41.3. Катехоламины

Общая формула катехоламинов может быть представлена следующим образом:

где R₁ = H; OH; R₂ = H; CH₃.

В качестве лекарственных веществ применяют: допамин (дофамин), эпинефрин (адреналин), эпинефрина гидротартрат, норэпинефрина (норадреналина) гидротартрат (табл. 41.3).

Природным источником получения адреналина и кортикостероидов служат надпочечники крупного рогатого скота и свиней. Надпочечники — парные железы, состоящие из двух слоев: коркового и мозгового. Мозговой слой вырабатывает гормон адреналин, а корковый — около 40 различных гормонов, известных под названием кортикостероиды. Гормоны экстрагируют 80%-ным этиловым спиртом. Белки денатурируются, а из экстракта отгоняют спирт. Оставшийся водный раствор обезжиривают с помощью петролейного эфира, затем подкисляют и добавляют дихлорэтан. Дихлорэтан извлекает кортикостероиды, а в подкисленном растворе остается адреналина гидрохлорид. Остатки сопутствующих веществ из раствора удаляют, действуя раствором ацетата свинца. Очистку адреналина от примесей производят, последовательно превращая его в адреналин-основание (с помощью раствора аммиака), а затем и в адреналина битартрат (действием винной кислоты). Этот процесс повторяют несколько раз.

Адреналин впервые выделен русским ученым Н.О. Цибульским в конце XIX в., а в 1903 г. установлена его химическая структура, которая была подтверждена синтезом. В последующие годы был выделен сопутствующий адреналину гормон норадреналин, его предшественник дофамин и осуществлен их синтез.

Известны различные способы их синтеза. Дофамин получают обработкой гидрохлорида гомовератриламина хлороводородной кислотой при 100-115 C:

Исходным продуктом синтеза эпинефрина может быть пирокатехин:

Синтез норэпинефрина также осуществляют из пирокатехина путём последовательного формилирования, цианирования, гидрирования:

Наличие асимметрических углеродных атомов в молекулах эпинефрина и норэпинефрина обусловливает существование оптических изомеров. Полученные в результате синтеза рацематы разделяют с помощью винной кислоты. Применяют в медицине полученный из надпочечников скота или синтетический эпинефрин и гидротартраты левовращающих оптических изомеров эпинефрина и норэпинефрина. Они в 12 раз более активны по сравнению с правовращающими антиподами. Катехоламины являются амфолитами. Кислотные свойства им придают, имеющиеся в молекуле фенольные гидроксилы. Наличие первичной (дофамин и норэпинефрин) или вторичной (эпинефрин) аминогрупп в молекулах придает основные свойства и обусловливает способность образовывать соли.

Катехоламины представляют собой белые кристаллические вещества. Они могут иметь сероватый или желтоватый оттенок (табл. 41.3). ГФ предусматривает контроль содержания оптических изомеров в эпинефрине, его битартрате и норэпинефрина битартрате.

41.3. Свойства катехоламинов

Лекарственное вещество	Химическая структура	Описание
Dopamine Hydrochloride — допамина гидрохлорид (Дофамин)	2-(3,4-диоксифенил)-этиламина гидрохлорид	Белый или белый с кремоватым оттенком кристаллический порошок без запаха. Т. пл. 245-250 C (с разложением)
Epinephrine — эпинефрин (Адреналин)	l-1-(3’,4’-диоксифенил)-2-метиламиноэтанол	Белый или кремово-белый мелкокристаллический порошок без запаха. Изменяет окраску под влиянием воздуха и света. Удельное вращение от –50 до -54 (4%-ный раствор в 1 М хлороводородной кислоте)
Epinephrine Bitartrate — эпинефрина битартрат (Адреналина гидротартрат)	l-1-(3’,4’-диоксифенил)-2-метиламиноэтанола гидротартрат	Белый или белый с сероватым оттенком кристаллический порошок без запаха. Т. пл. 147–152C (с разложением). Легко изменяется под действием света и кислорода воздуха
Norepinephrine Bitartrate — норэпинефрина битартрат (Норадреналина гидротартрат)	l-1-(3’,4’-диоксифенил)-2-аминоэтанола гидротартрат	Белый или почти белый кристаллический порошок без запаха, горького вкуса. Т. пл. 100–106C. Удельное вращение от –10 до –12 (2%-ный водный раствор)

Эпинефрина битартрат необходимо предварительно отделить от оптически активной винной кислоты, превратить его в основание, а затем в гидрохлорид, удельное вращение раствора которого должно быть от –48 до –54. Эпинефрин (основание) очень мало растворим в воде, умеренно растворим в 0,1 М хлороводородной кислоте, практически нерастворим в этаноле и хлороформе.

