene i

salicilne kiseline. Salicilna kiselina se konjugira s glicinom (15 %), ili glukuronskom

kiselinom (20%), pri čemu nastaju 2-hidroksibenzoilglukuronid (1) i 2-

karboksifenilglukuronid (2). Biotransformacijom salicilne kiseline nastaje i 2,3-

dihidroksibenzojeva kiselina (3) i 2,5-dihidroksibenzojeva kiselina (gentizinska kiselina)

(4). Svi ovi metaboliti, kao i dio slobodne salicilne kiseline izlučuju se urinom.

Biotransformacija acetilsalicilne kiseline je prikazana sljedećom shemom:

144

COOH

OH OH

CO NHCH2COOH

CO

OH

COOH

OCOCH3

COOH

OH

HO

COOH

OH

OH

OCOOHOH

OHHO

O

OCOOHOH

OHHO

O

COOH

2-hidroksibenzoilglukuronid

Konjugat sa glicinom

2,3-dihidroksibenzojeva kiselina

H2O

2-karboksifenilglukuronid

Popratna djelovanja i nuspojave

Neželjeni efekti su nadražaj sluznice želuca, krvarenje iz gastrointestnalnog trakta, napad

bronhijalne astme (rijetko), Reyev sindrom (encefalopatija i masna degeneracija jetre) u

djece i adolescenata, produženo vrijeme krvarenja, anemija. Poslije unošenja velikih doza

salicilata (više od 10 g) dolazi do akutne intoksikacije – salicilizma, a on se manifestuje

zujanjem u ušima, vrtoglavicom i povremenom gluhoćom. Kasnije nastaje depresija

centralnog nervnog sistema, a javlja se respiratorna i metabolička acidoza.

Paracetamol

Paracetamolum

145

NHCOCH3

OH

Molekularna formula C8H8NO2

Mm 150,2

Sinonimi 4-acetaminofenol, acetaminofen

Tt oC 168 - 172

UV 249 nm Ekstinkcija ispitivane otopine mjerene na 249 nm u sloju od 1 cm

uz slijepu probu iznosi 0,49.

Osobine

Bijeli kristali ili bijeli kristalni prašak , bez mirisa, gorka okusa. Lako topiv u

koncentriranom etanolu i propilenglikolu, dosta teško topiv u vodi, a gotovo netopiv u

eteru. Otapa se u otopinama alkalijskih hidroksida.

Sinteza paracetamola

Paracetamol se sintetizira iz 4-aminofenola acetiliranjem amino grupe s anhidridom

octene kiseline. Aromatska grupa kao nukleofil reagira s karbonilnom grupom anhidrida

octene kiseline pri čemu nastaje paracetamol i octena kiselina. p-Aminofenol ima

nukleofilnu fenolsku i amino grupu i obe lako reagiraju s anhidridom octene kiseline. Na

niskoj temperaturi reakcija je usmjerena na nastajanje N-acetilnog spoja.

146

NH2

OH

NHCOCH3

OH

(CH3CO)2O

H2O

+ CH3COOH

p-aminofenol acetaminofen

Reagensi

4-aminofenol

anhidrid octene kiseline

Aktivni ugalj

U tikvicu od 50 ml doda se 5,5 g (50,5 mmol) 4-aminofenola i 12,5 ml vode. Ovakva

suspenzija se miješa na ledenoj kupelji (0-5oC) i postupno se doda anhidrid octene

kiseline 5,5 g (53,9 mmol). Reakcijska smjesa se ostavi stajati pola sata. Nastali spoj se

odsiše i ispere s malo ledene vode. Prekristalizacija se provodi iz vode uz dodatak

aktivnog uglja.

Kontrola prečišćenog paracetamola

Tankoslojna kromatografija

Stacionarna faza: Silicagel F254

Mobilana faza: etil acetat

Detekcija: UV zračenje 254 nm

Rf paracetamola: 0,3

IR (KBr) cm-1 spektar: (u prilogu)

UV spektar (u prilogu)

Terapijske indikacije

147

Paracetamol je analgetik i antipiretik, sa slabo izraženim prozuupalnim učinkom. Ne

uzrokuje gastrointestinalne smetnje, pa se upotrebljava kod bolesnika koji ne podnose

salicilate. Paracetamol inhibira aktivnost enzima cikloksigenaze, time i sintezu

prostaglandina, a osim toga djeluje direktno na CNS utječući na centar za bol i

termoregulaciju. Terapijske indikacije su različiti bolovi: galvobolja, zubobolja,

neuralgije, bolovi u mišićima i zglobovima, dismenoreja, povišena tjelesna temperatura.

