Manual de apoio ao laboratório de QUÍMICA FARMACÊUTICA II

QUÍMICA FARMACÊUTICA II
2016-2017
Manual de apoio às aulas de laboratório
Docente Responsável
Ana Paula Francisco
Calendário com a distribuição das aulas de laboratório
Semana
Trabalho a realizar
19/9 a 23/9
Introdução aos trabalhos. Revisão e execução de algumas técnicas
unitárias.
26/9 a 30/9
Síntese da 1-fenil-3-metilpirazol-5-ona
3/10 a 7/10
Epoxidação do colesterol
10/10 a 14/10
Síntese da 5,5 – difenil-hidantoína
17/10 a 21/10
Extração dos princípios ativos (analgésicos e antipiréticos
salicilados) de comprimidos
24/10 a 28/10
Síntese do propranolol (parte I)
31/10 a 4/11
Síntese do propranolol (parte II)
7/11 a 11/11
Síntese do propranolol (parte III)
14/11 a 18/11
Preparação de um pró-fármaco (latenciação) do sulfatiazol
21/11 a 25/11
28/11 a 2/12
Doseamento de ferro (Fe2+) num preparado farmacêutico.
5/12 a 9/12
Monografia do brometo de potássio, segundo a FP 9.0:
I – Determinação do grau de pureza de uma amostra de brometo
de potássio
12/12 a 16/12
Monografia do brometo de potássio, segundo a FP 9.0 (cont.):
II – Identificação de uma amostra de brometo de potássio
19/12 a 21/12
Exame Laboratorial. Repetição de trabalhos
2
Programa do Ensino Laboratorial
I. Introdução aos trabalhos, segurança e boas práticas. Revisão e execução de algumas
operações unitárias:
- Análise de analgésicos por cromatografia em camada delgada [6].
- Purificação da cafeína a partir de uma solução - recristalização com par de solventes
seguida de sublimação [5].
II. Síntese da 1-fenil-3-metilpirazol-5-ona [1]
III. Epoxidação do colesterol [3].
IV. Síntese da 5,5-difenil-hidantoína [7].
V. Extração dos princípios activos (analgésicos e antipiréticos salicilados) de
comprimidos [5].
VI. Síntese do propranolol (parte I) [4]
VII. Síntese do propranolol (parte II) [4]
VIII. Síntese do propranolol (parte III) [4]
IX. Preparação de um pró-fármaco (latenciação) do sulfatiazol [4]
X. Doseamento de ferro (Fe2+) num preparado farmacêutico [2].
XI. Monografia do brometo de potássio, segundo a FP 9.0:
I – Determinação do grau de pureza de uma amostra de brometo de potássio [2].
XII. Monografia do brometo de potássio, segundo a FP 9.0 (cont.):
II – Identificação de uma amostra de brometo de potássio [2].
XIII. Exame Laboratorial.
Bibliografia
1 - Brewster, R. Q., Vanderwerf, C. A., McEwen, W. E. - Curso practico de quimica
orgânica 2a ed. Madrid: Alhambra, 1986. ISBN 84-205-0134-4.
2 - Farmacopeia Portuguesa 9.0 [Coord. Comissão da Farmacopeia Portuguesa
Portuguesa]. 9ª ed. Oficial, Lisboa: INFARMED, 2008.
3 - Fieser L. F., Williamson K. L. - Organic experiments. 7a ed. Lexington: D. C. Heath
and Company, 1992. ISBN 0-669-24344-2.
4 - Monge A., Ganellin C. R. - Practical Studies for Medicinal Chemistry – An
integrating approach for developing countries, eds. IUPAC, 2006. Em:
3
http://www.oldiupac.org/home/publications/cd/practical-studies-for-medicinalchemistry
5 - Palleros, D. R- Experimental organic chemistry. New York: John Wiley &Sons,
2000. ISBN 0-471-28250-2.
6 - Pavia D. L., Lampman G. M., Kriz G. S., Engel R. G. - Introduction to organic
laboratory techniques: A small-scale approach. Fort Worth Saunders College, 1998.
ISBN 0-03-024519-2.
7 - Vogel, A. I. - Vogel's textbook of practical organic chemistry. 5a ed., Harlow:
Longman Scientific & Technical, 1989. ISBN 0-582-46236-3.
Metodologias de avaliação do ensino laboratorial:
Será necessário ter uma avaliação contínua positiva e frequência nas aulas de laboratório
para realizar a avaliação final (os alunos só poderão ter 2 faltas).
Os alunos dispensados, por lei, da presença nas aulas, realizarão obrigatoriamente um
exame laboratorial.
A avaliação final laboratorial corresponde a 30% da nota final da UC e será efetuada no
final do semestre (21 de Dezembro). O aluno deverá obter nesta prova uma classificação
não inferior a 9,5 valores.
Uma nota inferior a 9,5 na parte laboratorial é impeditiva de realizar o exame teórico.
Sobre o funcionamento das aulas de laboratório:
Os alunos deverão ser portadores de bata, óculos protetores, luvas e Caderno
Laboratorial. Sem este material é-lhes vedada a permanência no Laboratório de Q. F. II.
O aluno que se apresente no laboratório para realizar um trabalho que não estudou, não
o poderá executar. Uma das formas de apreciar esse estudo preliminar é a consulta do
Caderno Laboratorial no qual deverá constar a preparação do trabalho a executar (pode
usar o mesmo caderno das disciplinas de Química Orgânica I e Química Orgânica II).
