Introducción a la química farmaceútica

Presentación del tema: "Introducción a la química farmaceútica"— Transcripción de la presentación:

1 Introducción a la química farmaceútica
Prof: Danny Javier Balanta Silva Facultad de Ciencias Naturales y Exactas Departamento de Química Maestría en Ciencias Química 1

2 Cálculos en química farmaceútica.
Son necesarios, debido a que los principios activos contenidos en las formas farmaceúticas necesitan ser cuantificados en algún momento del proceso (material de partida, producto en proceso o producto terminado) Pueden ser requeridos por el director técnico o encargado de la planta de procesamiento Se pueden determinar mediante espectroscopía de UV-Visible, Absorción atómica, espectroscopía FTIR y RMN, curvas de calibración, interpolación, adición de estándar, valoración potenciométrica y gravimetría.

3 Son necesarios, debido a que los principios activos contenidos en las formas farmaceúticas necesitan ser cuantificados en algún momento del proceso (material de partida, producto en proceso o producto terminado) Pueden ser requeridos por el director técnico o encargado de la planta de procesamiento Se pueden determinar mediante espectroscopia de UV-Visible, Absorción atómica, espectroscopia FTIR y RMN, curvas de calibración, interpolación, adición de estándar, valoración potenciométrica y gravimetría.

4 Humedad: ejercicio 1 Se requiere fabricar píldoras de codeína, en forma de fosfato de codeína (30 mg / tableta). El registro de manufactura solicita pesar g del principio activo distribuidos así: Lote , existencia de 1000 g cuya humedad es del 2.5% Lote , existencia de g cuya humedad es del 2.84% ¿Cuáles son las cantidades reales a pesar de cada materia prima de los dos lotes diferentes para el tableteado?

5 El cálculo es similar para el lote 1650
Humedad: ejercicio 1 Principio activo del lote : tiene 1000 g, de los cuales el 2.5 % es humedad, entonces se deben pesar realmente: 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑡𝑒 1321: ∗ =1025 𝑔 El cálculo es similar para el lote 1650 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑟𝑒𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑡𝑒 1650: ∗ = 𝑔 𝐶𝑎𝑛𝑡𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑎 𝑝𝑒𝑠𝑎𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑑𝑒𝑖𝑛𝑎 𝑓𝑜𝑠𝑓𝑎𝑡𝑜: = 𝑔

6 Determinaciones varias. Ejercicio 1
Una formulación contiene 15 mg de benzocaína y 36 mg de antipirina en 1 mL de solución. Calcular la concentración en % (p/v) de cada ingrediente. 𝐶𝑜𝑛𝑐. 𝑏𝑒𝑛𝑧𝑜𝑐𝑎𝑖𝑛𝑎 % 𝑝 𝑣 = 15 𝑚𝑔∗ 1 𝑔 1000 𝑚𝑔 1 𝑚𝐿 ∗100=1.5% 𝐶𝑜𝑛𝑐. 𝑎𝑛𝑡𝑖𝑝𝑖𝑟𝑖𝑛𝑎 % 𝑝 𝑣 = 36 𝑚𝑔∗ 1 𝑔 1000 𝑚𝑔 1 𝑚𝐿 ∗100=3.6%

7 Determinaciones varias. Ejercicio 2
¿Cuánta cantidad de una mezcla de concentración de 17% (p/p) puede prepararse de 8.8 g de principio activo puro? 17 g de ppio activo puro se usan en 100 g de preparado 8.8 g de ppio activo rendirán X g de preparado 𝑋 100 𝑔 𝑝𝑟𝑒𝑝 = 8.8 𝑔 𝑝𝑝𝑖𝑜 𝑎𝑐𝑡. 17 𝑔 𝑝𝑝𝑖𝑜 𝑎𝑐𝑡 𝑋= 8.8 𝑔 𝑝𝑝𝑖𝑜 𝑎𝑐𝑡. 17 𝑔 𝑝𝑝𝑖𝑜 𝑎𝑐𝑡 ∗100 𝑔 𝑝𝑟𝑒𝑝 𝑋=51.76 𝑔 𝑝𝑟𝑒𝑝

8 Determinaciones por RMN: área bajo la curva Una especialidad farmacéutica contiene acido acetilsalicílico, fenacetina y cafeína en distintas proporciones que usted no conoce; sin embargo al tomar los espectros de RMN protónico las integraciones de las señales de los grupos CH3 para cada compuesto aparecen a 2.3, 2.1 y 3.4 ppm con áreas de 113, 192 y 36 respectivamente. Calcule la proporción de los tres fármacos en la especialidad.