Apsorpcija i metabolizam

Paracetamol se dobro i potpuno resorbira nakon oralnog davanja, t1/2 za paracetamol je 2-

3 sata. Paracetamol ima slobodnu fenolu grupu pa se konjugira s glukuronskom ili

sulfatnom kiselinom i izlučuje iz organizma.

NHCOCH3

OH

NHCOCH3

OR R glukuronid sulfat

Paracetamol je realtivno netoksičan lijek, ako se upotrebljava u terapeutskim dozama.

Upotrebom velikih doza izražena je hepatoksičnost, koja se javlja radi izmjenjenog

metabolizma paracetamola. Paracetamol N-hidroksilacijom prelazi u N-

hidroksiacetaminofen, koji dehidratacijom daje spoj acetil-p-benzokinonimin, koji će se

pod normalnim uvjetima i uz dovoljne količine glutationa konjugirati s glutationom.

Usljed nedostatka glutationa N-acetil-p-benzokinonimin će se vezivati za makromolekule

u jetri izazivajući staničnu nekrozu. Drugi put biotransformacije vodi do stvaranja fenoksi

radikala, koji nastaju pod djelovanjem perokidaza u bubrezima, a ovakvi metaboliti su

nefrotoksični. Uz djelovanje glutationa i ovi spojevi se mogu detoksificirati.

Biotransformacija paracetamola je prikazana na sljedećoj shemi.

148

NHCOCH3

OH

NHCCH3

OH

SG

NCCH3

O

O O

O-

NHCOCH3

- -

GSSG GSH

GSH

N acetil p benzokininimin

Fenoksi radikal

NHCOCH3

O

GSH

GSSG

NHCOCH3

OH

1

2

3

4. citohrom P-450

5. peroksidaza

6. glutation S-tranferaza

COFFEINUM

KOFEIN

149

N

N

N

N

O

O

H3C

CH3

CH3

1,3,7- trimetilksantin

3,7- dihidro-1,3,7- trimetil-1H-purin-2,6-dion

Molekularna formulaC9H11NO2

Mm 194.19

Tt oC 235-237 oC

Svojstva

Bijeli, sitni, igličasti kristali ili bijel kristalan prašak, bez mirisa i gorka okusa. Dosta

teško topiv u hladnoj vodi i hloroformu, a teško u etanolu. Povećanje topivosti kofeina

postiže se dodatkom ekvimolarnih količina limunske kiseline, natrij- salicilata ili natrij-

benzoata.

Sinteza

N

N

N

N

O

O

HH3C

CH3

N

N

N

N

O

O

CH3

H3C

CH3

(CH3)2SO4

NaOH

Teofilin Kofein

Kofein se dobija metiliranjem teofilina pomoću dimetil-sulfata u lužnatom mediju

150

Smjesa od 2.0 g teofilina, 60 ml otopine natrij-hidroksida koncentracije 2 mol/ l i 9ml

dimetil-sulfata snažno se miješa 10 minuta u čaši od 150 ml. Dobiven bistra otopina

zakiseli se razblaženom sulfatnom kiselinom. Nakon dodatka 4.0 g natrij-acetata i trljanja

staklenim štapićem kristalizira se kofein u obliku igličastih kristala.

Prekristalizacija dobivenih kristala izvodi se iz etanola.

Iskorištenje 1.5 g (70%)

Terapijska primjena i nus djelovanja

Psihostimulans, analeptik i blagi diuretik. Često se upotrebljava zajedno sa analgeticima i

ergotaminom za liječenje migrena. Dvojako djeluje na srce. U početku ga usporava

djelujući na parasimpatički dio nervnog sistema- vagus, a zatim djeluje na srčani mišić,

što uzrokuje energičan rad srca, lupanje, a katkad i aritmiju.

Na krvne žile djeluje također dvojako: preko vazomotornog centra djeluje

vazokonstriktorski, a izravnim djelovanjem na krvne žile ima vazodilatacijski učinak,

zbog ovakvog, dvojakog, djelovanja kofein ne mjenja krvni tlak.

Kofein može uzrokovati povraćanje, glavobolju i nesanicu.

