Два брата-анестетика и немного фармакопейных забав⁠⁠

Нужных ионов вам, уважаемые члены сообщества и читатели! На публикацию этого поста меня отчасти сподвигло новое видео на канале "Химия - Просто" о проверке фармацевтических препаратов по методикам из учебных пособий. Многое из того, чтоб было продемонстрировано в этом видео было увлекательным и любопытным, но некоторым препаратам выделено слишком мало экранного времени, что я и попытаюсь исправить своими примерами. Моим читателям, наверное хорошо известно, что я обычно специализируюсь в области фармакопейных реакций и испытаний на подлинность. Почему бы мне не внести свою скромную лепту в привычной манере?

Среди упомянутых лекарственных веществ оказался новокаин, он же прокаин, местный анестетик с богатой историей начавшейся еще в конце 19 века.

В качестве небольшой исторической справки уточню, что долгое время врачами применялся наркотический алкалоид кокаин, однако из-за его дороговизны, технических сложностей в приготовлении р-ров, выборе индивидуальных дозировок, токсичности, в конце конов, ученым пришлось хорошенько поднапрячься, дабы найти анестетик нового поколения, достойной альтернативы, что превзойдет старые препараты. Любопытно, но новокаин в переводе с латинского буквально означает "новый кокаин" - так утверждал его создатель А. Айнхорн, трудившийся над его изобретением со своей командой многие годы. Справедливости ради заметим, что новокаин мало чем напоминает своего предка, т.к. является производным аминобензойной кислоты (кокаин все-таки заметно отличается своим сложным происхождением и строением).

Новокаин (прокаин). Отчетливо виден фрагмент п-аминобензойной кислоты. Это вещество, а далее и его производные позволили совершить заметный рывок в создании замены кокаину.

А это кокаин. Этому сложному эфиру бензоилэкгонина точно есть что рассказать о зле наркотиков.

Сегодня мы рассмотрим еще и брата прокаина, бензокаин.

Э. Ритзерт открыл свойства нетоксичной п-аминобензойной кислоты, однако был разочарован отсутствием у нее жаропонижающего действия. Он полагал, что в этой неудаче повинны свободные гидроксильные группы кислоты, в связи с чем напор был сделан в направлении сложных эфиров карбоксильной группы с этанолом, аналогично гидроксильной группе в фенацетине. При практическом проведении этой идеи в лаборатории больницы Moabiter в Берлине в 1890 г. полученный этиловый эфир пара-аминобензойной кислоты снова оказался не жаропонижающим средством, но неожиданно для исследователя он обладал свойством, подобным известному уже несколько лет кокаину – вызывал онемение языка и губ, а также делал роговицу кролика невосприимчивой к болевым воздействиям. Так как препарат в отличие от кокаина был совсем не токсичным, Ритзерту скоро удалось заинтересовать этим открытием своего бывшего преподавателя в университете Гессена доктора Лаубенхаймера (Dr. Laubenheimer), который стал в то время директором на заводе красителей "Хёхст" на Майне. В результате был заключён договор с "Хёхст" на дальнейшую разработку и производство нового препарата, который получил название анестезин. Однако анестезин из-за плохой растворимости в воде уступал кокаину, так как мог использоваться только для поверхностной анестезии, остальные области применения кокаина для него оставались невозможными. Кроме того, в то время ещё не было достаточных результатов фармакологических экспериментов и клинической апробации анестезина, поэтому нельзя было давать показания к применению препарата. По этой причине завод красителей "Хёхст" не рисковал с введением анестезина в практику. В противоположность этому был доказан интересный и указывающий нужное направление для дальнейших исследований факт при образовании этилового эфира пара-аминобензойной кислоты о том, что в кокаине обезболивающий эффект обусловлен бензольным радикалом.

В аптеках оборот анестезина сейчас ограничен, так что навряд ли вам удастся раздобыть его. Виной тому метгемоглобинемия. Опасность заключается в повышенной предрасположенности к метгемоглобинемии младенцев и детей. В чем причина? А в более уязвимом к окислению младенческом фетальном гемоглобине; в низком (по сравнению с взрослыми) уровне НАДН-метгемоглобин-редуктазы, каталазы и глутатионпероксидазы у новорождённых, к тому же их организму много не надо, гораздо меньшие дозировки могут привести к расстройству. Метгемоглобинемия затрагивает и взрослых, однако не всегда токсичность для крови может быть приоритетнее сильнейших болей, пускай для лечения подобных могут применять и наркотические болеутоляющие. А вот для детей высокие концентрации анестезина в разы опаснее. Есть одна любопытная деталь: риски развития болезни значительно повышались при концентрациях анестезина в диапазоне 14-20%, что чаще всего достигалось в аэрозолях и мазях. Может, это привело к отказу от некоторых лекарственных форм выпуска?