9 Determinaciones por RMN: área bajo la curva
Calcule la proporción de los tres fármacos en la especialidad. Solución: se calcula la relación de las áreas de cada una de las señales, dado que la señal del grupo metilo en cada caso es la mas intensa. % 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑙𝑠𝑎𝑙𝑖𝑐𝑖𝑙𝑖𝑐𝑜= ∗100=33% % 𝑓𝑒𝑛𝑎𝑐𝑒𝑡𝑖𝑛𝑎= ∗100=56% % 𝑐𝑎𝑓𝑒í𝑛𝑎= ∗100=11%

10 Determinaciones por HPLC: área bajo la curva
Usted requiere determinar el contenido de cafeína por HPLC en un preparado farmacéutico. De acuerdo a la USP le proporcionan estándares del principio activo, los cuales arrojan los siguientes datos. Determine las concentraciones de ambas muestras en ppm # STD Anchura pico Altura pico tr (min) Area Concentración (ppm) 1 0.3179 27.9 5.416 561.6 8 2 0.3191 50.1 5.442 1007.7 16 3 0.3188 110.1 5.454 2225.8 32 4 0.3177 139.4 5.475 2804.8 40 5 0.3193 161.3 5.477 3247.6 48 6 0.3180 220.3 5.490 4437.1 64 Muestra 1 0,3567 188,5 5.492 4398,6  ? Muestra 2 0.3399 174.6 5.504 3823.7

11 Determinaciones por HPLC: área bajo la curva
Picos estándares

12 Determinaciones por HPLC: área bajo la curva
Picos muestras

13 Determinaciones por HPLC: área bajo la curva
Usted requiere determinar el contenido de cafeína en un preparado farmacéutico. De acuerdo a la USP le proporcionan estándares del principio activo, los cuales arrojan los siguientes datos, mas los de sus muestras, determine las concentraciones de ambas en ppm 𝐴𝑟𝑒𝑎=69.7 𝐶𝑎𝑓 −35.5 𝑟=0.999 (𝐴𝑟𝑒𝑎+35.5) 𝑝𝑝𝑚 −1 = 𝐶𝑎𝑓 𝐶𝑎𝑓1 =63.61 𝑝𝑝𝑚 𝐶𝑎𝑓2 =55.36 𝑝𝑝𝑚

14 Concentración PDMS (mg/mL) Intensidad (Absorbancia a 1260 cm-1)
Determinaciones por IR: Usted requiere determinar el contenido de simeticona en grageas comerciales, para dicho fin utiliza 10 grageas cuya masa es de g. El estándar USP a emplear es PDMS (polidimetilsiloxano) el cual se midió por espectroscopía FTIR, de la siguiente manera. Peso de PDMS (± 0.1 mg) Concentración PDMS (mg/mL) Intensidad (Absorbancia a 1260 cm-1) 11,60 1,160 0,263 22,00 2,200 0,405 29,80 2,980 0,422 39,90 3,990 0,768 49,70 4,970 1,202 59,30 5,930 1,240

15 Peso promedio grageas (g) Contenido de Simeticona por tableta
Determinaciones por IR: Los datos relacionados a las muestras problema son los siguientes. Se solicita calcular el contenido de simeticona en cada una de las muestras (1 y 2). Se utilizan 10 mL de tolueno para cada una de las disoluciones Peso promedio grageas (g) 0,5780 Peso muestra 1 (g) 0,1485 Peso muestra 2 (g) 0,1450 Contenido de Simeticona por tableta 120 mg Absorbancia muestra 1 0,217 Absorbancia muestra 2 0,753