Apsorpcija i metabolizam

Kofein se dobro apsorbira nakon oralne, parenteralne ili rektalne primjene. Lako prelazi u

centralni nervni sistem. Metabolizira se gotovo potpuno, a izlučuje urinom kao 1-

metilmokraćna kiselina, 1- metilksantin i trugi metaboliti.

Kofein je inkompatibilan sa jodom, solima srebra, taninima i jakim lužinama.

Doze

Srednja pojedinačna doza 0.1 g

Najveća dnevna doza 1g

151

SINTEZE SPOJEVA KOFEINA

Coffeinum salycylas

Kofein- salicilat

Coffeinum benzoas

Kofein-benzoat

Reagensi

Kofein

Salicilna kiselina

Benzojeva kiselina

Toluen

Petroleter

Postupak sinteze

Zagrijavanjem na vodenoj kupelji, u Erlenmeyer-ovoj tikvici otopiti 500 mg kofeina i 370

mg salicilne kiselineu 40 ml toluena. U bistru otopinu dodati 10 ml petroletera, te tikvicu

staviti u hladnu vodu radi kristalizacije.

Postupak ponoviti sa 500 mg kofeina i 310 mg benzoeve kiseline.

Dobijene kristale odsisati i sušiti na zraku. Spojevima se odredi tačka topljenja

Tt. Kofein- salicilata = 137 ºC

Tt. Kofein- benzoata = 220 ºC

152

Benzokain

Aethylis aminobenzoas

CH3CH2OOC N H2

Molekularna formulaC9H11NO2

Mm 165,19

Sinonimi Etil-4-aminobenzoat,

etilni ester p-aminobenzojeve kiseline, anestezin

Tt oC 88-89 (sublimira)

Osobine

Bijeli, kristaliničan prašak, bez mirisa, neznatno gorka okusa, čini jezik prolazno

neosjetljivim. Lako topiv u etanolu, eteru i kloroformu, a vrlo teško topiv u vodi.

1/2500 u vodi

1/5 u alkoholu

½ u kloroformu

¼ u eteru

Sinteza benzokaina

Sinteza benzokaina polazi od p-toluidina. Da bi se zaštitila amino grupa provodi se

acetiliranje uz anhidrid octene kiseline pri čemu nastaje p-acetamidotoluen. Dodatkom

kalij permanganata vrši se oksidacija metilne u karboksilnu grupu. Uz kloridnu kiselinu i

153

natrij acetat dolazi di hidrolize, te se dobiva p-aminobenzojeva kiselina. Esterifikacijom

COOH grupe, uz etanol, sulfatnu kiselinu i natrij karbonat dobiva se benzokain.

H2N CH3 CH3CH3COHN

CH3COHN COOH H2N COOH

(CH3CO)2O KMnO4

oks.

HCl

CH3COONa

C2H5OH / H2SO4

Na2CO3

H2N COOC2H5

Reagensi

p-aminobenzojeva kiselina

Apsolutni etanol

Sulfatna kiselina, koncentrirana

Natrij karbonat

U tikvicu od 50 ml doda se 40 ml apsolutnog etanola i 2,4 g (17,5 mmol) p-

aminobenzojeve kiseline, a potom se postupno doda 1,5 ml koncentrirane sulfatne

kiseline. Reakcijska smjesa se zagrijava dva sata pod povratnim hladilom. Nakon toga

smjesa se ulije u 20 ml ledene vode. Otopina se neutralizira dodavanjem natrij karbonata.

Izlučeni kristali se odsišu i prekristaliziraju iz etanola.

Terapijske indikacije

Benzokain spada u lokalne anestetike. Upotrebljava se za površinsku anesteziju oštećene

kože i sluznice, rana, opeklina i protiv svraba, najčešće u kombinaciji s drugim

lijekovima npr. analgeticima, antisepticima, antipruriticima i dr. U obliku pastila služi za

ublažavanje bola kod upaljenog grla i sprečavanje mučnine i povraćanja kod

154

bronhoskopije, laringoskopije i gastroskopije. Benzokain ulazi u sastav gelova, pasti

otopina i sprejeva za usta i grlo u koncentraciji do 20%. U kapima za uho u koncentraciji

