inż. Maciej Andrzej Wiatrowski

88 Pages·2014·2.02 MB·English

POLITECHNIKA WARSZAWSKA
WYDZIAŁ CHEMICZNY
Kierunek: TECHNOLOGIA CHEMICZNA

inż. Maciej Andrzej Wiatrowski

„Badanie rozpuszczalności farmaceutyków w funkcji pH przy użyciu
metod analitycznych”
„The measurements of the solubility of pharmaceuticals
as a function of pH using analytical methods”

Praca dyplomowa
na stopień magistra inżyniera

wykonana w Zakładzie Chemii Fizycznej
Kierujący pracą: dr inż. Aneta Pobudkowska – Mirecka

WARSZAWA 2014
2
Warszawa, 01.07.2014

„Badanie rozpuszczalności farmaceutyków w funkcji pH przy użyciu metod analitycznych”
„The measurements of the solubility of pharmaceuticals as a function of pH using analytical
methods”

Oświadczenie autora pracy

Świadom odpowiedzialności prawnej oświadczam, że praca dyplomowa o w/w tytule nie zawiera
treści uzyskanych w sposób niezgodny z obowiązującymi przepisami. Oświadczam również,
że przedstawiona praca nie była wcześniej przedmiotem procedur związanych
z uzyskaniem tytułu zawodowego w wyższej uczelni.
Oświadczam, że wyniki zamieszczone w mojej pracy dyplomowej zostały sfinansowane
i wykonane z wykorzystaniem aparatury i urządzeń będących własnością Wydziału Chemicznego
Politechniki Warszawskiej. Niniejsza praca dyplomowa jest utworem zbiorowym
i jest własnością intelektualną Kierującego pracą, opiekuna naukowego oraz moją.
Zobowiązuję się, że nie wykorzystam ani nie opublikuję wyników pracy bez zgody
Kierującego pracą i Kierownika Jednostki Wydziału Chemicznego Politechniki Warszawskiej
w której wykonano pracę.

.........................................
Podpis Studenta

dr inż. Aneta Pobudkowska - Mirecka .................................................
Imię i Nazwisko Kierującego pracą Podpis Kierującego pracą

3
Chciałbym złożyć serdeczne i szczere podziękowania mojej promotor
Pani dr inż. Anecie Pobudkowskiej – Mireckiej
za pomoc, opiekę, wyrozumiałość
oraz cierpliwość okazaną mi podczas wykonywania niniejszej pracy.

4
Z całego serca składam podziękowania
Mojej Mamie
za trud włożony w moje wychowanie
oraz lata wsparcia podczas mojego kształcenia.

5
6
„Badanie rozpuszczalności farmaceutyków w funkcji pH przy
użyciu metod analitycznych”

Maciej Andrzej Wiatrowski

Kierujący pracą: dr Aneta Pobudkowska Mirecka

Wprowadzenie
Niniejsza praca poświęcona została badaniu rozpuszczalności leków w funkcji pH w stałej
temperaturze. Badanymi farmaceutykami były: Fenbufen, Fenylobutazon, Bifonazol
i Triamteren. Celem pracy było:
 Przegląd literatury pod względem właściwości fizykochemicznych i kierunku działania
wybranych leków.
 Analiza kalorymetryczna wybranych leków.
 Spektrofotometryczne wyznaczanie stałych kwasowości badanych farmaceutyków
w roztworach wodnych.
 Wyznaczenie profili rozpuszczalności leków w funkcji pH.

Wyniki i dyskusja
Fenbufen jest pochodną kwasu arylopropionowego i należy do leków działających na
ośrodkowy układ nerwowy. Wykazuje działanie przeciwbólowe, przeciwzapalne
i przeciwgorączkowe. Farmaceutyk ten najczęściej stosowany jest w objawowym leczeniu bólu
charakteryzującego się niewielkim, bądź umiarkowanym nasileniem (np. bólów
menstruacyjnych, bólu kości, czy mięśni). Do tej samej grupy leków należy Fenylobutazon.
Lek ten również wykazuje działanie przeciwbólowe, przeciwzapalne, choć w mniejszym
stopniu przeciwgorączkowe. Fenylobutazon jest lekiem, który poprawia czynność narządu
ruchu, a zarazem zmniejsza wzmożone napięcie mięśni szkieletowych. Dlatego też
wykorzystywany jest w leczeniu chorób reumatycznych. Kolejnym lekiem jest Bifonazol, który
jest chemioterapeutykiem, co oznacza, że zwalcza on drobnoustroje chorobotwórcze.
Stosowany jest w leczeniu różnego rodzaju miejscowych zakażeń grzybicznych (np. grzybicy
paznokci wywołanej przez pleśnie, czy grzybicze zapalenie skóry). Ostatnim z badanych
leków jest Triamteren. Lek ten należy do grupy leków moczopędnych, ograniczających
7
wydalanie potasu. Triamteren odpowiedzialny jest za hamowanie wymiany jonów
sodowych na potasowe. Stosuje się go w leczeniu różnego rodzaju obrzęków i nadciśnienia
tętniczego.
W pracy zostały wykorzystane różne techniki pomiarowe: Skaningowa Kalorymetria
Różnicowa (DSC), Spektrofotometria UV-Vis i Wysokosprawna Chromatografia Cieczowa
(HPLC).
Różnicowa kalorymetria skaningowa pozwoliła na zbadanie właściwości
fizykochemicznych badanych substancji. Wyznaczono takie parametry jak temperatura
i entalpia topnienia. Przy użyciu metody addytywności udziałów grupowych została
wyznaczona zmiana pojemności cieplnej. Wartości stałych kwasowości badanych
farmaceutyków zostały wyznaczone za pomocą metody spektrofotometrycznej w dwóch
temperaturach (25 i 37 ). Wyznaczone wartości eksperymentalne w temperaturze 25
zostały porównane z wartościami literaturowymi i nieznacznie się od nich różnią.
Profile rozpuszczalności badanych farmaceutyków zostały wyznaczone za pomocą metody
chromatograficznej w dwóch temperaturach (25 i 37 ). Wyznaczono krzywe
rozpuszczalności w funkcji pH dla badanych substancji. Zostały one przedstawione
w formie logarytmicznej zależności rozpuszczalności leków w funkcji pH (logS-pH).
Wyniki eksperymentu zostały skorelowane za pomocą zmodyfikowanego równania
Hendersona-Hasselbalcha. Badania dotyczące rozpuszczalności są wykonywane dla każdej
nowej substancji biologicznie czynnej wprowadzanej na rynek.