Por preparação do trabalho entende-se: a descrição dos objetivos; o resumo do
fundamento teórico; a estrutura química do(s) principal(ais) composto(s) envolvido(s)
no trabalho; as reacções químicas e os seus mecanismos (quando apropriado); a
apresentação da técnica original retirada da bibliografia aconselhada (fotocópia da
técnica devidamente colada); a apresentação de um esquema do trabalho o qual deve
apresentar, sempre que se justifique, o desenho/representação do material usado; uma
tabela (com o nome químico, a fórmula molecular, a massa molecular e as constantes
físico-químicas dos compostos); e, finalmente, anotações manuscritas, pertinentes e
resumidas, sobre a toxicidade, os cuidados na manipulação dos compostos e a
eliminação dos resíduos envolvidos no trabalho.
4
MÓDULO DE QUÍMICA FARMACÊUTICA
ORGÂNICA
5
Notas auxiliares relacionadas com os trabalhos laboratoriais das aulas I a VII
I. Introdução aos trabalhos. Revisão e execução de algumas operações unitárias.
i. Análise de analgésicos por cromatografia em camada delgada [6, experiência 6]:
Objetivo do trabalho
Identificar a composição de uma mistura desconhecida de dois analgésicos usando a
técnica de cromatografia em camada delgada (ccd), por comparação com padrões de
aspirina, cafeína, paracetamol e salicilamida.
Aspirina - ácido acetilsalicílico é um fármaco do grupo dos anti-inflamatórios não
esteróides (AINE) utilizado como anti-inlflamatório, antipirético, analgésico e
antiplaquetário. É o medicamento mais conhecido e consumido em todo o mundo. Em
Julho de 1899, a Bayer começou a comercializar a aspirina, obtendo sucesso imediato.
Foi também o primeiro fármaco vendido em comprimidos e o primeiro a ser produzido
pela industria farmacêutica.
- O mecanismo de ação só foi demonstrado em 1971, por John Vane pelo qual viria a
receber o Prémio Nobel da Medicina e Fisiologia em 1982.
O
OH
N
N
O
N
N
O
O
O
Aspirina
Cafeína
HO
O
HO
H2 N
N
H
O
Paracetamol
Salicilamida
A aspirina é o éster do Ácido Salicílico (extraído da casca do salgueiro)
- Actua por inibição das enzimas prostaglandina sintetases 1 e 2 (COX 1 e 2) inibindo
a produção de prostaglandinas responsáveis pelos sinais da inflamação.
- Também atua na coagulação do sangue ajudando a prevenir a formação de coágulos
sanguíneos. É indicada para prevenção de ataques cardíacos recorrentes em doses
baixas.
Contra-indicações:
 Pode irritar a parede do estômago conduzindo ao aparecimento de úlceras.
 Quando tomada por longos períodos pode conduzir a problemas de coagulação
do sangue.
6

Doses em excesso podem conduzir a problemas gastrointestinais, zumbidos,
confusão mental e hemorragias. Em alérgicos pode provocar asma brônquica.
Paracetamol (Acetaminofeno):
- É um fármaco com propriedades analgésicas mas sem propriedades antiinflamatórias significativas. Atua por inibição da cascata do ácido araquidónico
impedindo a síntese das prostaglandinas, mediadores celulares pró-inflamatórios,
responsáveis pelas várias manifestações da inflamação, como o aparecimento da dor.
Tem também efeitos antipiréticos. Atualmente é um dos analgésicos mais utilizados,
porém muito hepatotóxico, não devendo ser utilizado numa dosagem superior a 4000
mg diárias (8 comprimidos de 500 mg). Nas doses recomendadas não tem praticamente
efeitos secundários, sendo recomendado para tratamento de crianças e doentes com
artrite.
Contra-indicações:
O uso excessivo ou em sobredosagem pode conduzir a falha aguda do fígado
e/ou danos irreversíveis nos rins.
Salicilamida – anti-inflamatório não esteróide usado em combinação com outros
princípios ativos como a aspirina e cafeína em vários medicamentos de venda livre.
Cafeína - alcalóide do grupo das xantinas e designado quimicamente como 1,3,7trimetilxantina. Encontra-se em muitas espécies de plantas, supondo-se que com a
função de atuar como uma espécie de pesticida natural pois paralisa e mata
determinados insetos que se alimentam das plantas.
- Cafeína atua sobre o sistema nervoso central (estimulante) e ainda sobre o
metabolismo basal, aumenta a produção de suco gástrico.
- É também muito consumida através da ingestão de bebidas, como estimulante.
- Doses terapêuticas de cafeína estimulam o coração aumentando a sua capacidade de
trabalho, produzindo também dilatação dos vasos periféricos.
Técnica:
Cada grupo de trabalho terá que identificar, por cromatografia em camada delgada
(ccd), os dois componentes de uma mistura problema fornecida pelo docente [0,05 g de
cada componente em 10 mL de diclorometano:etanol puro (1:1)] comparando com
padrões de: aspirina, cafeína, paracetamol e salicilamida [solução de 0,05 g em 10
mL de diclorometano: etanol puro (1:1)].
1º Despreze o líquido que a câmara de cromatografia possa conter (no contentor
próprio), mas deixe o papel de filtro, meça 10 ml do desenvolvente (acetato de etilo com
7
0,5% de ácido acético glacial) e deixe a saturar. A câmara deve ter um rótulo.
2º Prepare a placa de cromatografia conforme a representação que se segue.
3º Aplique as soluções com um capilar fino.
4º Desenvolva as placas, marque a linha da frente, seque-as e visualize as manchas sob
luz UV.