20% koristi se kao lokalni anestik za olakšanje bola. Benzokain se upotrebljava i u obliku

krema, losiona, otopina, spreja, gela i supozitorija za površinsku anesteziju i analgeziju u

koncentraciji do 20%. Lokalni anestetici djeluju ireverzibilno na senzibilne receptore i na

prijenos inpulsa u senzibilnom živčanom sustavu. Djeluju direktno na staničnu membranu

smanjujući njezinu permeabilnost i ekscitiranost i na taj način sprečavaju prolaz nervnog

impulsa kroz anestezirano tkivo, te se na taj način gubi osjet. Kod ovakvih podražaja

permeabilnost za Na+ povisuje se za oko 500 puta i to omogućava da natrij ne uzrokuje

prijenos impulsa. Najvažniji LA sadrže sekundarnu ili tercijernu amino grupu. U vodenoj

otopini oni leže u ravnoteži izmedu protonizirane i neprotonizirane forme, a ovakva

ravnoteža je neobično važna za njihovo djelovanje. Neprotonizirani anestetik je lipofilan i

prolazi kroz staničnu membranu.

LAOH

-

H+

LA H+

Upaljeno tkivo ima pH manji od zdravog tkiva, pa se ova ravnoteža pomjera u korist

protoniziranog dijela LA, što prouzrokuje smanjenje djelovanja. Samo neprotonizirani

LA je lipofilan i kao takav može prolaziti staničnu membranu.

Istraživanjem odnosa strukture i aktivnosti lokalnih anestetika je utvrđeno da svaki

lokalni anestetik u strukturi mora imati 3 dijela:

lipofilni

hidrofilni

most između ta dva dijela molekule

Lipofilni dio čini aromatska struktura, bilo da je supstituirana ili ne. Ovaj dio molekule

omogućava dobar prolaz kroz lipidni dio membrane.

Hidrofilni dio čini aminski dio, i najčešće se radi o dimetil ili dietil aminima. On

omogućava bolju topivost u vodi, pa se većina LA daje u obliku injekcija.

155

Most čini kraći lanac koji završava esterskom ili amidnom grupom vezanom na

lipofilnom djelu molekule. LA se veoma često kombiniraju s simpatomimeticima koji

djeluju kao vazokonstriktori. Na taj način se pojačava djelovanje LA, jer ne dolazi brzo

do pada koncentracije LA. Osim toga smanjuje se i krvarenje kod postoperativnih

zahvata.

Dikumarol

Dicumarolum

O

OH

O

CH2

O

OH

O

3,3,-metilenbis(4-hidroksi-2-H-1-benzopiron-2-on)

Molekularna formula C23H16O3

Mm 340,3

Sinonimi Dikumarin, bis(4-hidroksikumarinil)metan, antitrombosin

Tt oC 287-293

Osobine

Bijel do slabo žućkast, kristaliničan prašak, slabo aromatičnog mirisa i gorkog okusa.

Topiv u lužinama, teško topiv u kloroformu, a gotovo netopiv u etanolu, eteru i vodi. 0,3

mg/1000 ml vode

156

Sinteza dikumarola

Djelovanjem alifatskih aldehida na 4-hidroksikumarin nastaju spojevi 3,3-ariliden-bis-4-

hidroksikumarin. Pri tome reagiraju dva mola 4-hidroksikumarina, koji imaju slobodne

hidrogenove atome u položaju 3, s jednim molom aldehida. U prvoj fazi (a) dolazi do

aldolne kondenzacije između 4-hidroksikumarina i aldehida, pri čemu se formira aldol. U

drugoj fazi ove reakcije (b) dolazi do dehidratacije aldola i formiranja nezasićenog

ketona. U trećoj fazi (c) dolazi do kondenzacije s još jednom molekulom 4-

hidroksikumarina i Michaelovom reakcijom se formira finalni produkt.

O

OH

O

+

C

O

C

H OH

HO

O

R

R

O

C

H

O

O

O

OH

C

O O

OH

O

R

O

OH

O

+

H

CR

O

H

a

b

c

Izvanredno dobra je reaktivnost 4-hidroksikumarina s formaldehidom, pa već dužim

stajanjem dolazi do reakcije, kako u vodenim, tako i alkoholnim otopinama, na hladno, u

kiseloj i baznoj sredini. Većina heterocikličnih aldehida reagira na isti način, a

heterociklički sistem povećava reaktivnost aldehidne grupe, te sinteza teče brzo.

157

Reagensi

4-Hidroksikumarin

96% Etanol

36 % otopina formaldehida

Kloroform

U tikvici od 50 ml otopi se 2,0 g (12,3 mmol) 4-hidroksikumarina u 10 ml etanola, a

potom doda 1 ml (6,2 mmol) 36 % otopine formaldehida. Reakcijska smjesa se grije 1 sat

pod povratnim hladilom na vrućoj vodenoj kupelji. Izlučeni kristali se odsišu, a zatim

prekristaliziraju iz kloroforma.

