Desarrollo Analitico

 

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA LABORATORIO DE DESARROLLO ANALÍTICO ANÁLISIS VÍA GRUPO FUNCIONAL PARA CUANTIFICAR LACTULOSA EN JARABE

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIO SUPERIORES ZARAGOZA QUÍMICA FARMACÉUTICO BIOLÓGICA MODULO LABORATORIO DE DESARROLLO ANALÍTICO

NOMBRE DEL PROYECTO ANÁLISIS VÍA GRUPO FUNCIONAL PARA CUANTIFICAR LACTULOSA EN JARABE NOMBRE DEL ASESOR M. en E. LILIANA MARÍA LÓPEZ GONZÁLEZ

INTEGRANTES DEL EQUIPO: GARCÍA SOLANO IRVING MARTÍNEZ MORENO BEATRIZ ADRIANA MÉNDEZ AVENDAÑO ALEXIS PARTIDA HERNÁNDEZ AMÉRICA ESMERALDA

EQUIPO: 4 (TALIDOMIDA) GRUPO: 1801 SEMESTRE: 2020-1 

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FUNDAMENTO

Grupo funcional es un conjunto de átomos, enlazados de una determinada forma, que presentan una estructura y propiedades fisicoquímicas determinadas que caracterizan a los compuestos orgánicos que los contienen. Son estructuras submoleculares, caracterizadas por una conectividad y composición elemental específica que confiere actividad a la molécula que los contiene. Los grupos funcionales son las características estructurales que hacen posible clasificar los compuestos por su reactividad. Los principales grupos funcionales son los siguientes: Grupo hidroxilo ( – OH)  – OH)   Es característico de los alcoholes, compuestos constituidos por la unión de dicho grupo a un hidrocarburo (enlace sencillo). Grupo alcoxi (R – (R  – O  O –  – R)  R)   Grupo funcional del tipo R-O-R', en donde R y R' son grupos que contienen átomos de carbono, estando el átomo de oxígeno en medio de ellos, característico de los éteres (enlace sencillo). (Se usa la R ya que estos grupos de átomos constituyen los llamados radicales) Grupo carbonilo (>C=O)   Su presencia en una cadena hidrocarbonada (R) puede dar lugar a dos tipos diferentes de sustancias orgánicas: los aldehídos y las cetonas. -En los aldehídos el grupo C=O está unido por un lado a un carbono terminal de una cadena hidrocarbonada (R) y por el otro, a un átomo de hidrógeno que ocupa una posición extrema en la cadena. (R –C=O H) (enlace doble).  –C=O –  –H) -En las cetonas, por el contrario, el grupo carbonilo se une a dos cadenas hidrocarbonadas, ocupando por tanto una situación intermedia. (R – (R –C=O C=O – R) (enlace doble).  –R) El método analítico es aquel método de investigación que consiste en la desmembración de un de un todo, descomponiéndolo en sus partes o elementos para observar las causas, la naturaleza y los efectos. El análisis es la observación y examen de un hecho en particular. Es necesario conocer la naturaleza del fenómeno y objeto que se estudia para comprender su esencia. Este método nos permite conocer más del objeto de estudio, con lo cual se puede: explicar, hacer analogías, comprender mejor su comportamiento y establecer nuevas teorías Los métodos que emplea el análisis químico pueden ser: clásicos:     Métodos químicos (se basan en reacciones químicas) o clásicos:    Análisis volumétrico   Análisis gravimétrico  gravimétrico 

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA LABORATORIO DE DESARROLLO ANALÍTICO ANÁLISIS VÍA GRUPO FUNCIONAL PARA CUANTIFICAR LACTULOSA EN JARABE   Métodos fisicoquímicos (se basan en interacciones físicas) o instrumentales:   Métodos espectrométricos   Métodos electroanalíticos  electroanalíticos    Métodos cromatográficos Los métodos químicos han sido utilizados tradicionalmente, ya que no requieren instrumentos muy complejos (tan sólo pipetas, buretas, matraces, balanzas, entre otros). Los métodos fisicoquímicos, sin embargo, requieren un instrumental más sofisticado, tal como equipos de cromatografía, cristalografía, etc. El estudio de los métodos químicos químico s está basado en el equilibrio químico, que puede ser de los siguientes tipos: equilibrio ácido-base   equilibrio oxido-reducción   equilibrio de solubilidad   equilibrio de complejos   Los métodos analíticos se deben validar según la naturaleza del método analítico a nalítico en:   métodos de cuantificación   métodos de determinación de impurezas   pruebas límite   identidad Para estudiar éstos se determinan parámetros como linealidad, rango, especificidad, exactitud, precisión, tolerancia, robustez y los límites de detección y cuantificación según sea el caso. En el caso de que no exista dicho método se propone uno mediante un diseño factorial para determinar las condiciones de trabajo. En el presente trabajo se utilizaron los métodos espectrofotométricos, gravimétrico y volumétricos para la cuantificación de latiene lactulosa presente en el jarabe tomando en cuenta los grupos funcionales principales que (aldehídos y cetonas). Lactulosa Propiedades fisicoquímicas -Forma: Polvo cristalino

