Analisi Chimico Farmaceutiche e Tossicologiche II (FA-15 CFU) 2013-2014

Circa 70 ore di lezione Circa 35 ore di esperienze sperimentali Orario delle Lezioni Lunedì ore 14.30 – 15.30 aula 9 Mercoledì ore 8.30-10.30 aula 5 Venerdì ore 11.30-13.30 aula 8 Orario delle Esercitazioni mercoledì ore 15.00-18.00

Contatto: ☛ francesco.leonetti@uniba.it ✈ 0805442779

Testi consigliati: 1)Analisi chimica strumentale. Renato Cozzi, Pierpaolo Protti, Tarcisio Ruaro. Zanichelli 2) Vogel, Chimica organica pratica. Casa editrice Ambrosiana 3) Analisi farmaceutica David G. Watson 4)Identificazione spettroscopica di composti organici. Robert M. Silverstein, Francis X. Webster. Casa editrice ambrosiana.

Valenza •  Identificazione strutturale del farmaco; •  Monitoraggio del farmaco in tutte le fasi di purificazione; •  Identificazione del farmaco nella formulazione; •  Titolo del principio attivo nella formulazione; •  Rivelazione, identificazione e titolo di eventuali

impurezze, riconducibili e non al principio attivo, nella formulazione;

•  Misura di proprietà chimico-fisiche (pKa, logP ecc.); •  Verifica della stabilità del farmaco nella formulazione; •  Misura della velocità di rilascio del farmaco: •  ………………………..

•Metodi “Fisici” – NMR, IR, UV, MS, Cromatografia,…

Metodi “Chimici” • Relazioni Struttura-Proprietà – Formula Bruta – Solubilità – Costanti Chimico-Fisiche • Analisi Organica Qualitativa – Reazioni caratteristiche dei gruppi funzionali – Saggi di Riconoscimento di Farmaci (F.U.).

Descrizione Multilivello di Struttura e Proprietà Molecolari

Struttura 3-D

Struttura 2-D

Ingombro

Struttura stereo-dinamica

Struttura stereo-elettronica

Struttura 1-D

Interazione con l’ambiente molecolare

Formula chimica

Connettività atomica

Isomeria configurazionale

Volume molecolare

Flessibilità

Polarizzabilità

Proprietà influenzate dall’ambiente

LETTERATURA SCIENTIFICA Consultare sempre con la maggiore precisione possibile la letteratura. Un’ora di lavoro in biblioteca risparmia parecchi giorni di lavoro in laboratorio!

Letteratura riassuntiva

Letteratura periodica

Letteratura brevettuale

Manuali, Raccolte di metodi, Resoconti dei progressi più recenti

Raccolte di tabelle

Testi (Trattati) didattici

Discipline importanti per la ricerca farmaceutica o ad essa correlate

Analitica Biochimica Biofarmaceutica Biotecnologie Culture cellulari Farmacia clinica Veicolazione di farmaci Legislazione farmaceutica Tecnologie genetiche Chimica Farmaceutica Metabolismo Molecular Modelling

Farmacologia Molecolare Chimica dei peptidi e delle proteine Tecnologia farmaceutica Farmacognosia Farmacologia Farmacocinetica Farmacia Fisica Progettazione di proteine Sintesi Chimica fisica e teorica Cristallografia Tossicologia

LETTERATURA CHIMICA Tutte le scoperte devono essere pubblicate per divenire di uso generale. L’insieme delle pubblicazioni (chemical knowledge) costituisce la ‘letteratura chimica’.

Due grandi categorie

Fonti Primarie Risultati originali (principalmente

periodici e brevetti)

Fonti Secondarie Materiali già pubblicati nella

letteratura primaria (testi, rassegne, indici, abstracts)

Le fonti secondarie (es. Chemical Abstracts) costituiscono un validissimo ausilio per la ricerca nella Letteratura Chimica

FONTI PRIMARIE

Periodici Sono migliaia i periodici che pubblicano papers (articoli, studi) su aspetti generali e specifici della Chimica

PAPERS

Articoli

Note

Comunicazioni

Communications Lavori brevi. Pochi dettagli sperimentali. Di norma si tratta di lavori di significato e importanza elevati, meritevoli, quindi, di essere pubblicati rapidamente. Poiché si tratta di reports preliminari, il materiale in esse contenuto può essere ripubblicato, con maggiori dettagli e più ampie applicazioni, come articolo

N.B. Articoli e Note non possono essere ripubblicati

Lingua: Inglese Alcuni periodici (es. quelli in lingua russa) sono pubblicati anche nella versione inglese Nella letteratura più vecchia anche altre lingue straniere (soprattutto tedesco)

FONTI PRIMARIE

Brevetti Molti Paesi consentono di brevettare nuovi composti e processi

20-30% di tutti i brevetti sono brevetti chimici

I brevetti rappresentano importanti fonti di informazione e non possono essere ignorati in fase di ricerca nella letteratura, anche se, in generale, sono meno attendibili dei papers

FONTI PRIMARIE

Periodici

Atti di Congressi

Brevetti

Tesi e dissertazioni

Rapporti tecnici (Org. Pubbliche e private)

Faci

lità

di a

cces

so Cataloghi di periodici

CASSI (Chemical Abstract Service Source Index)

ULRICH’S (International periodicals Directory)

Cataloghi di Biblioteche (centralizz., autom.)