Placa de ccd
Câmara de cromatografia
ii / iii Purificação da cafeína em solução por recristalização com um par de
solventes [6, E5] e no estado sólido por sublimação [6].
ii – Recristalização:
Meça 25 mL de solução impura de cafeína e evapore o solvente (balão tarado de 100
mL), sob vácuo, até resíduo constante.
Pese o resíduo e recristalize-o (num matraz de 50 mL) com o par de solventes: acetona
pura / éter de petróleo, seguindo a técnica. Se necessário use carvão ativado. A filtração
para separar as águas mães far-se-á, de preferência, num funil de Hirsch (A)
(equivalente ao Büchner, mas para pequenas quantidades) adaptado ao sistema de
filtração por vácuo (B) (equivalente ao matraz). Após secagem dos cristais determine o
ponto de fusão.
iii – Sublimação:
Observe a operação de sublimação da cafeína a decorrer a título demonstrativo no
laboratório (C.) [6]
8
-Compare o ponto de fusão das amostras obtidas por recristalização com o das obtidas
por sublimação.
- Interprete o espetro de 13C-RMN da cafeína (DMSO-d6)
9
II. Síntese da 1-fenil-3-metilpirazol-5-ona [1].
- Interesse e objetivo do trabalho
As pirazolonas são uma classe de heterociclos, derivados de pirazol, muito importante
quer em termos farmacêuticos quer químicos. São constituídas por uma lactama
pentaciclica contendo dois átomos de azoto e um grupo cetona. Este grupo de
compostos possui uma ampla gama de atividades biológicas e farmacológicas, tais
como: anti-inflamatórios não esteróides (AINEs), antioxidantes, anticancerigenos,
antibacterianos, antifungicos e antivirais. A 1-fenil-3-metil-5-pirazolona tem
propriedades notáveis como anti-oxidante e é actualmente usada como fármaco no
tratamento da trombose e embolismo cerebrais. Na presente proposta a 1-fenil-3-metil5-pirazolona é sintetizada por condensação do acetoacetato de etilo e da fenil-hidrazina
através de uma reação conhecida como a síntese de Knorr-Pirazol. O método também
pode ser aplicado na síntese de outros heterociclos, tais como piridinas, quinolinas e
pirrois. As propriedades físicas e químicas destes compostos são moduladas pelas suas
propriedades tautoméricas. A 1-fenil-3-metil-5-pirazolona pode existir como uma
mistura de três formas tautoméricas I, II e III, e a identificação da sua presença pode ser
realizada por IV e RMN.
O trabalho permite realizar a síntese da 1-fenil-3-metil-pirazolona e os ensaios de
solubilidade e os dados espetroscópicos de IV e RMN permitem caraterizar o composto
final e identificar a presença das estruturas tautoméricas.
- Alterações à técnica:
- Use 1⁄4 das quantidades descritas na técnica original.
- Use um balão esmerilado de 50 mL para realizar a reação e fazer o refluxo.
- Use mantas elétricas para proceder ao aquecimento (cuidado com o aquecimento
exagerado).
- Após a reação, verta a mistura para um copo 100 mL.
- Recristalizar de álcool.
- Deve realizar os ensaios de solubilidade descritos na técnica usando o composto
sintetizado no ano anterior.
10
- Interprete as bandas assinaladas no espetro de IV da 1-fenil-3-metilpirazol-5-ona
(pastilha de KBr)
-Interprete os espetros de protão e carbono do composto em CDCl3 e DMSO-d6
Espetro de 1H- RMN da fenilmetilpirazolona (CDCl3)
11
Espetro de 13C-RMN da fenilmetilpirazolona (CDCl3)
Espetro de 1H-RMN da fenilmetilpirazolona em DMSO-d6
12
Espetro de 13C-RMN da fenilmetilpirazolona em DMSO-d6
13
III. Epoxidação do colesterol [3]
- Interesse e objetivo do trabalho
O colesterol é um esteróide tetracíclico de importância biológica reconhecida e
crescente. A molécula está sujeita a reacções de oxidação em sistemas biológicos,
levando à formação de produtos mono ou poli-oxigenados chamados habitualmente
oxiesterois. Entre estes, os epóxidos são um grupo importante, uma vez que são
intermediários metabólicos em várias vias biossintéticas. Para além do seu interesse
biológico, estes epóxidos são também úteis para as indústrias química e farmacêutica. A
sua versatilidade sintética torna-os intermédios uteis em transformações posteriores que
exijam o controlo enantiomérico da reação.
Os epóxidos são compostos formados por um anel de três membros com elevada tensão
anelar e por isso, muito eletrofílicos manifestando uma elevada reatividade frente a
nucleófilos. O epóxido de colesterol tem ainda a particularidade destas reacções se
darem de uma forma regio- e estéreo-selectiva em condições SN2.
Neste trabalho experimental realiza-se a epoxidação de colesterol com o ácido 3cloroperoxibenzóico (m-CPBA) em CH2Cl2, sob refluxo, a fim de se obter 5,6-epóxidos
com elevada estereosselectividade. O trabalho permite uma análise imediata da
evolução da reação por ccd. Os compostos são visualizados por pulverização com uma
solução de revelador. Os alunos usarão dados espetroscópicos de RMN de 13C e 1HNMR, para identificar e quantificar a mistura final de diastereoisómeros.
- Alterações à técnica:
- A pureza do ácido 3-cloroperoxibenzóico varia com o fornecedor. Assim, para
respeitar as condições da técnica, deve consultar o rótulo da embalagem do ácido, anotar
a sua pureza e calcular a quantidade de perácido necessária para a síntese.
