UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Zaragoza “Químico Farmacéutico Biólogo” Análisis
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Facultad de Estudios Superiores Zaragoza “Químico Farmacéutico Biólogo” Análisis de Fármacos y Materias Primas II Análisis cuantitativo por agua de Karl-fisher de ampicilina QFB. Irma Alejandre Razo Martínez Mendoza Anel Elizabeth Neyra Moreno Marissa Daniela Roque Ortega María Guadalupe Grupo: 1551 18 de noviembre de 2014 Equipo: 3
ANTECEDENTES
El contenido de humedad es un factor crítico de calidad en la mayoría de los bienes de consumo cotidiano ya que en muchos casos afecta su estabilidad o es determinante para fijar su caducidad, un ejemplo de ello son los productos de la industria farmacéutica ó de alimentos; también por conveniencia de empaque y embarque como en materias primas deshidratadas, o como en el caso de alimentos y bebidas para conocer su valor nutricional; es por ello que cada vez se vuelve más común la determinación de la cantidad de agua presente en una muestra en la industria en general. Existen métodos para determinar la humedad en muestras, como el caso del secado que hace uso de hornos o termo-balanzas, este presenta el inconveniente de cuantificar cualquier material volátil al momento de llevar a cabo el cálculo de humedad, generando con esto un error considerable en la determinación. Una manera confiable, eficiente y ampliamente aceptada para conocer el contenido de agua presente en un producto es mediante el método de Karl Fischer. La titulación por Karl-Fisher se basa en una reacción fundamental descrita por Bunsen en 1853. Involucra a la reducción de yodo por el SO2 en presencia de agua: 2H2O + SO2+I2 →H2SO4+2HI Posteriormente la reacción fue modificada para incluir metanol y piridina en un sistema de 4 componentes para disolver el yodo y el SO2. C5H5N · I2 + C5H5N · SO2 + C5H5N + H2O → 2C5H5N · HI + C5H5N · SO3 C5H5N · SO3 + CH3OH → C5H5N(H)SO4 · CH3 El reactivo de Karl-Fisher se prepara con una solución de yodo, dióxido de azufre y piridina en metanol, con relaciones molares aproximadas: 1I2 ∙ 3SO2 ∙ 10C5H5N Este reactivo se estandariza con tartrato de sodio dihidratado, ya que es muy estable y contiene 15.66% de agua.
Antes de determinar la humedad en los alimentos:
Se debe determinar un factor de equivalencia el cual representa a la cantidad equivalente de agua que reacciona con 1 ml de reactivo Karl Fisher. Se debe rectificar la estandarización previo al uso del reactivo pues éste cambia con el tiempo. Se debe de extraer completamente el agua. Se debe excluir la humedad atmosférica.
El equipo de Karl Fisher:
El agua en presencia de ácidos, alcoholes, fenoles, éteres, hidrocarburos, anhídridos, aminas, amidas, haluros y sulfuros son algunas de las cuantificables por este método.
AMPICILINA La ampicilina es un antibiótico penicilínico semisintético, de amplio espectrro y activo por vía oral. Aunque es más activo que las penicilinas naturales no estable frente a las beta-lactamasa producidas por bacterias gram-postitivas o gramnegativas. La ampicilina se utiliza para el tratamiento de infecciones debidas a organismos susceptibles como la otitis media, la sinusitis y las cistitis. Debido al aumento de resistencias ya no se recomienda la ampicilina para el tratamiento de la gonorrea. Los antibióticos betalactámicos como la ampicilina son bactericidas. Actúan inhibiendo la última étapa de la síntesis de la pared celular bacteriana uniéndose a unas proteínas específicas llamadas PBPs (Penicillin-Binding Proteins) localizadas en la pared celular. Al impedir que la pared celular se construya correctamente, la ampicilina ocasiona, en último término, la lisis de la bacteria y su muerte. La ampicilina no resiste la acción hidrolítica de las beta-lactamasas de muchos estafilococos, por lo que no se usa en el tratamiento de estafilococias. Aunque la ampicilina es activa frente a los estreptocos, muchas cepas se están volviendo resistentes mediante mecanismos diferentes de la inducción de blactamasas, por lo que la adición de ácido clavulánico no aumenta la actividad de la ampicilina frente a estas cepas resistentes. Dado que muchos otros gérmenes se están volviendo resistentes a la ampicilina, se recomienda realizar un antibiograma antes de instaurar un tratamiento con ampicilina, siempre que ello sea posible. La ampicilina se puede administrar oral y parenteralmente. Aproximadamente el 30-55% de la dosis se absorbe, una cantidad mucho menor que la de la amoxicilina. La ampicilina se une a las proteínas del plasma en un 14-20%. Se distribuye ampliamente, encontrándose concentraciones bactericidas en hígado, pulmones, orina, próstata, vejiga, vesícula biliar, efusiones del oído medio, secreciones bronquiales, etc. Es capaz de atravesar la barrera hematoencefálica, obteniéndose concentraciones terapéuticas en líquido cefalorraquídeo cuando las meninges están inflamadas. La ampicilina no cruza la barrera placentaria.