FONTI SECONDARIE

La vastità della letteratura primaria giustifica l’importanza delle fonti secondarie

Indici Abstracts

Reviews

Compendi e Tavole Collane

ecc.

FONTI SECONDARIE Letteratura riassuntiva

Sistematica Periodica

Abstracts Indici

Alcune delle banche dati di documentazione sul farmaco

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez

http://www.nlm.nih.gov/medlineplus/druginformation.html

http://pubs.acs.org/cen/coverstory/83/8325/8325list.html

List of Top Pharmaceuticals

http://redpoll .pharmacy.ualberta.ca/drugbank/index.html

http://www.fda.gov/default.htm http://www.fda.gov/cder/ndc/database/Default.htm

http://www.ministerosalute.it/

National Drug Code Directory

http://dailymed.nlm.nih.gov/dailymed/about.cfm

http://www.agenziafarmaco.it

http://www.merck.com/mmpe/index.html The Merck Manual of Diagnosis and Therapy Eighteenth Edition

http://www.prontuariofarmaceutico.it/

Istituto Superiore di Sanità http://www.iss.it

http://www.who.int

http://www.ema.europa.eu/

Why use the European Pharmacopoeia ? The European Pharmacopoeia is a single reference work for the quality control of medicines in Europe. Several legal texts make the European Pharmacopoeia mandatory: • A Convention on the Elaboration of a European Pharmacopoeia ratified in 2003 by 31 European countries and the European Union; • European Union directives 2001/83/EC and 2001/82/EC, on medicines for human use and for veterinary use, respectively, maintain the mandatory character of European Pharmacopoeia specifications on medicines as regards their qualitative and quantitative composition and the tests to be carried out on these medicines, the raw materials used in production and the intermediates of synthesis. All producers of medicines or substances for pharmaceutical use therefore must apply the quality standards of the European Pharmacopoeia for the marketing and use of these products in Europe. The texts of the European Pharmacopoeia are legally binding and compliance is enforced by the administrative or juridical authorities. The national authorities of the member states are bound to apply them, if necessary replacing any national monograph on the same subject.

www.pheur.org

- What exactly are these medicines supplied by the pharmacist? … Synthetic chemical active substances Most modern medicines are products of chemical synthesis. They consist of molecules that have been designed by chemists who have used all of their ingenuity to produce the desired therapeutic effect with as few adverse reactions as possible. Most medicines are supplied by the chemical industry, which finds in the Pharmacopoeia a definition of the quality required for the medicine. The substance will be defined by its content of active substances and by tests for impurities.

… Natural products

Despite the predominance of synthetic substances, natural products, especially from plants, still play an essential role in modern medicine. Some are used almost in their natural state after desiccation or concentration (herbal drugs, extracts, tinctures, essential oils, etc); others are the raw materials from which are isolated very active molecules such as digoxin derived from digitalis, morphine derived from the opium poppy, quinine derived from cinchona, etc. Since its creation, the European Pharmacopoeia has devoted part of its work to herbal drugs and their derivatives and has paid special attention to the definition of their quality criteria.

… Biological products and biotechnology-derived products Today, biological products are also prepared on an industrial scale, and quality criteria comparable to those for other medicines apply. Products as diverse as insulins obtained from extracts of animal tissues or from biotechnology, somatropin, albumin, various immunoglobulins, many hormones and various substances acting on haemostasis such as heparins and blood coagulation factors (VIII, IX) are the subjects of monographs. In recent years, important work has been carried out to include products derived from recombinant DNA technology (biotechnology). As a result, the 4th Edition includes monographs on hormones such as erythropoietin, interferon alfa-2, interferon gamma–1b and somatropin. It also includes blood products such as alteplase and vaccines such as hepatitis B vaccine.

… Vaccines for human use All the vaccines used in the vaccination programmes recommended in the member states are described in individual monographs of the European Pharmacopoeia. Each monograph lays out a real quality assurance procedure for these products. It is used not only by the registration authorities but also by manufacturers and state control authorities (official batch release procedure), and it is aimed at ensuring the same high quality for all these products all over Europe. The monographs include all the tests to be carried out during the entire manufacturing process to obtain safe and effective vaccines. Bacterial vaccines (tetanus, diphtheria, whooping cough, BCG, etc) and viral vaccines (influenza, measles, mumps, rubella, varicella, rabies, etc) are all dealt with according to this model.