Djelovanje

Najveći broj derivata 4- hidroksikumarina prema svojim farmakološkim osobinama spada

u grupu oralnih ili indirektnih antikoagulansa. Prema kemijskoj građi mogu se podijeliti u

dvije grupe. Prvu grupu čine derivati koji u svojoj građi imaju simetričan 4-

hidroksikumarinski prsten. (Dikumarol, Etilbiskumacetat). Drugu grupu sačinjavaju

derivati supstituirani u položaju 3 (Markumar, Acenokumarol, Fenprokumon,Varfarin ).

O

OH

O

C

R1

H

R

R -H Dikumarol

158

R=

R1=

-C2H5

-H Fenprokumon

R=

R1=

-COCH2CH3

-NO2

Acenokumarol

R=

R1=

-CH2COCH3

-HVarfarin

O

OH

O

C

O

OH

O

R

H

R- COOC2H5 Etilbiskumacetat

Za farmakološki učinak kumarinskih antikoagulanasa neophodno je prisustvo

kumarinskog prstena (1-benzopiran -2-on), hidroksilne skupine u položaju 4 i lipofilnog

supstituenta u položaju 3. Derivati 4-hidroksikumarina na koagulaciju krvi djeluju samo

in vivo. Djelovanje indirektnih antikoagulansa zasniva se na potiskivanju vitamina K

(menandiona) iz enzimatskog sistema u jetri, neophodnog za stvaranje faktora

koagulacije protrombina, te prekonvertina, Cristmanovog i Stuartovog faktora

koagulacije. Također je primjećeno da ovi spojevi povećavaju koncentraciju antitrombina

III, koji predstavlja najznačajniji protein plazme, koji postepeno inaktivira trombin u krvi.

Utvrđeno je spojevi ovoga tipa ometaju karboksilaciju glutaminske kiseline faktora

koagulacije, a također blokiraju i vitamin K-epoksid reduktazu neophodnu za

regeneraciju vitamin K-hidrokinona. Nakon oralnog davanja ovi spojevi se dobro

resorbiraju i vežu za proteine plazme (Fenprokumon 99%, Varfarin 90%). Poluvrijeme

života za Fenprokumon je 40 sati, a za Varfarin 150 sati, te se svrstavaju u grupu lijekova

s produženim djelovanjem. Obje supstancije se biotransformiraju hidroksilacijom,

glukuronidacijom i sulfatacijom. Biološki antagonist derivatima 4-hidroksikumarina je

vitamin K, koji povećava sintezu protrombina i ostalih faktora koagulacije.

Popratna djelovanja i nus pojave

Kao i ostali antikoagulansi može uzrokovati krvarenja. Smanjuje resorpciju urata u

bubrežnim kanalićima, što uzrokuje povećano izlučivanje mokraćne kiseline. Ponekad se

javlja alopecija, vrućica i mučnina. Indiciran je kod oboljenja s pojačanom koagulacijom

krvi (tromboza, embolija, infarkt srčanog mišića).

159

160

Dnevnik rada

Vježba br. 1

161

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 2

162

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 3

163

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 4

164

Datum:

Vježbu ovjerava:

165

Vježba br. 5

166

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 6

167

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 7

168

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br.8

169

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 9

170

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 10

171

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 11

172

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 12

173

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 13

174

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 14

175

Datum:

Vježbu ovjerava:

Vježba br. 15

176

Datum:

Vježbu ovjerava:

177

Vježba br. 16

Datum:

Vježbu ovjerava:

178

Vježba br. 17

Datum:

Vježbu ovjerava:

179

Vježba br. 18

Datum:

Vježbu ovjerava:

180

Vježba br. 19

Datum:

Vježbu ovjerava:

181

Vježba br. 20

Datum:

Vježbu ovjerava:

182

Vježba br. 21

Datum:

Vježbu ovjerava:

183

Vježba br. 22

Datum:

Vježbu ovjerava:

184

LITERATURA

1. AHFS Drug Information, American Society of Health System Pharmacists 1999.

2. Mutschler E, Schafer-Korting M. Arzneimittel-Wirkungen. Wissenschafftliche Verlagsgesellschafft mbH Stuttgart 1997.

3. Wilson Gisvold s . Textbook of Organic Medicinal and Pharmaceutical Chemistry. J B Lippincott Williams & Wilkins 1996.