- O éter etílico é substituído por diclorometano em todos os passos da técnica.
- A dissolução do colesterol (1g) faz-se num balão de 100 mL (com aquecimento suave
e sem evaporar o solvente) e a solução do perácido é preparada num matraz de 50 mL
- Faça o aquecimento da mistura reacional em refluxo, no balão atrás referido (em
manta de aquecimento, em banho de água ou placa com agitação magnética). Determine
o final da reação por ccd.
- Execute a cromatografia em camada delgada (em câmara recentemente preparada e
saturada), usando como desenvolvente - n-hexano/AcOEt (1:1) - e como revelador
14
H2SO4/MeOH (1:1), seguido de aquecimento (hotte).
- Copie as c.c.d., com indicação da coloração das manchas, para o caderno.
- Faça a preparação da coluna de cromatografia (c.c.) pelo método da papa. Esta
cromatografia é mais fácil de realizar, devido às características dos componentes a
separar (pode considerar-se uma cromatografia de “lavagem”).
- A recolha do eluído faz-se para um balão de 250 mL (tarado). Verifique a pureza do
resíduo do eluído por c.c.d. (tal como descrito acima).
- Na recristalização use acetona pura (≥ 90% de pureza) - (Matrazes de 25 mL)
- O intervalo de fusão do produto vem descrito em:
Fieser L., Fieser M. Reagents for organic synthesis. Interscience, New York. Vol.1
(1967), pág 136; ou em: Eunsook M. Kim H., Kim E. Epoxydation and reduction of
cholesterol, 1,4,6-cholestatrien- 3-one and 4,6-cholestadien-3β-ol. Steroids: 70, (2005)
245-250.
-Interprete as seguintes placas de ccd:
- Compare os espetros de protão e carbono do colesterol e do epoxicolesterol.
Identifique apenas os picos mais importantes.
15
Espetro de 1H-RMN do colesterol (CDCl3)
Espetro de 1H-RMN do epoxicolesterol (CDCl3)
16
Espetro de 13C-RMN do colesterol (CDCl3)
Cholesterol Carbon
Espetro de 13C-RMN do epoxicolesterol (CDCl3)
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IV.Síntese da 5,5-difenil-hidantoína [8].
- Interesse e objetivo do trabalho
A Difenil-hidantoína, Fenitoína, Fenitan, Hidantina pertence ao grupo
farmacoterapêutico: 2.6. Sistema nervoso central. Antiepilépticos e anticonvulsivantes.
Algumas curiosidades:
•
síntese em 1908
•
descoberta do efeito de controlo nas convulsões em 1938
•
Aprovação pela FDA 1953
É um medicamento utilizado no controlo do estado epiléptico do tipo tónico-clónico
(grande mal: contracção muscular generalizada e rigidez, seguida de contracção rítmica
intensa e relaxamento) e na prevenção e tratamento das convulsões que ocorrem durante
ou após a neurocirurgia. É também utilizado no tratamento de arritmias auriculares ou
ventriculares associadas a intoxicação por digitálicos (medicamentos que actuam sobre
o coração).
A Epilepsia ocupa o 4º lugar nas doenças neurológicas. Sabe-se que 1 em cada 26
pessoas desenvolverá epilepsia em qualquer altura da sua vida.
Para além da doença em si condicionar a vida dos doentes, os tratamentos médicos e
cirúrgicos utilizados estão associados a um número elevado de efeitos secundários
adversos. Por vezes os efeitos secundários dos tratamentos têm mesmo um impacto
superior ao impacto provocado pelas convulsões. Como os anti-convulsivantes
existentes partilham estes efeitos secundários (sedação, apatia, irritabilidade, dificuldade
18
de falar, depressão, etc…), verifica-se que muitos pacientes abandonam as terapêuticas.
Outra consequência desta terapêutica é que ela se destina a prevenir ou evitar as
convulsões, o que obriga os doentes a tomarem estes medicamentos durante longos
períodos de tempo (a vida toda!).
A Fenitoina (5,5-difenilhidantoina), usada há já 60 anos, é um agente anti-convulsivante
muito eficaz e amplamente prescrito. O seu mecanismo de acção parece ser o de inibir
directamente e bloquear os canais de sódio nas membranas das células neuronais e
retardar a reactivação celular.
Liga-se extensivamente às proteínas plasmáticas (90 a 95%), é rapidamente distribuída
do sangue para os tecidos e é quase completamente metabolizada no fígado. A sua semivida é inferior a 20h. Ao longo dos anos têm sido associados alguns efeitos secundários
graves como, por exemplo, encefalopatia (associada a elevadas concentrações de
fenítoina no plasma) ou linfomas malignos (em doentes que tomam fenitoína há mais de
40 anos). Assim, não se recomenda o seu uso como 1ª escolha no controle das
convulsões epilépticas.
Tem também sido usada em dermatologia, para tratar úlceras, epidermolise bolhosa e
certas inflamações, uma vez que é um inibidor da colagenase.
Mesmo após todos estes anos e estes efeitos secundários, a fenitoína continua a ser uma
ferramenta útil e um importante tema para investigação adicional.
Outros fármacos anti-convulsivantes semelhantes:
Etotoina
Fosfenitoina
Mefenitoina
- Alterações à técnica
- Usar 1/3 das quantidades descritas na técnica original;
- Fazer aquecimento a refluxo, com uma ebulição suave, durante 1h (manta de
aquecimento);
- Adicionar o HCl concentrado na hotte. Só depois da precipitação a frio pode voltar a
trabalhar na bancada;
- Recristalizar o produto final de etanol.