… Veterinary vaccines The European Pharmacopoeia also covers veterinary vaccines. The exchange of foodstuffs of animal origin between the countries of Europe on the one hand and the setting up of a campaign for the eradication of animal diseases in an open market for livestock on the other hand, requires a guarantee for the quality and standardization of veterinary vaccines as does improving health care for pets. Since its inception, the European Pharmacopoeia has sought to establish suitable specifications and quality standards. About fifty monographs covering most of the major animal diseases are proof of this activity (foot-and-mouth disease in ruminants, rabies, swine fever, porcine influenza, anthrax, canine distemper, etc).

… Mineral products Mineral products, like herbal drugs, were among the first to be used in pharmacies and they still play an important role today. There may be quality problems with these apparently simple substances because of their origin (natural deposits, synthetic products, etc). Each substance is covered by a monograph that takes into account these various factors to ensure that the substance is of uniform quality.

… Radiopharmaceutical products The European Pharmacopoeia defines requirements for purity and activity for a wide range of radiopharmaceutical products, whether they are used for therapeutic or diagnostic purposes. These preparations are designed to deliver the minimum useful dose of radioactivity into the body; this makes quality control particularly complicated and it requires very specific methodologies (radiochemical purity, endotoxins, radioactivity, etc), which are described in the monographs.

… Excipients Excipients have stayed in the background. These auxiliary substances are the vehicles that take the active substance to its site of action in the body (human or animal). Whether it is water to dissolve injections or lactose to give form to a tablet and ensure its disintegration and dissolution, the quality of excipients is just as important as that of active substances. They may even be involved in the bioavailability of the medicine. Their nature is extremely variable, (including products for the preparation of tablets and capsules, solvents for liquid preparations and fatty substances for suppositories), and consistently uniform specifications are of primary importance in the manufacture of medicines. This is the goal of the many monographs on excipients in the European Pharmacopoeia.

… Containers The optimal quality of medicines supplied to patients is not conceivable without defining the quality of the containers in which the medicines are kept. Containers must be designed to ensure proper storage of the medicine (protection from moisture, sometimes from light and air), to avoid any interaction between the container and its contents and to guarantee the stability of the active substance. The specifications for glass or plastic containers, or even their components, and for closures are established in the European Pharmacopoeia for all the forms of containers in which medicines are supplied (ampoules, glass vials, syringes, bags for injections, etc).

… Dosage forms Dosage forms are also featured in specific monographs. Hence, a standardized European definition, mandatory quality requirements for production, tests to be carried out and storage conditions and labeling requirements are described for each type of dosage form.

... Homoeopathic preparations New monographs on substances specifically used for homoeopathic preparations have been adopted and are presented together in a separate section in the 4th Edition. However, it should be noted that when the same substance is used both for homoeopathic and allopathic preparations, it is the monograph in the main part of the Pharmacopoeia that applies.

Testi in vigore La Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana è costituita dalla

Farmacopea Europea e dalla Farmacopea Ufficiale. I testi attualmente in vigore sono:

1.  XII Edizione della Farmacopea Ufficiale della Repubblica Italiana; 2.  6th Edizione della Farmacopea Europea (supp. 6.7 Ott 2009)

31 marzo 2009 entra in vigore la XII edizione della Farmacopea Ufficiale (G.U. n. 304 del 31.12.2008).

• Contagocce • Lampade UV a scopi analitici • Setacci • Tubi per saggi comparativi • Tubi per la determinazione dei gas • Limpidezza e grado di opalescenza dei

liquidi • Grado di colorazione dei liquidi • Determinazione potenziometrica del pH • Densità relativa • Indice di rifrazione • Potere rotatorio • Viscosità • Intervallo di distillazione • Punto di ebollizione • Punto di fusione • Titolazione amperometrica • Titolazione potenziometrica • Fluorimetria • Spettrometria di emissione atomica • Spettrometria di assorbimento atomico • Spettrometria di assorbimento nell’infrarosso • Spettrometria di assorbimento nell’UV e nel visibile • Metodi cromatografici • Elettroforesi • Spettrometria di risonanza magnetica nucleare • Termogravimetria • Osmolalità • …………………

• Reazioni di identificazione degli ioni e dei gruppi funzionali

• Identificazione degli oli grassi mediante cromatografia su strato sottile

• Identificazione delle fenotiazine mediante cromatografia su strato sottile

• Odore

• Ammonio • Arsenico • Calcio • Cloruri • Fluoruri • Magnesio • Metalli pesanti • Ferro • Piombo negli zuccheri • Fosfati • Potassio • Solfati • Nichel • Alluminio • Formaldeide libera • Antiossidanti (oli grassi) • Steroli (oli grassi) • Solventi residui