-Punto de fusión /campo de fusión: 167-169 °C

-Color: Blanco

-Solubilidad en / miscibilidad con agua a 30 °C: 764 g/l

-Olor: Inodoro

- índice de refracción: no menos de 1,451; a 20 °C 

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Figura 1. Estructura de la lactulosa

Figura 2. Presentación comercial del arabe de lactulosa

-Formula: C12H22O11  -Peso molecular: 342.296 g/mol

-Biodisponibilidad: -Biodisponibilidad: pobre absorción

-Metabolismo: colon

-Vida media: 1,7 – 1,7  – 2  2 horas

-Excreción: heces -Forma farmaceutica: jarabe -Via de administración: oral

La lactulosa es un azúcar sintético usado para tratar el estreñimiento (constipación). Se procesa en el colon en sustancias que extraen el agua del cuerpo y la evacuan hacia el colon. Esta agua ablanda las heces. La lactulosa también se usa para reducir la cantidad de amoníaco en la sangre de los pacientes con problemas al hígado. Funciona al extraer el amoníaco de la sangre al colon donde se desecha del cuerpo  cuerpo   La solución de Lactulosa es una solución de agua preparada a partir de Concentrado de lactulosa. Contiene no menos de 90,0 por ciento y no más de 110,0 por ciento de la cantidad declarada de lactulosa (C12H22O11), deacuerdo con la USP 41. 

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA LABORATORIO DE DESARROLLO ANALÍTICO ANÁLISIS VÍA GRUPO FUNCIONAL PARA CUANTIFICAR LACTULOSA EN JARABE Fundamento de los métodos propuestos Método 1. Determinación de grupos carbonilo por oximación El producto de la condensación de un aldehído o cetona con hidroxilamina (NH2OH), se conoce como oxima. La oximación está específicamente catalizada por ácido. Se produce pérdida de agua del intermedio tetraédrico para dar la oxima. Si se añade un exceso de hidroxilamina a la muestra, se puede valorar con un ácido el exceso de hidroxilamina tras completarse la oximación. Por desgracia, la hidroxilamina libre es inestable y el oxigeno la oxida. Por lo tanto, este método no es factible. En su lugar, se efectúa la reacción de oximación con clorhidrato de hidroxilamina que es muy estable. Cada mol de oxima formado da lugar a 1 mol de HCl, que se puede valora con un álcali estandarizado, lo cual da una medida del grupo carbonilo en la muestra. Formación de la oxima:

Método 2. Análisis gravimétrico El análisis gravimétrico consiste en determinar a cantidad proporcionada de un elemento, radical o compuesto presente en una muestra, eliminando todas las sustancias que interfieren y convirtiendo el constituyente o componente deseado en un compuesto de composición definida, que sea susceptible de pesarse. Un análisis gravimétrico seguro de aldehídos y cetonas se basa en su conversión a los correspondientes 2,4-dinitrofenilhidrazonas que son derivados insolubles, cristalinos y coloreados, se aíslan y pesan fácilmente, y el alto peso molecular de la hidrazona permite el análisis de muestras relativamente pequeñas.

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA LABORATORIO DE DESARROLLO ANALÍTICO ANÁLISIS VÍA GRUPO FUNCIONAL PARA CUANTIFICAR LACTULOSA EN JARABE Formación de la hidrazona hi drazona

Método 3. Determinación por espectrofotometría empleando una curva estándar La espectrofotometría de absorción consiste en la l a medida de la absorción, por las diferentes sustancias, de una radiación electromagnética de longitudes de onda situadas en una banda definida y estrecha, esencialmente monocromática. L banda espectral empleada se extiende desde las cortas longitudes de onda de la zona UV hasta la zona visible del espectro. Los espectros UV y visible de una sustancia no tienen, en general un alto grado de especificidad. Sin embargo, son muy adecuados para las valoraciones cuantitativas y, en el caso de muchas sustancias constituyen un útil medio adicional de identificación. La espectrofotometría UV/visible es un método rápido y preciso que se basa en el empleo de la ley de Lambert-Beer que relaciona la absorción con la concentración de las moléculas en solución para una longitud de onda determinada. Las valoraciones espectrofotométricas requieren normalmente una comparación de la absorbancia producida por la solución de a sustancia problema (preparada según lo especificado en la monografía) con la absorbancia de la solución de referencia. Ley de Lambert-Beer A = bc Donde: A: absorbancia 

coeficiente de absortividad molar

b: longitud del paso óptico (celda) c: concentración del analito 

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II. OBJETIVO  

Proponer un método analítico alterno al de la farmacopea f armacopea para cuantificar Lactulosa en jarabe, mediante los grupos funcionales que posee.