Aproximadamente el 10% de la dosis de ampicilina es metabolizada a productos inactivos que son eliminados sobre todo en la orina, conjuntamente con el antibiótico sin metabolizar. OBJETIVO Determinar el porcentaje de agua en una muestra comercial de ampicilina mediante el método de titulación por Karl Fisher. HIPÓTESIS Según la USP 34 pagina 1898, la muestra de capsulas de ampicilina contiene un porcentaje de humedad de entre 10 y 15% de humedad. MÉTODO Valoración: se pesaron 120.3 mg de tartrato de sodio dihidratado en balanza analítica. Se transvasaron al vaso del equipo Karl Fisher. Se agrego reactivo de Karl Fisher y se observaron los mL que se gastaron para llegar al punto final. Titulación:
Se colocaron 18 ml de metanol en el contenedor correspondiente del equipo Karl Fisher. Se tituló con el reactivo Karl Fisher y se anotaron los mL que se gastaron para llegar al punto final. Se pesaron 112mg de ampicilina trihidratada en balanza analítica. Se agrego al contenedor correspondiente del equipo. Se titulo con reactivo de Karl-Fisher. y se anotaron los mL de reactivo que se gastaron para llegar al punto final.
Se realizaron los cálculos correspondientes. Resultados 𝐹 = 2(
18.02 𝑔 𝑑𝑒 𝐻2 𝑂 120.3 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝑇𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑑𝑖𝑜 • 2𝐻2 𝑂 )( ) 230.08 𝑔 𝑑𝑒 𝑇𝑎𝑟𝑡𝑟𝑎𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑆𝑜𝑑𝑖𝑜 • 2 𝐻2 𝑂 18.9 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝐾𝑎𝑟𝑙 𝐹𝑖𝑠ℎ𝑒𝑟 𝑭 = 𝟎. 𝟗𝟗𝟕𝟎
𝒎𝒈 ⁄𝒎𝑳
%𝐻2 𝑂 𝑒𝑛 𝑀𝑒𝑂𝐻 = 100 (8.3 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝐾𝑎𝑟𝑙 𝐹𝑖𝑠ℎ𝑒𝑟) ( %𝐻2 𝑂 𝑒𝑛 𝑀𝑒𝑂𝐻 = 45.9727
𝑚𝑔 ⁄𝑚𝐿 ) 18 𝑚𝐿
0.9970
𝑚𝑔 ⁄𝑚𝐿
𝑚𝑔 1𝑔 ( ) = 𝟎. 𝟎𝟒𝟓𝟗𝟕 %𝑯𝟐 𝑶 𝒆𝒏 𝑴𝒆𝑶𝑯 𝑚𝐿 1000𝑚𝑔 𝑚𝑔 0.9970 ⁄𝑚𝐿 % 𝐻2 𝑂 𝑒𝑛 𝐴𝑚𝑝𝑖𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 = 100 (13.3 𝑚𝐿 𝑑𝑒 𝐾𝑎𝑟𝑙 𝐹𝑖𝑠ℎ𝑒𝑟) ( ) 112 𝑚𝑔 𝑑𝑒 𝐴𝑚𝑝𝑖𝑐𝑖𝑙𝑖𝑛𝑎 45.9721
% 𝑯𝟐 𝑶 𝒆𝒏 𝑨𝒎𝒑𝒊𝒄𝒊𝒍𝒊𝒏𝒂 = 𝟏𝟏. 𝟖𝟑𝟗𝟕 %𝑯𝟐 𝑶 𝒆𝒏 𝑨𝒎𝒑𝒊𝒄𝒊𝒍𝒊𝒏𝒂
Molécula a Cuantificar
𝐻2 𝑂 En forma de humedad en el fármaco, para saber la cantidad contenida en esta, ya que puede afectar la estabilidad y saber si cumple con lo estipulado en la USP. Análisis de resultados: La práctica se realizó satisfactoriamente, los resultados obtenidos entran dentro de los estándares indicados en la USP 34, con respecto a la cantidad de humedad en la ampicilina. La valoración Karl Fischer es un método de determinación de la humedad específico para el agua y apto para muestras con un gran contenido en humedad o con contenidos de agua dentro del margen ppm. Tiene una sensibilidad muy alta al contenido de agua que pueda contener la muestra, pero por esta razón también es muy sensible a la humedad atmosférica, así que se debe tener mucho cuidado de que esta humedad no interfiera en la determinación de la muestra, para esto