- Interprete os espetros de 1H e 13C-RMN da 5,5-difenil-hidantoína
19
Espetro de 1H-RMN da 5,5-difenil-hidantoína (DMSO-d6)
Espetro de 13C-RMN da 5,5-difenil-hidantoina (DMSO-d6)
20
V. Extração dos princípios ativos de dois comprimidos (analgésicos e antipiréticos)
[6].
- Objetivo do trabalho:
Isolar os princípios activos de uma forma farmacêutica comercializada, proceder à sua
separação e identificação.
Princípios ativos:
O
OH
O
O
HO
N
H
N
Paracetamol
O
N
N
O
Aspirina
N
O
Cafeína
- Alterações à técnica
Na extracção e identificação dos princípios ativos a partir de comprimidos deve seguir o
esquema da bibliografia, trabalhar com rapidez e não se enganar nas fases;
- Pese os dois comprimidos fornecidos – um de Panadol Extra e outro de Melhoral.
Anote a sua composição global. O objetivo destas combinações é mimetizar a
composição dos comprimidos de Excedrin usados na técnica original).
I- Isolamento dos princípios ativos:
- Pulverize os comprimidos num almofariz e transfira o pó para um matraz (de 100 mL)
com rolha com o auxílio de 55 mL de acetona; tape o matraz e agite a suspensão durante
2 a 3 minutos, ventile-a ocasionalmente; filtre a suspensão por gravidade usando
algodão hidrófilo e depois, se necessário, papel de filtro; recolha o filtrado num balão de
100 mL, previamente tarado. Retire uma pequena amostra para um frasco (vial) tapado
(~0,3 mL) e faça uma c.c.d. Evapore (sob vácuo) a solução até resíduo constante.
21
II- Separação do paracetamol:
- Verta para o balão anterior contendo o resíduo, 30 mL de CH2Cl2; agite a suspensão
formada e filtre-a sob pressão reduzida num Bückner; o sólido (bem seco) corresponde
ao paracetamol impuro e o filtrado é tratado como segue:
III- Isolamento da cafeína:
- Transfira o filtrado para uma ampola de decantação de 150 mL ao qual se adiciona
10 mL de sol. de HCl a 5%; proceda à extração agitando a ampola durante 5 minutos,
com precaução para evitar a formação de qualquer emulsão; separe as fases e volte a
extrair a fase orgânica mais duas vezes, com 10 mL de sol. de HCl a 5%; a fase orgânica
contém a aspirina impura e o conjunto das 3 fases aquosas contem o sal da cafeína
(matraz de 250 mL).
IV- Isolamento da aspirina:
- Seque a fase orgânica anterior, contida num pequeno matraz, com Na2SO4 anidro
q.b.; elimine o agente secante e evapore a solução orgânica, sob vácuo, num balão de
100 mL tarado, até massa constante.
V- Obtenção da cafeína neutra:
- Adicione (pipeta Pasteur) sol. de NaOH a 20% ao matraz que contém as fases
aquosas acídicas até se obter um pH básico (controla-se o pH com papel indicador
universal); transfira esta solução básica para uma ampola de 150 mL e proceda à
extração da cafeína com 3 x 15 mL de CH2Cl2; despreze a fase aquosa; recolha as fases
orgânicas num matraz (100 mL) e seque-as com Na2SO4 anidro q.b. Decante ou filtre a
solução para um balão de 100 mL tarado e evapore, sob vácuo, até resíduo constante.
- Calcule o rendimento da extração para cada um dos componentes. Compare com os
valores comerciais.
- Verifique a pureza da aspirina, do paracetamol e da cafeína por determinação dos seus
intervalos de fusão (comparando-os com os da literatura) e por c.c.d. usando como
desenvolvente AcOEt; visualização lâmpada UV.
- Se as substâncias se encontrarem impuras apresente sugestões de purificação.
22
- Interprete o espetro de 1H-RMN da aspirina (CDCl3)
23
VI. Síntese do propranolol (parte I)
- Interesse e objetivo do trabalho
O propranolol é um bloqueador β - adrenérgico não-seletivo (liga-se a receptores β1 e
β2) apresentando atividade anti-anginosa, anti-hipertensiva e antiarrítmica.O trabalho
tem como objectivo sintetizar e caraterizar espetroscopicamente o propranolol.
O propranolol é sintetizado em 2 etapas envolvendo a reação do 1- naftol com hidróxido
de potássio em etanol e água, gerando o sal de potássio do 1-naftol. Em seguida, este sal
de potássio reage com a epicloridrina dando origem ao éter glicídico I, que sofrerá
abertura do anel do epóxido com a isopropilamina conduzindo à 1-naftiloxi-2-propanol3-isopropilamina II.
- Alterações à técnica
A) Síntese do Éter Glicídico do 1-naftol:
Adicionar em um balão de fundo redondo de 250,0 mL, 1,25 g (0,0085 moles) de 1naftol (PM = 144,18 g/mol), 0,5 g de KOH, 45,0 mL de etanol e 7,0 mL de água, deixar
reagir por 10,0 minutos, com agitação magnética à temperatura ambiente. Adicionar
lentamente um total de 4,0 mL (0,049 moles) de epicloridrina (PM = 92,5 g/mol, d =
1,180 g/mL e p.e. =114 °C). A reação é agitada magneticamente, à temperatura
ambiente por 48,0 horas. A reação é acompanhada por Cromatografia em Camada
Delgada (ccd) em sílica (fase móvel: hexano/acetato de etilo 9:1). Revelador iodo.