III. HIPÓTESIS

IV. METODOLOGÍA  

Método 1. Determinación de grupos carbonilo por oximación

Reactivos:

-Clorhidrato de hidroxilamina 0.3 N. se disuelven unos 21g de reactivo en un 1 litro de agua. -Hidróxido de sodio 0.1 N. se diluyen 6 mL de solución saturada de NaOH hasta completar un litro de agua recientemente hervida. -Solución de azul de bromofenol. Se prepara una solución de azul de bromofenol al 2% en etanol Procedimiento

Estandarización del NaOH: Se pesan exactamente alrededor de 0.4g del patrón primario biftalato de potasio (previamente secado durante 2 horas a 105°C) en un matraz Erlenmeyer de 250 mL se añaden 50 mL de agua recién hervida para disolver la muestra. Se añaden 3 gotas de solución de fenolftaleína, y se valora con la solución de NaOH mediante una bureta. El punto final lo señala el primer color rosa permanente. Se realiza por triplicado. tripli cado.

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA LABORATORIO DE DESARROLLO ANALÍTICO ANÁLISIS VÍA GRUPO FUNCIONAL PARA CUANTIFICAR LACTULOSA EN JARABE Tratamiento de la muestra: Se depositan 30 mL de NH2OH OH∙∙HCl 0.3 N, 20 mL de agua en un matraz volumétrico de 50 mL, 0.5 mL del jarabe y 1 gota de azul de bromofenol y se valoró con hidróxido de sodio 0.1 N hasta la aparición de un color ligeramente azul.  

Método 2. Análisis gravimétrico

Se pesa 0.5 g del reactivo 2,4-dinitrofenilhidrazina y se transfirió a un tubo de ensaye (esto con el fin de formar la respectiva hidrazona insoluble en agua), se agrega 1.5 mL de jarabe de lactulosa y 5 mL de ácido clorhídrico 0.2 N. Se observa un precipitado color amarillo. Filtrar la solución, secar el precipitado en una estufa a una temperatura de 100 °C y pesar. La prueba se debe realizar a pH 4.  

Método 3. Determinación por espectrofotometría empleando una curva estándar

Reactivos:

-Etanol absoluto -Ácido acético glacial -Ácido o-fosfórico -Metanol absoluto -Lactulosa estándar -Antrona: se pesa 0.2g de antrona se agregan 6 mL de ácido acético glacial, se calienta levemente hasta disolver, se agregan 12 mL de etanol absoluto y 2.8 mL de ácido o-fosfórico concentrado. Este reactivo se debe preparar en el momento de análisis debido a que al almacenarse a temperatura ambiente la antrona cristaliza. Procedimiento:

Preparación del blanco: Se agregan 4 mL de metanol absoluto y 0.5 mL del reactivo de antrona, se coloca en un baño de agua hirviendo (dejar 5 minutos). Dejar enfriar y agregar 6 mL de ácido acético glacial.

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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA LABORATORIO DE DESARROLLO ANALÍTICO ANÁLISIS VÍA GRUPO FUNCIONAL PARA CUANTIFICAR LACTULOSA EN JARABE Preparación de la curva estándar: Se pesa 15 mg de estándar de lactulosa en un matraz aforado de 10 mL y se afora con agua destilada. Se realizan las siguientes diluciones

(250 100)) (25 100 25)  6 ) == 0.3  0.3     5 ) =  0.5  ) ( (250 100 25   7 ) =  0.7  ) ( (250 100 10  Preparación de las muestras: Se miden 1 mL del jarabe en un tubo, se agregan 4 mL de metanol absoluto y 0.5 mL del reactivo de antrona. Se coloca en un baño de agua hirviendo hasta que se evapore la mayoría del líquido y se forme un residuo amarillo (dejar 5 minutos). Se deja enfriar y se disuelve el producto con 6 mL de ácido acético glacial.

Realizar un barrido en espectrofotómetro con luz UV para la muestra como para la referencia, empleando celdas de 1 cm. 

La fórmula empleada para obtener la concentración de lactulosa es:

 =  −   Donde: A= Absorbancia m= pendiente de la curva de calibración b= intercepto en la curva de calibración V. RESULTADOS   Método 1. Determinación de grupos carbonilo por oximación

o

Resultados obtenidos en la estandarización del NaOH: Volumen gastado NaOH (mL)

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Peso biftalato de potasio (g)

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0.4338

19.2

0.4091

19.3

0.4090

 =       0.4338   = 0.1036   = 0.0205 204.22      0.4091   = 0.1043    = 0.0192 204.22      0.4090   = 0.0193 204.22  204.22    = 0.1037  N promedio = 0.1038 Resultados obtenidos del contenido de lactulosa en jarabe: Muestra

Volumen gastado NaOH (mL)

1

4

2

2.3

3

2.4

Se utilizo la siguiente formula: g = NVPeq Muestra 1 g = (0.1038 N) (0.004 L) (342.30 g/eq) = 0.1421g 0.1421g -------> 0.5 mL 4.263 g = x 0.5 mL 2.451 g = x 0.5 mL 2.559 g = x