Не стоит, однако, винить во всем лишь бензокаин. Таких анестетиков, как он, насчитывается целое семейство, и вызывать серьезнейшие побочки может и, к примеру, лидокаин. 

Бензокаин иногда работает со своим братом вместе в одном растворе. Попросите в аптеке пузырек Меновазина, и у вас на руках будут оба анестетика, растворенные в этаноле. Их там обычно сопровождает еще левоментол, который усиливает лечебный эффект, дополнительно "подмораживая" место контакта.

В упомянутом видео отчетливо видно, что новокаин имеет форму выпуска "in ampulis", концентрация там невелика, всего 0.5% действующего вещества. В Меновазине же содержание его вдвое больше. Я тоже некогда работал с прокаином в подобном виде, но многие реакции на подлинность часто давали сбой, и я перестал доверять этим слабеньким р-рам.

А вот, кстати, и бензокаин. Как видите, различий немного.

Recipe solution pro injectionibus. Da in ampulis. Signa.

С химической точки зрения, и новокаин, и бензокаин относятся к производным п-аминобензойной кислоты. Первый был получен объединением с диэтиламиноэтанолом, а второй - с этанолом. Эта небольшая разница, впрочем, не очень влияет на их качественные реакции, поэтому в ГФ методы идентификации практически идентичны. Что же можно провернуть, имея некоторые реактивы?

Первая из функциональных групп обоих соединений обращает на себя внимание первичная ароматическая аминогруппа. Этот заместитель (да еще и в подобном положении) может много рассказать о характере соединений. Например, о том, что нашим анестетикам недалеко до хинониминов, а достичь этого можно просто окислив аминогруппу. Р-р персульфата аммония в н.у. слабо меняет дело, в этой реакции цвет реакционно смеси лишь чутка порозовеет, для сравнения лучше использовать белую бумагу.

Ранее бесцветный р-р слегка покраснел. Реакция пошла, но недостаточно.

Это не что иное, как хинонимин, в котором окислена не только аминогруппа (до единичного атома азота), но и карбоксильная группа, которую безжалостно довели до атома кислорода. Обычно хиноны и родственные им соединения имеют выраженный окрас, так что и наш хинонимин не стал исключением.

В пособиях можно встретить подобную иллюстрацию произошедшего. Правда, используют они перманганат калия, но суть та же.

Первичную ароматическую аминогруппу можно также пробить "дихроматной пробой". Этим термином я имею в виду реакцию дихромата аммония с необходимым радикалом в строго кислой среде. Приливаем по каплям к р-ру препаратов наш опасный "апельсиновый" окислитель и последним штрихом подливаем кислоты:

Из архива нарыл ту же реакцию, но с чистым "ампульным" прокаином:

Спустя время слабо, но видно на дне темную муть. Реакцию можно считать успешной. Извиняюсь за качество, старье всегда такое.

Причина потемнения р-ра состоит в том же окислении и образовании окрашенного продукта. Дихроматную пробу обычно применяют для идентификации первичных ароматических аминогрупп. Удобно, практично, ни разу еще не подвела.

Если выдумаете, что с нашими аминогруппами мы закончили, то вы чутка ошибаетесь, ведь вас ждет реакция с ароматическими альдегидом. Зачем? При реакции ароматического амина с карбонильной группой образуются основания Шиффа, окрашенные в желтый или оранжевый цвет. Реакция идет через нуклеофильное присоединение амина к углероду альдегидной группы. В качестве ароматического альдегида возьмем знакомый всем ванилин. Взаимодействие недолгое, вполне примечательное:

Р-р пожелтел, а можно было ведь еще и подогреть, тогда насыщенность оттенков еще больше убедила бы вас в правильности реакции.

Давайте еще чем-нибудь окислим наших братьев-анестетиков. Предлагаю взять гипохлориты, , а на десерт оставить перманганат калия, как и в пресловутом видео:

Окисляются прекрасно, причем не только ДВ, но иногда и этанол с ментолом.

Забавно, но перекись водорода не подходит в качестве ок-ля, так что прозрачный бесцветный р-р был "как слева, так и справа".. Ну не хватило его сил, а жаль:

С удовольствием провел бы еще диазосочетание, но у меня до сих пор нет нужных реактивов. А в оборудованных и оснащенных университетах и прочих НИИ нитриты и бета-нафтолы имеются точно. Но не у всех есть возможность их использовать.Те кто могут, не захотели, а кто хочет, не смогли (см. схему ниже). И так во многом, особенно если затрагивать фармакопейные реакции.

В теории можно было осадить новокаин общеосадительными реактивами, ибо третичный азот и все дела, но на практике ни р-р таннинов, ни реактив Вагнера не спасли положение. Возможно, дело было в неправильном растворителе, а может быть, не хватило концентрации. Кто знает.

Все выводы вы делаете, как всегда, сами. Если я в чем-то ошибся, допустил неточность - буду рад правильным пояснениям в комментариях.