Лекарственные вещества, являющиеся солями, легко растворимы в воде и практически нерастворимы в эфире и хлороформе. В этаноле дофамин, эпинефрина и норэпинефрина битартраты мало или очень мало растворимы. Являясь фенолами, все они растворяются в растворах щелочей с образованием фенолятов (феноксидов).

Подлинность дофамина, эпинефрина и норэпинефрина битартрата подтверждают по ИК-спектрам, снятым в дисках с калия бромидом в области 2000-400 см^–1. Полосы поглощения должны полностью совпадать с прилагаемым к ФС рисунком спектра.

УФ-спектр 0,005%-ного раствора дофамина в 0,1 М хлороводородной кислоте в области 230-300 нм должен иметь максимум поглощения при 280 нм и минимум поглощения при 250 нм. Эпинефрина и норэпинефрина битартраты в том же растворителе имеют максимумы поглощения при 279 нм. ФС рекомендует для подтверждения подлинности устанавливать удельный показатель поглощения при длине волны 279 нм.

Дофамин в водном растворе после добавления 4-аминоантипирина приобретает красное окрашивание. Эпинефрин, норэпинефрина битартрат, как и другие фенолы, вступают в реакции азосочетания, образуя окрашенные азосоединения, дают цветную реакцию с -нитрозо--нафтолом (красно-бурое окрашивание), с нингидрином (жёлтое). Для идентификации могут быть также использованы некоторые осадительные (общеалкалоидные) реактивы.

Подобно другим фенолам, катехоламины окисляются кислородом воздуха, образуя окрашенные продукты. Известны многочисленные химические реакции, основанные на их окислении. ФС рекомендует для испытания подлинности общую цветную реакцию с раствором хлорида железа (III). Дофамин, эпинефрин, норэпинефрина битартрат, образуют с этим реактивом изумрудно-зеленое окрашивание, переходящее от капли раствора аммиака в вишнево-красное, т.к. изменение рН среды вызывает изменение состава окрашенного комплекса.

При нагревании до 60 C эпинефрина с 1%-ным раствором иодата калия и разведённой ортофосфорной кислотой появляется стойкое красно-фиолетовое окрашивание. Реакция подтверждает наличие в молекуле двухатомного фенола.

Отличать друг от друга эпинефрин и норэпинефрин можно реакцией окисления 0,1 М раствором иода в двух буферных растворах, имеющих рН соответственно 3,56 и 6,5. Эпинефрин в растворах, имеющих как рН 3,56, так и рН 6,5, образует адренохром, придающий растворам темно-красное окрашивание:

Окраска сохраняется (при pH 3,56) и после добавления 0,1 м раствора тиосульфата натрия.

Норэпинефрин образует норадренохром (красно-фиолетового цвета) только в растворах, имеющих рН 6,5:

Эпинефрин и норэпинефрин восстанавливают серебро из аммиачного раствора, дают положительную реакцию с реактивом Фелинга. Цветная реакция с 1,2-динитробензолом основана на окислении в щелочной среде с образованием орто-хинона:

Происходит восстановление 1,2-динитробензола до окрашенных в сине-фиолетовый цвет соединений о-хиноидной структуры:

Если к раствору эпинефрина прибавить небольшой объем щелочи, появляется желто-зеленая флуоресценция продуктов его окисления (адренолютин):

При смешении раствора эпинефрина битартрата с 4%-ным раствором сульфата ртути (II) постепенно появляется розовое окрашивание. Специфичной для эпинефрина является реакция с реактивом, который готовят путем растирания желтого оксида ртути и тиоцианата калия в разведенной азотной кислоте. При нагревании до кипения реактива и эпинефрина появляется интенсивная красная или пурпурно-красная окраска. Цветная реакция с молибдатом аммония, нитритом натрия в присутствии диэтилентриаминпентауксусной кислоты использована для фотометрического определения эпинефрина при длине волны 465 нм.