16 Determinaciones por IR:
Se solicita calcular el contenido de simeticona en cada una de las muestras (1 y 2) [Sim] es el contenido de simeticona en la muestra mas no en la tableta. 𝐴=0,2307 𝑆𝑖𝑚 −0,0998 𝑟=0,964 𝑆𝑖𝑚 = 𝐴 −0, ,2307 𝑚 𝐿 𝑚 𝑔 𝑆𝑖𝑚 1 =1,373 𝑚 𝑔 𝑚 𝐿 𝑆𝑖𝑚 2 =3,696 𝑚 𝑔 𝑚 𝐿

17 Determinaciones por IR:
Se solicita calcular el contenido de simeticona en cada una de las muestras (1 y 2) Contenido de simeticona en tableta 1 &1,373 𝑚𝑔 𝑆𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜𝑛𝑎 𝑚𝐿 𝑇𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑜 𝑥 10 𝑚𝐿 𝑇𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑜∗ 𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 1 𝑇𝑎𝑏𝑙𝑒𝑡𝑎 𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 =53,43 𝑚𝑔 𝑆𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜𝑛𝑎 𝑇𝑎𝑏𝑙𝑒𝑡𝑎

18 Determinaciones por IR:
Se solicita calcular el contenido de simeticona en cada una de las muestras (1 y 2) Contenido de simeticona en tableta 2. &3,696 𝑚𝑔 𝑆𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜𝑛𝑎 𝑚𝐿 𝑇𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑜 𝑥 10 𝑚𝐿 𝑇𝑜𝑙𝑢𝑒𝑛𝑜∗ 𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 1 𝑇𝑎𝑏𝑙𝑒𝑡𝑎 𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 =147,33 𝑚𝑔 𝑆𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜𝑛𝑎 𝑇𝑎𝑏𝑙𝑒𝑡𝑎 𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜= 53, ,33 2 =100,38 𝑚𝑔 𝑆𝑖𝑚𝑒𝑡𝑖𝑐𝑜𝑛𝑎 𝑇𝑎𝑏𝑙𝑒𝑡𝑎

19 Determinaciones varias: potencia estandar
De acuerdo a la farmacopea USP el análisis de furosemida se realiza de la siguiente manera: De 20 tabletas maceradas (1.656 g) tómese una cantidad de mustra de furosemida ( g) y solubilice en 300 mL de NaOH 0.1M Complete a volumen hasta 500 mL con NaOH 0.1M Tome 5 mL de la solución anterior y dilúyala hasta 250 mL con NaOH 0.1M La absorbancia del extracto anterior debe leerse en celdas de 1 cm en un espectrofotómetro UV-Vis a 271 nm El coeficiente de extinción molar es de 580 mL/g a esa longitud de onda

20 Determinaciones varias: potencia estandar
De acuerdo a la farmacopea USP el análisis de furosemida se realiza de la siguiente manera: Contenido estándar: 40 mg de furosemida / tableta Peso de 20 tabletas utilizadas: g Peso de la muestra de las tabletas maceradas para análisis: g Lectura de la absorbancia: a 271 nm Del método y los datos provistos, calcule la potencia estándar de la tableta

21 Determinaciones varias: potencia estándar de furosemida
Cantidad de ppio activo en las 20 tabletas 𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑔 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 ∗ 40 𝑚𝑔 𝑝𝑝𝑖𝑜 𝑎𝑐𝑡. 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒𝑡𝑎 ∗20 𝑡𝑎𝑏𝑙𝑒𝑡𝑎𝑠=251.0 𝑚𝑔 𝑝𝑝𝑖𝑜 𝑎𝑐𝑡 Concentración en la solución diluida: [C] está dado en g / 100 mL 𝐴𝑏𝑠 580 𝑚𝐿/𝑔 = 𝐶 𝑚𝐿/𝑔 = g 100 𝑚𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛 = 𝑚𝑔 100 𝑚𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛 𝐴𝑏𝑠=580 𝐶 Cantidad de furosemida en la solución original de la tableta: 1.028 𝑚𝑔 100 𝑚𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛 ∗ 250 𝑚𝐿 5 𝑚𝐿 ∗500 𝑚𝐿 𝑠𝑜𝑙𝑛=257.0 mg 257.0 𝑚𝑔 𝑚𝑔 ∗100=102.4 % Potencia estándar:

22 ¡Muchas gracias por su atención!