4. Morrison and Boyd Organic Chemistry. 2nd. ed., Ed. Allyn and Bacon, Inc. Boston, USA, 1966.

5. Bregovac I., Rapić V. Organska Kemija. Treće promijenjeno izdanje: Školska knjiga, Zagreb, 1994.

6. Pine S.H. Organska Kemija. Treće promijenjeno izdanje: Školska knjiga, Zagreb, 1994.

7. Jedrijević-Miladar M., Medić-Šarić M. QSPR i QSAR u farmaciji: I. Klasični QSAR modeli (Hanschov i Free-Wilsonov model). Farmaceutski glasnik, 1991; 47(6): 162-169.

8. Karelson M., Lobanov S. V., Katritzky R.A. Quantum-Chemical Descriptors in QSAR/QSPR Studies. Chem. Rev., 1996; 96: 1027-1043.

9. Doytchinova I.CoMFA-based comparison of two models of binding site on adenosine A1 receptor.  Journal of Computer-Aided Molecular Design, 2001;15 (1): 29-39.

10. Bohm M., Sturzebecher J., Klebe G. Three-Dimensional Quantitative Structure-Activity Relationship Analyses Using Comparative Molecular Field Analysis and Comparative Molecular Similarity Indices Analysis To Elucidate Selectivity Differences of Inhibitors Binding to Trypsin, Thrombin, and Factor Xa. J. Med. Chem., 1999; 42:458-477.

11. Završnik D., Muratović S., Špiritović S., Medić-Šarić M. QSAR Study of Some 4-hydroxycoumarins and Their Condensation Products with Aromatic Aldehydes. The 15th European Symposium on Quantitative Structure-Activity Relationships & Molecular Modelling, Istanbul, 2004; 169.

12. Rekker R. F., Mannhold R. Calculation of Drug Lipophilicity, The Hydrophobic Fragmental Constant Aproach. VCH Verlagsgesellschaft, Weinheim (Federal Rebublic of Germany) & VCH Publishers, Inc. New York, NY (USA), 1992; 3,4,8,15,27,28.

185

13. Hanch C., Leo A. The Hydrophobic Parameter: Measurement and Calculation. In: Exploring QSAR Fundamentals and Applications in Chemistry and Biology.118-121. ACS Professional Reference Book American Chemical Society, Washington DC, 1995.

14. Rudnik M., E. Chrobak, Maślankiewicz M., J.Lipophilicity Index of Some 3-Alkylthio and 3-Alkylsulfinyl 4(1H)-Quinolones. Acta Chromatographica, 2003; 13:243-247.

15. Ertl P., Rohde B., Selzer P.Fast calculation of molecular polar surface area as a sum of fragment-based contributions and its applications to the prediction of drug transport properties. J. Med. Chem, 2000; 43: 3714-3717.

16. Tetko I.V. et al. Internet software for the calculation of the lipophilicity and aqueous solubility of chemical compounds. J. Chem. Inf. Comput. Sci, 2001; 41: 246-252.

17. Medić-Šarić M et al.Lipophilicity study of salicylamide. Acta Pharmaceutica, 2004; 54: 91-101.

18. Cayley A. On the Mathematical Theory of Isomers. Phil. Mag. 1874; 67:

444-

446.

19. Trinajstić N. Chemical graph theory. CRC Press 2nded. Boca Raton, Florida

(1992)1-382.

20. Gutman I. Uvod u hemijsku teoriju grafova. Kragujevac, 2003, Prirodno-

matematički fakultet, str.103.

21. Murcia-Soler M., Pérez-Giménez F.,Nalda-Molina R.,Salabert-Salvador

M.T., García-March F.J, Cercós-del-Pozo R.A., Garriques T.M. QSAR

analysis of hypoglycemic agents using the topological indices.J. Chem Inf.

Comput. Sci., 2001; 41: 1345-1354

22. Pine H. S. Organska kemija. Zagreb, 1994, Školska knjiga

186

P r i l o g

NOMENKLATURA HETEROCIKLIČNIH SISTEMA

187

188

NOMENKLATURA POLICIKLIČNIH SISTEMA

189

190

IR spektar acetilsalicilne kiseline

191

UV spektar acetilsalicilne kiseline

192

IR spektar paracetamola

193

UV spektar paracetamola

194

195