Для испытания подлинности растворов битартратов эпинефрина и норэпинефрина может быть использована реакция выделения оснований, которые нерастворимы в воде. Для выполнения этого испытания применяют раствор аммиака, так как под действием щелочей происходит образование растворимых феноксидов.

В дофамине, являющемся гидрохлоридом, открывают присутствие хлорид-ионов.

Для обнаружения тартрат-иона в солях эпинефрина и норэпинефрина используют реакцию, основанную на дегидратации и последующем окислении при нагревании с концентрированной серной кислотой в присутствии резорцина. Происходит вначале образование глиоксаля и муравьиной кислоты:

Затем муравьиная кислота вступает в реакцию конденсации с тремя молекулами резорцина. В результате образуется ауриновый краситель, имеющий хиноидную структуру:

При испытании на чистоту дофамина устанавливают наличие примеси исходного продукта синтеза метоксипроизводного — гомовератриламина (не более 0,8%). Испытание выполняют методом ТСХ на пластинках с порошковой целлюлозой в системе н-бутанол-ледяная уксусная кислота-вода (40:10:50). После высушивания и проявления пятно примеси не должно превышать пятно свидетеля (по величине и интенсивности окраски).

Основное испытание на чистоту эпинефрина и норэпинефрина битартратов — обнаружение допустимых пределов примесей промежуточных продуктов синтеза. В эпинефрине обнаруживают адреналон, а в норэпинефрине — норадреналон, устанавливая оптическую плотность растворов в 0,01 М хлороводородной кислоте при 310 нм.

В эпинефрине и его битартрате устанавливают также наличие примеси норэпинефрина. Для его обнаружения используют цветную реакцию с 1,2-нафтохинон-4-сульфонатом калия и метод ТСХ на пластинках Силуфол, а для количественного определения (допустимо не более 0,0018%) — метод ВЭЖХ в подвижной фазе: вода-метанол (85:15). Расчёт содержания норэпинефрина выполняют по площадям пика.

Количественное определение эпинефрина, а также эпинефрина и норэпинефрина битартратов (по ФС) выполняют методом неводного титрования в среде ледяной уксусной кислоты, титруя 0,1 М раствором хлорной кислоты (индикатор метиловый фиолетовый или кристаллический фиолетовый):

В этих же условиях, но с добавлением ацетата ртути выполняют количественное определение (по МФ) дофамина. Дофамин (по ФС) количественно определяют в неводной среде, используя в качестве растворителя смесь муравьиной кислоты и уксусного ангидрида (3:15). Индикатором служит кристаллический фиолетовый.

Для определения эпинефрина и норэпинефрина битартратов в лекарственных формах используют методы УФ-спектрофотометрии (в максимуме светопоглощения — 279 нм) и фотоколориметрии, основанные на цветных реакциях с железоцитратным и другими реактивами.

Лекарственные вещества катехоламинов хранят по списку Б. Поскольку они легко окисляются под действием света и кислорода воздуха, их следует хранить в защищенном от света месте в герметически укупоренной таре из оранжевого стекла или в запаянных ампулах. Для стабилизации к инъекционным растворам эпинефрина и норэпинефрина битартратов добавляют 0,1% натрия метабисульфита [пентаоксодисульфата (IV) натрия], обладающего восстановительными свойствами.

Дофамин, эпинефрина и норэпинефрина битартраты применяют в качестве адреномиметических (сосудосуживающих) средств. Показаниями для применения дофамина являются шоковые состояния различной этиологии и необходимость улучшения гемодинамики острой сердечно-сосудистой недостаточности, вызванной патологическими состояниями. Эффективен только при внутривенном капельном введении. Выпускают 0,5 и 4% растворы в ампулах по 5 мл. Лекарственные препараты битартратов эпинефрина и норэпинефрина применяют при коллапсе, остром снижении артериального давления в результате травм, отравлений, для уменьшения кровотечений и при кровопотерях. Эпинефрина битартрат вводят подкожно в виде 0,18%-ного раствора по 0,1–0,5 мл. Норэпинефрина битартрат вводят внутривенно в виде 0,2%-ного раствора. В офтальмологической и оториноларингологической практике применяют 0,1%-ные растворы эпинефрина битартрата.