Parte I
Medir 50 mL da mistura reaccional e evaporar o etanol no rotavapor, restando somente
a fase aquosa, que é transferida para uma ampola de decantação e extraída com 4 × 20,0
mL de éter etílico gelado. Em seguida, a fase etérea é seca com sulfato de sódio anidro e
filtrada. O éter é evaporado no rotavapor. Pesar o óleo castanho obtido (PM = 200,18
g/mol). Guardar para a aula seguinte.
24
Parte II
B) Síntese do propranolol:
Tomar 0,2 g (1,0 mmol) do óleo bruto obtido na reação anterior, transferir para um
balão de fundo redondo acoplado com condensador de refluxo, adicionar metanol
(10,0mL) e isopropilamina (4,0 mL; 47,0 mmol; 2,78 g; d = 0,694 g/ml). Aquecer em
banho de água (t = 40 °C) durante 2,0 horas. Arrefecer e guardar a mistura reacional no
frigorífico para aula seguinte.
Parte III
Remover o metanol no rotavapor. Adicionar HCl 2,0 mol/L (30,0 mL), transferir para
uma ampola de decantação e extrair com éter etílico (3 x 20,0 mL). Alcalinizar a
solução aquosa com hidróxido de sódio 2,0 mol/L (60,0 mL) a 0 °C. Filtrar o
precipitado obtido. Recristalizar em éter de petróleo (faixa de p.e.= 65–110 °C). Filtrar e
pesar o sólido branco obtido. Fórmula Molecular: C13H12O2 HCl PM = 236,45 g/mol
Cálculos
1. Calcular o rendimento do propranolol.
2. Determinar o ponto de fusão do propranolol e comparar com o da literatura (p.f. 95–
96 °C, éter de petróleo).
3.Caraterizar o produto e os intermediários através da análise dos espetros de IV, RMN
1
H e de 13C.
25
VII. Preparação de um pró-fármaco (latenciação) do sulfatiazol [5].
- Interesse e objetivo do trabalho
As sulfonamidas são agentes antibacterianos descobertos a partir do protonsil, prófármaco cujo composto ativo é a sulfanilamida. As sulfonamidas são usadas
principalmente para tratar infecções intestinais e podem ser latenciadas de modo a obter
pro-fármacos que cheguem mais especificamente ao local de acção. A latenciação
envolve a reação da amina aromática com anidridos ou ácidos dicarboxilicos. Neste
caso a introdução do hemissuccinato (hidrofilico) na molécula do sulfatiazol limita a
absorção do pro-fármaco e impede que este seja absorvido no estomago. O pro-fármaco
(pKa de 4,5) não sendo absorvido no estomago chega ao intestino. Já no intestino a pH
levemente alcalino fica ionizado e é hidrolisado enzimaticamente libertando o
sulfatiazol (pKa 7,1) no local de acção. Deste modo o fármaco pode exercer o seu efeito
como antiséptico intestinal.
Através da síntese do pro-fármaco é possível alterar a farmacocinética do sulfatiazol.
- Alterações à técnica
- Use metade das quantidades descritas na técnica
- A seguir ao refluxo, evaporar o solvente, e recristalizar o resíduo obtido.
- Na recristalização do pró-fármaco com solução de etanol/água (4:3), usando a técnica
do gradiente térmico, deve ser necessário um volume aproximado de 8 mL (pode
começar com um volume de 5 mL e, se necessário, aumente a quantidade de solvente).
(Rendimento aproximado: 50%)
26
- Interprete o espetro de 1H RMN do succinilsulfatiazol (DMSO-d6)
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MÓDULO DE QUÍMICA FARMACÊUTICA
INORGÂNICA
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PLANO DAS AULAS LABORATORIAIS:
AULA 1:
Determinação do teor de ferro num medicamento
AULA 2:
Monografia do brometo de potássio, segundo a FP 9.0:
I – Determinação do grau de pureza de uma amostra de brometo de potássio
AULA 3:
Monografia do brometo de potássio, segundo a FP 9.0 (cont.):
II – Identificação de uma amostra de brometo de potássio
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PROTOCOLOS:
DETERMINAÇÃO DO TEOR DE FERRO NUM MEDICAMENTO
(Aula 1)
I – Preparação de soluções padrão de Ferro
Prepare uma série de soluções padrão de Ferro para a curva de calibração (absorvência
versus concentração), efetuando sucessivas diluições de uma solução padrão de ferro a
100 mg/L, de acordo com o seguinte protocolo:
Volume a pipetar (mL)
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Conc. final de Ferro (mg/L)
0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Pipetar os volumes indicados na tabela, para balões volumétricos de 100 mL. Adicionar
5 mL de solução tampão de citrato de sódio (pH=3,5), 2 mL de solução de
hidroxilamina a 10% e 3 mL de solução de o-fenantrolina a 0,25%. Completar o volume
com água desionizada.
Leia a absorvência de todos os padrões (incluindo o branco) a 510 nm contra o branco, e
trace a curva de calibração.
II – Preparação da amostra problema
Coloque um comprimido do medicamento em estudo num matrás de 200 mL e adicione
10 mL de água e 25 mL de HCl 6 M. Leve à ebulição durante 15 min. Retire e deixe
arrefecer.
Filtre a solução (depois de humedecer previamente o papel de filtro com água)
diretamente para um balão volumétrico de 100 mL. Lave o matrás e transfira igualmente
o volume de lavagem. Complete o volume com água desionizada.