Wnioski
Żaden z badanych leków nie wykazał żadnych przemian polimorficznych. Wartości stałej
kwasowości wyznaczone metodą Batesa-Schwarzenbacha są porównywalne z wartościami
wyznaczonymi za pomocą profili rozpuszczalności w funkcji pH. Prowadzenie badań dla
farmaceutyków w temperaturze przybliżonej do temperatury ludzkiego ciała (37 ) jest dość
młodą praktyką. Fenbyfen i Fenylobutazon wykazują się dobrą rozpuszczalnością dla wartości
pH 7, natomiast Triamteren i Bifonazol dla pH 5.

Literatura
1. Zejca A., Gorczyca M., Chemia leków, Warszawa1998.
2. Pawełczyk E., Chemia leków. Podręcznik dla studentów farmacji, Warszawa 1978.
3. Avdeef A., solubility of sparingly- soluble drugs, Adv. Drug Deliv. Rev., 59. 2007, 568-590.

8
„The measurements of the solubility of pharmaceuticals as a

function of pH using analytical methods”

Maciej Andrzej Wiatrowski

Supervisor: PhD Aneta Pobudkowska Mirecka

Introduction
The aim of the present study is to examine the pH-profile of drug solubility
at constant temperature. The chosen drugs are: Fenbufene, Phenylobutazone, Bifonazole
and Triamterene. The main purpose of this study is:
 Literature review about physicochemical and pharmaceutical properties
of chosen drugs.
 Calorymetric analysis of chosen pharmaceutics.
 To determinate pK values of examined drugs using the spectrophotometric
a
method in aqueous solutions.
 To determinate pH-profile of solubility of chosen pharmaceutics.

Results and disscution
Fenbufene is a derivative of arylpropionic acid and is one of the drugs influencing
the central nervous system. It has analgesic, anti-inflammatory and antipyretic
properties.
To this group of drugs there also belongs Phenylbutazone. It is a non-steroidal anti-
inflammatory pharmaceutic with analgesic and antipyretic properties. However,
its antipyretic properties are weaker than Fenbufen’s ones. Phenylbutazone is used
to pain treatment associated with colds and headaches, fever, arthritis. Moreover,
Bifonazole belongs to chemotherapeutics which means that it fights pathogens.
It is used to treat various kind of fungal infections. Triamterene is potassium-sparing
diuretic with aromatic rings. It also contains three primary amino groups.
In the study of the below paper there were used various analytical methods such
as: Differential Scanning Calorymetry (DSC), UV-Vis Spectrophotometry and High
Performance Liquid Chromatography (HPLC).
9
The DSC measurements allowed us to research physicochemical properties
of examined drugs. We determined parameters such as melting temperature and
enthalpies of fusion. By using the additivity of the shares of groups method the heat
capacity was determined. This measurements showed that this substances exhibit very
high temperature of melting. Thermograms of examined drugs were shown
in the experimental part.
pK studies for all substances were done by the spectrophotometric Bates-
a
Schwarzenbach method in two temperatures (25 and 37 ). Our experimental values
are slightly lower or higher than the literature data previously published. The pK values
a
measured in 25 were higher than these ones measured in 37 .
PH-profiles of examined drugs were determined by using chromatographic method in
two temperatures (25 and 37 ). Solubility curves were determined
as a function of pH for examined drugs. They were shown as logarithmic dependence
of solubility in pH function (log S-pH). Results of the experiment were correlated
by modified Henderson-Hasselbalch equation.

Conclusions
None of these pharmaceutics showed polymorphic conversions. Values of the pK
a
determined by Bates-Schwarzenbach method were comparable with values calculated
from drugs solubility as a function of pH. Measurements of drugs solubility in the
temperature of 37 (almost the same as human body temperature) is quite a new
practice. Fenbufene and Phenylbutazone are well soluble in pH 7, whereas Bifonazole
and Triamterene are well soluble in pH 5. The research on solubility is performed for
every new biologically active substance placed on the market.

Literature
1. Zejca A., Gorczyca M., Chemia leków, Warszawa1998.
2. Pawełczyk E., Chemia leków. Podręcznik dla studentów farmacji, Warszawa 1978.
3. Avdeef A., solubility of sparingly- soluble drugs, Adv. Drug Deliv. Rev., 59. 2007, 568-590.

10