se pueden colocar filtros de sílice gel conectados al equipo si es posible, para evitar que tanto el reactivo de KarlFischer y la muestra absorban humedad del ambiente. Es una técnica cara por el equipo y por el reactivo que se utilizan en la determinación. Pero a su vez es muy versátil ya que se pueden analizar cualquier tipo de sustancia que sea higroscópica. Conclusiones Se cumplió con el objetivo al determinar el porcentaje de agua en una muestra comercial de ampicilina mediante el método de titulación por Karl Fisher, y los resultados obtenidos corresponden al dato de porcentaje de humedad en la muestra comercial de ampicilina indicados en la USP 34
Moraleja Se aprendió el fundamento y el método experimental del análisis de muestras por método de Karl Fisher. La técnica es muy sencilla pero si se debe tener cuidado en la humedad cualquiera, externa a el fármaco, para evitar demasiada variación en nuestros resultados, ya que es importante la que esta no contamine los reactivos, y así tener errores en nuestra determinación así como también al momento de agitar la muestra para no hacer variar la lectura del electrodo y así tener otro error. Bibliografía: U. S Pharmacopeial convention. U.S. Pharmacopeia National Formulary 2011: USP 34 NF 29. United States Pharmacopeial, 2011,pag 1898 "Connors, K.A. "Curso de Análisis Farmacéutico" paginas 520-525 www.docencia.izt.uam.mx/lyanez/analisis/.../humedadycenizasnotas2a.ppt
que es karl fisher?es un metodo para determinar la humedad solo del agua :::: facil de monitorear y realizar::::: laderminacion del contenido de agua se basa en la oxidacion del dioxido de sulfuro por yodo enla precencia de agua::::la solucion de karl fisher es de una mezcla de dioxido de sulfuro yodo ypiridina en metanol:::ventajas en las soluciones exentas de pirinina: gran velocidad dereaccion, gran capacidad amortiguadora,punto final estable adecuadas a todos los metodoskarl fissher, mayor exactitud en alcanzar punto final, titulo estsable, posibilidad de determinarel punto final visualmete, libre de hidrocarburos alogenados.::::Solamente en el rango de pH entre 5.5 y 8.0 la titulación de Karl fisher se realiza a su máximavelocidad.Factores que afectan la titulaciónInfluencia del pHDisolvente adecuadoHumedad atmosférica Influencia de la temperaturaMuestreoTamaño de muestra adecuadoRecipiente de muestreo adecuado a la cantidad de muestraAlmacenamiento de muestrasF=W * 0.1566 / CF=Factor del reactivo de Karl fisherW=Peso del tartrato en mgC=Consumo del reactivo de Karl fisher en mLF=25ml / C% agua=C * F * 100 / W% agua=C * F * 100 / mL de mtra * dC=Consumo del reactivo de KF en mLF=Factor del reactivo KFW=Peso de la muestra en mgd=Densidad de la muestraconductividadG = 1 / R = g=conductancia r= resistencia