Pipete 4 mL desta solução para um balão volumétrico de 200 mL, completando o
volume com água desionizada.
Pipete 10 mL da solução anterior para um balão de 100 mL e siga rigorosamente a
técnica descrita para os padrões.
Determine a concentração de ferro no comprimido, expressa em mg de Ferro.
30
31
32
QUÍMICA FARMACÊUTICA INORGÂNICA
MONOGRAFIA DO BROMETO DE POTÁSSIO, SEGUNDO A FP
(Aulas 2 e 3)
Parte I
BROMETO DE POTÁSSIO
Kalii bromidum (KBr M, 119,0)
DEFINIÇÃO
Brometo de potássio: KBr.
Teor: 98,0 por cento a 100,5 por cento (substância seca).
CARACTERÍSTICAS
Aspeto: pó cristalino branco ou cristais incolores.
Solubilidade: facilmente solúvel na água e na glicerina e pouco solúvel em etanol a
96%.
IDENTIFICAÇÃO
A. A amostra dá a reação dos brometos (2.3.1).
2.3.1 BROMETOS
a) Dissolva uma quantidade da amostra correspondendo a cerca de 3 mg de brometo
(Br-) em 2 mL de água R ou utilize 2 mL da solução prescrita. Acidule com ácido nítrico
diluído R e junte 0,4 mL de solução de nitrato de prata R1. Agite e deixe em repouso.
Forma-se um precipitado caseoso amarelo pálido. Centrifugue e lave 3 vezes com 1 mL
de água R de cada vez. Efetue esta operação rapidamente, ao abrigo de luz intensa, sem
ter em conta o facto de o líquido sobrenadante não ficar perfeitamente límpido.
Suspenda o precipitado em 2 mL de água R e junte 1,5 mL de amónia R. O precipitado
dissolve-se dificilmente.
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B. A solução S (ver Ensaio) dá as reações do potássio (2.3.1).
2.3.1 POTÁSSIO
b) Dissolva cerca de 40 mg da amostra em 1 mL de água R ou utilize 1 mL da solução
prescrita. Junte 1 mL de ácido acético diluído R e 1 mL de solução extemporânea de
cobaltinitrito de sódio R a 100 g/L. Forma-se imediatamente um precipitado amarelo ou
amarelo alaranjado.
ENSAIO
Solução S. Dissolva 10,0 g da amostra em água isenta de dióxido de carbono R
preparada a partir da água destilada R e complete 100 mL com o mesmo solvente.
Aspeto da Solução A solução S é límpida (2.2.1) e incolor (2.2.2, Método II).
2.2.1 Um líquido é considerado como límpido quando a sua limpidez corresponde à da
água R ou à do solvente utilizado nas condições operatórias indicadas acima ou se a sua
opalescência não é mais pronunciada que a da suspensão de referência I.
2.2.2, Método II. Em tubos de ensaio idênticos, de vidro neutro, incolor e transparente,
com diâmetro interior de 15 a 25 mm e de fundo plano, compare o líquido em ensaio
com a água R, o solvente ou a solução de referência (ver Quadros das soluções de
referência) prescrita na monografia, sob uma espessura de 40 mm.
Aprecie as tonalidades à luz natural difusa, observando segundo o eixo sobre fundo
branco.
Acidez ou alcalinidade. A 10 mL da solução S junte 0,1 mL de solução de azul de
bromotimol R1. A viragem do indicador não necessita de mais de 0,5 mL de ácido
clorídrico 0,01 M ou de hidróxido de sódio 0,01 M.
Bromatos. A 10 mL da solução S junte 1 mL de solução de amido R 0,1 mL de solução
de iodeto de potássio R a 100 g/L e 0,25 mL de ácido sulfúrico 0,5 M e deixe em
repouso ao abrigo da luz durante 5 min. Não se desenvolve cor azul ou violeta.
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Perda por Secagem (2.2.32): no máximo, 0,1 por cento, em 1,000 g da amostra, na
estufa a 100 º-105 ºC, durante 3 h.
Iodetos. A 5 mL da solução S junte 0,15 mL de solução de cloreto férrico R1 e 2 mL de
clorofórmio R. Agite e deixe separar. A fase clorofórmica permanece incolor (2.2.2,
Método I).
2.2.2, Método I - Em tubos de ensaio idênticos, de vidro neutro, incolor e transparente
com diâmetro exterior de 12 mm, compare 2,0 mL do líquido em ensaio com 2,0 mL de
água R, do solvente ou da solução de referência (Ver Quadros das soluções de
referência) prescrita na monografia. Aprecie as tonalidades à luz natural difusa,
observando horizontalmente sobre fundo branco.
Metais pesados (2.4.8): no máximo, 10 ppm.
12 mL da solução S satisfazem ao ensaio limite A dos metais pesados. Prepare o padrão
com solução a 10 ppm de chumbo (Pb) R.
Ensaio limite de Metais Pesados: A 12 mL da solução aquosa prescrita junte 2 mL de
solução tampão de pH 3,5 R. Misture e junte 1,2 mL de reagente de tioacetamida R.
Misture imediatamente. Prepare o padrão nas mesmas condições, utilizando uma
mistura de 10 mL de solução a 10 ppm de chumbo (Pb), conforme o prescrito, e 2 mL
da solução problema.
Prepare igualmente um ensaio em branco, utilizando uma mistura de 10 mL de água R e
2 mL de solução problema. O padrão, comparado com o ensaio em branco, mostra uma
ligeira coloração castanha.