• Indice di acidità • Indice di esteri • Indice di ossidrile • Indice di Iodio • Indice di saponificazione • Determinazione dell’azoto amminico primario aromatico

• Combustione in O • Titolazioni complessometriche • Determinazione dell’acqua • Alluminio e Calcio nei vaccini adsorbiti • Fenolo nei sierimmuni • Proteine nei vaccini • Acidi nucleici nei vaccini polisaccaridici • Esosammine nei vaccini polisaccaridici • Metilpentosi nei vaccini polisaccaridici • Acidi uronici nei vaccini polisaccaridici • Acido sialico nei vaccini polisaccaridici • CO2 nei gas medicinali • CO nei gas medicinali • NO e NO2 nei gas medicinali • O2 nei gas medicinali • H2O nei gas medicinali • SO2 • Sostanze ossidanti

• DEFINIZIONE

• CARATTERI

• IDENTIFICAZIONE

• SAGGI

• DETERMINAZIONE QUANTITATIVA

• CONSERVAZIONE

• IMPUREZZE

DEFINIZIONE Il diclofenac sodico contiene non meno del 99,0 per cento e non più dell'equivalente del 101,0 per cento di

sodio 2-[(2,6-diclorofenil)ammino]fenilacetato, calcolato con riferimento alla sostanza essiccata.

CARATTERI Polvere cristallina bianca o leggermente giallastra, leggermente igroscopica, moderatamente solubile in acqua,molto solubile in metanolo, solubile in alcool, poco solubile in acetone, praticamente insolubile in etere. Fonde a circa 280 .C, con decomposizione.

IDENTIFICAZIONE Prima identificazione: A, D. A. Esaminare mediante spettrofotometria di assorbimento infrarosso (2.2.24), in confronto con lo spettro ottenuto con diclofenac sodico SCR. Esami- nare le sostanze come dispersione in pasticche. B. Esaminare mediante cromatografia su strato sottile (2.2.27), usando gel di silice GF254 R come sostanza di rivestimento. Soluzione in esame. Disciogliere 25 mg della sostanza in esame in metanolo R e diluire a 5 ml con lo stesso solvente. Soluzione di riferimento (a). Disciogliere 25 mg di diclofenac sodico SCR in metanolo R e diluire a 5 ml con lo stesso solvente.

IDENTIFICAZIONE C. Disciogliere circa 10 mg in 10 ml di alcool R. Aggiungere, ad 1 ml della soluzione, 0,2 ml di una miscela, preparata immediatamente prima del- l'uso, di uguali volumi di una soluzione (6 g/l) di potassio ferricianuro R e di una soluzione (9 g/l) di ferro(-ico) cloruro R. Lasciare a riposo, al riparo dalla luce, per 5 min. Aggiungere 3 ml di una soluzione (10 g/l) di acido cloridrico R. Lasciare a riposo, al riparo dalla luce, per 15 min. Si sviluppa una colorazione blu e si forma un precipitato. D. Disciogliere 60 mg in 0,5 ml di metanolo R ed aggiungere 0,5 ml di acqua R. La soluzione dà la reazione caratteristica (b) del sodio (2.3.1).

SAGGI Aspetto della soluzione. Disciogliere 1,25 g in metanolo R ed diluire a 25,0 ml con lo stesso solvente. La soluzione è limpida. L'assorbanza misurata a 440 nm non è superiore a 0,05. Sostanze correlate. Esaminare mediante cromatografia liquida Metalli pesanti. 2,0 g soddisfano al saggio limite C per i metalli pesanti (10 ppm). Preparare la soluzione di riferimento utilizzando 2 ml della soluzione standard di piombo (Pb 10 ppm) R. Perdita all'essiccamento (2.2.32). Non superiore allo 0,5 per cento, deter-minata su 1,000 g per essiccamento in stufa a 100-105 .C per 3 h.

DETERMINAZIONE QUANTITATIVA Disciogliere 0,250 g in 30 ml di acido acetico glaciale R. Titolare con acido perclorico 0,1 M determinando potenziometricamente (2.2.20) il punto di fine titolazione.1 ml di acido perclorico 0,1 M equivale a 31,81 mg di C14H10Cl2NNaO2.

OHNH

ClCl

OHNH

ClBr

O

HNH

ClCl

O

NClClO

NH

O

COONaNH

ClCl

1-(2,6-Diclorofenil)indolin-2-one

2-[(2,6-Diclorofenil)ammino]benzaldeide

2-[(2,6-Diclorofenil)ammino]fenilmetanolo

Indolin-2-one

Acido 2-[(2-bromo-6-diclorofenil)ammino]fenilacetico