23

24 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución de tabletas Primer criterio de la USP: 6 tabletas “El promedio obtenido de la disolución (S1) de 6 tabletas de un mismo lote fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q + 5%, de no cumplir este criterio se pasa al segundo criterio de la USP” Las seis tabletas pueden repartirse asi: 2 tabletas al inicio del procesado, 2 tabletas en producto en proceso y 2 tabletas en producto terminado

25 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución de tabletas Segundo criterio de la USP: 6 tabletas “El promedio obtenido de la disolución (S1+S2) de 12 tabletas de un mismo lote fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q y ninguno de los valores obtenidos en las 12 tabletas individuales deberá ser menor a Q-15%” Se usan las seis tabletas del primer criterio mas seis tabletas del segundo criterio. De no ser asi se pasa al tercer criterio

26 Criterios de la USP aplicados en el control de calidad para disolución de tabletas Tercer criterio de la USP: 12 tabletas “El promedio obtenido de la disolución (S1+S2+S3) de 24 tabletas de un mismo lote fabricado debe ser igual o mayor al valor de Q y no mas de dos tabletas de las 24 deben ser menores a Q-15% y ninguna de las 24 tabletas debe ser menor a Q-25%” Se usan las seis tabletas del primer criterio mas seis tabletas del segundo criterio mas 12 tabletas del tercer criterio

27 No cumple primer criterio ya que no da Q + 5%
Ejemplo: determine si un lote de Captoril (antihipertensivo) con un Q=80 (determinado por la USP-NF) cumple con los criterios de la USP S1 V1 V2 V3 V4 V5 V6 Q 70 80 85 79 81 84 S1= 79.83% No cumple primer criterio ya que no da Q + 5% Pasa a segundo criterio con seis tabletas mas

28 Ejemplo: determine si un lote de Captoril (antihipertensivo) con un Q=80 (determinado por la USP-NF) cumple con los criterios de la USP S1 V1 V2 V3 V4 V5 V6 Q 70 80 85 79 81 84 S2 V1 V2 V3 V4 V5 V6 Q 72 65 87 90 89 88 S1= 79.83% S2= 81.83% (S1+S2)/2 = 80.83% Se aprueba el lote en base al segundo criterio de disolución

29 Concentración (mg/ 100 mL)
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: 1. Cinco soluciones estándar de diazepam (Mw: g/mol) fueron disueltas en etanol grado espectroscópico, y las absorbancias de cada solución fueron medidas a 285 nm en cubetas de cuarzo de 1 cm por UV. Determinar la absorptividad molar y la concentración en mg/100 mL de un lote cuya absorbancia fue de Concentración (mg/ 100 mL) Absorbancia 0.25 0.140 0.50 0.281 0.75 0.421 1.00 0.562 1.25 0.697

30 𝐴𝑏𝑠=0.558 𝐶 +0.0017 𝐶𝑜𝑒𝑓. 𝑟 2 =0.9992 𝐴𝑏𝑠−0.0017 0.558 𝑚𝐿/𝑚𝑔 = 𝐶
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta problema 1: 1. 𝐴𝑏𝑠=0.558 𝐶 𝐶𝑜𝑒𝑓. 𝑟 2 =0.9992 𝐴𝑏𝑠− 𝑚𝐿/𝑚𝑔 = 𝐶 0.510− 𝑚𝐿/𝑚𝑔 = 𝐶 𝑚𝑔 100 𝑚𝐿 = 𝐶