Após 2 min, a coloração castanha eventual da solução problema não é mais intensa que
a do padrão.
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Sulfatos (2.4.13): no máximo, 100 ppm.
15 mL da solução S satisfazem ao ensaio limite dos sulfatos.
2.4.13. Sulfatos
Todas as soluções utilizadas neste ensaio são preparadas com água destilada R.
A 1,5 mL de solução a 10 ppm de sulfato (SO4) R1, junte 1 mL de uma solução de
cloreto de bário R a 250 g/L. Agite e deixe em repouso durante 1 min. Junte 15 mL da
solução problema e 0,5 mL de ácido acético R. Prepare o padrão nas mesmas condições
utilizando 15 mL de solução a 100 ppm de sulfato (SO4) R em vez da solução problema.
Após 5 min, se a solução problema apresentar opalescência, não é mais pronunciada
que a do padrão.
Ferro (2.4.9): no máximo, 20 ppm.
Tome 5 mL da solução S e complete 10 mL com água R. A solução satisfaz ao ensaio
limite do ferro.
2.4.9 FERRO Dissolva a quantidade prescrita da amostra em água R e complete 10 mL
com o mesmo solvente ou utilize 10 mL da solução prescrita. Junte 2 mL duma solução
de ácido cítrico R a 200 g/L e 0,1 mL de ácido tioglicólico R. Misture, alcalinize com
amónia R e complete 20 mL com água R. Prepare o padrão nas mesmas condições
utilizando 10 mL de solução a 20 ppm de ferro (Fe) R.
Após 5 min, a coloração rósea eventual da solução da amostra não é mais intensa que a
do padrão.
Magnésio e metais alcalino-terrosos (2.4.7): no máximo, 200 ppm, calculado em
Ca.
10,0 g da amostra satisfazem ao ensaio limite do magnésio e dos metais alcalinoterrosos. O volume de edetato de sódio 0,01 M gasto é, no máximo, 5,0 mL.
2.4.7. Magnésio e metais alcalino-terrosos
A 200 mL de água R, junte 0,1 g de cloridrato de hidroxilamina R, 10 mL de solução
tampão de cloreto de amónio de pH 10,0 R, 1 mL de solução de sulfato de zinco 0,1 M
e cerca de 15 mg de mistura composta de mordente negro 11 R. Aqueça a 40 °C e titule
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a esta temperatura com edetato de sódio 0,01 M até viragem de violeta para azul nítido.
A esta solução junte a tomada de ensaio prescrita dissolvida em 100 mL de água R ou a
solução prescrita. Se a coloração virar para violeta, titule com edetato de sódio 0,01 M
até reaparecer a coloração azul.
O volume de edetato de sódio 0,01 M utilizado na segunda titulação não excede a
quantidade prescrita.
PARTE II – DOSEAMENTO DO BROMETO DE POTÁSSIO
I - Preparação e aferição de uma solução de nitrato de prata 0,10 M
1. Preparação de uma solução de uma solução de nitrato de prata
aproximadamente 0,10 M
Pese cerca de 1 g de nitrato de prata.
Transfira-o para balão graduado de capacidade apropriada, de modo a que a solução
fique aproximadamente 0,10 M. Homogenize.
Determine a concentração teórica (expressa em molaridade) da solução preparada.
2. Padronização da solução de nitrato de prata
Transfira 10 mL da solução anterior para um matrás e adicione 40 mL de água
destilada.
Adicione 2 mL de ácido nítrico diluído R e 2 mL de sulfato férrico e de amónio R2.
Titule com uma solução 0,10 M de tiocianato de amónio até coloração amareloavermelhado.
Efetue os cálculos que entender necessários para determinar a concentração da
solução preparada em I-1 (expressa em molaridade).
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II - Efetue os cálculos que entender necessários para preparar 50,0 mL de uma
solução 0,10 M de nitrato de prata a partir da solução preparada em I-1.
III - Determinação do grau de pureza de uma amostra de brometo de potássio,
segundo a FP.
a) Pesquisa da cloretos na amostra
Num matrás, dissolva 1,0 g de amostra em 20 mL de ácido nítrico diluído R.
Junte 5 mL de solução concentrada de peróxido de hidrogénio e aqueça em banho de
água até descoloração completa da solução.
Lave as paredes do matrás com um pouco de água e aqueça a banho de água durante
15 min.
Deixe arrefecer e complete 50 mL com água destilada.
Adicione 5 mL de nitrato de prata 0,10 M, 1 mL de ftalato de dibutilo R e agite.
Titule com tiocianato de amónio 0,10 M em presença de 5 mL de sulfato férrico e de
amónio R2. Não devem gastar-se mais de 1,7 mL de nitrato de prata 0,10 M (0,6%).
Registe o volume de nitrato de prata 0,10 M gasto (ver doseamento).
b) Doseamento do brometo de potássio na amostra
Dissolva 1,0 g de amostra em água e complete 50,0 mL com o mesmo solvente.
A 10 mL desta solução junte 50 mL de água, 5 mL de ácido nítrico diluído R, 20
mL de nitrato de prata 0,10 M e 2 mL de ftalato de dibutilo R. Agite.
Titule com tiocianato de amónio 0,10 M em presença de 2 mL de sulfato férrico e de
amónio R2, agitando energicamente próximo do final da titulação.
Corrija o resultado tendo em conta o teor de cloretos determinado no respetivo
ensaio.
O brometo de potássio contém, no mínimo, 98,0% e, no máximo, o equivalente a
100,5% de KBr, calculado em relação à substância seca.
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