31 100∗0.558 𝑚𝐿 𝑚𝑔.𝑐𝑚 ∗ 1 𝐿 1000 𝑚𝐿 1000 𝑚𝑔 1 𝑔 ∗ 284.7 𝑔 1 𝑚𝑜𝑙 =𝜀
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta problema 1: 𝐴𝑏𝑠=0.558 𝐶 𝐴𝑏𝑠=𝜀𝑏 𝐶 𝑒𝑛𝑡𝑜𝑛𝑐𝑒𝑠 0.558/𝑏=𝜀 100∗0.558 𝑚𝐿 𝑚𝑔.𝑐𝑚 ∗ 1 𝐿 𝑚𝐿 𝑚𝑔 1 𝑔 ∗ 𝑔 1 𝑚𝑜𝑙 =𝜀 𝐿 𝑚𝑜𝑙.𝑐𝑚 =𝜀

32 Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: 2
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: 2. Una preparación farmacéutica antibacterial contiene dos principios activos: sulfanilamida y sulfatiazol en (g/mL). Cuando se toma el espectro UV de la mezcla y se obtiene el espectro abajo a 252 y 280 nm.

33 Cálculos en química farmacéutica
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2 Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla. Compuesto Epsilon (mL/ g*cm) Longitud 252 nm 280 nm Sulfanilamida (x) 959 136 Sulfatiazol (y) 570 449 Absorbancia Mezcla 0.773 0.340

34 Cálculos en química farmacéutica
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2 Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla. 𝐴 1 = 𝜀 𝑥 𝐶 𝑥 𝑏+ 𝜀 𝑦 𝐶 𝑦 𝑏 𝐴 2 = 𝜀 𝑥 𝐶 𝑥 𝑏+ 𝜀 𝑦 𝐶 𝑦 𝑏 A1: absorbancia de la mezcla a la longitud de onda 1 (252 nm) y A2: absorbancia de la mezcla a la longitud de onda 2 (280 nm) b: longitud celda (1 cm) ex: absorptividad molar de sustancia x (mL/ g*cm) ey: absorptividad molar de sustancia y (mL/ g*cm) Cx: concentración sustancia x en g/mL Cy: concentración sustancia y en g/mL

35 Multiplicando ec.1 por 136 y ec.2 por 959 se tiene:
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2 Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla. 0.733=959 𝐶 𝑥 𝐶 𝑦 Ecuación 1 0.340=136 𝐶 𝑥 𝐶 𝑦 Ecuación 2 Multiplicando ec.1 por 136 y ec.2 por 959 se tiene: 99.688= 𝐶 𝑥 𝐶 𝑦 Ecuación 3 326.06= 𝐶 𝑥 𝐶 𝑦 Ecuación 4

36 Cálculos en química farmacéutica
Cálculos en química farmacéutica. Ultravioleta: Problema 2 Se tenían muestras puras de cada principio activo y el espectro UV fue obtenido bajo condiciones idénticas. Usando los datos de la tabla, calcule las concentraciones de cada ppio activo en la mezcla. Restando ec.3 de ec.4 se tiene: = 𝐶 𝑦 =[ 𝐶 𝑦 ] 𝑔 𝑚𝐿 𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑡𝑖𝑎𝑧𝑜𝑙=[ 𝐶 𝑦 ] Conociendo a Cy se determina fácilmente Cx: 𝑔 𝑚𝐿 𝑠𝑢𝑙𝑓𝑎𝑛𝑖𝑙𝑎𝑚𝑖𝑑𝑎=[ 𝐶 𝑥 ]

37 Resultados criterios Los resultados se expresan como concentración del fármaco en el medio de disolución respecto al tiempo o como la cantidad de fármaco remanente respecto al tiempo, o el tiempo en que algún porcentaje del fármaco debe ser liberado, por ejemplo la hidroclorotiazida el 60% tiene que haberse liberado en 30 minutos. La gran desventaja de este criterio es que no cuestiona la cantidad remanente que quede faltando porque puede que el 60% se libere a los 5 minutos y el 40% varias horas después o nunca. Se recomienda utilizar el criterio de tiempo requerido para liberar del 80 al 90 % del fármaco.