UNIVERSIDAD NACIONAL DEL NORDESTE

FACULTAD DE AGROINDUSTRIAS

CÁTEDRA DE QUÍMICA ANALÍTICA II

www.3dchem.com/molecules.asp?ID=190

ALUMNOS:

MARTÍNEZ MEDINA, Juan José MOREL, María Alejandra POLISCHUK, Silvia Lorena QUINTANA, Zulma Beatriz VICENTÍN, Ivana Magda

ANO: 2007

ÍNDICE:

DESARROLLO……………………………………………………………………....3

Presentaciones farmacéuticas…………………………………………………4

PROPIEDADES DEL COMPUESTO……………………………………………….5

TÉCNICAS ANALÍTICAS…………………………………………………………..5

TÉCNICAS ANALÍTICAS OFICIALES…………………………………………….5

Cromatografía en Capa Fina (TLC)…………………………………………..5

Espectrometría Infrarrojo (IR)………………………………………………..7

Espectrofotometría Ultravioleta (UV)………………………………………..8

TÉCNICAS ANALÍTICAS ALTERNATIVAS……………………………………...9

Polarimetría…………………………………………………………………...9

Cromatografía Líquida de Alta Resolución (HPLC) y Cromatografía Gaseosa

(GC)…………………………………………………………………………11

Resonancia Magnética Nuclear (RMN)……………………………………..13

Espectrometría de Masas……………………………………………………14

Potenciometría………………………………………………………………14

Métodos Radioquímicos…………………………………………………….15

METODOLOGÍAS ELEGIDAS……………………………………………………16

CONCLUSIÓN……………………………………………………………………...17

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MONOGRAFÍA DE QUÍMICA ANALÍTICA

INSTRUMENTAL

NAPROXENO

Resumen: teniendo en cuenta la estructura y propiedades del Naproxeno (NAP)

pueden dilucidarse las técnicas analíticas que podrían aplicarse para la

determinación y/o cuantificación de dicho principio activo. En el siguiente trabajo

se hará referencia a las técnicas estandarizadas (oficiales) e incluso técnicas

alternativas que tendrían aplicación en un laboratorio de gran prestigio o bien en un

laboratorio de bajos recursos.

PALABRAS CLAVE: Naproxeno, identificación, cuantificación.

OBJETIVOS: búsqueda de técnicas analíticas apropiadas para realizar análisis

cualitativo o cuantitativo de Naproxeno (principio activo).

MATERIALES Y MÉTODO: recopilación bibliográfica del material disponible en

biblioteca y búsqueda de información disponible en la red.

DESARROLLO

El Naproxeno (NAP) es un antiinflamatorio no esteroidal (derivado del ácido

propiónico), que además posee actividad analgésica y antipirética, y a diferencia de los

analgésicos opiáceos, no posee capacidad significativa para producir adicción. El NAP

es ampliamente empleado en nuestro medio y es administrado generalmente por la vía

oral (en tabletas, cápsulas y suspensión), por lo cual después de ser liberado de su

sistema de entrega es absorbido a nivel de las membranas del tracto gastrointestinal

para pasar a la circulación sanguínea y posteriormente dirigirse hacia el sitio blanco

para ejercer su acción. Además, se presenta en formas farmacéuticas de uso tópico,

tipo gel y como solución inyectable para administración por vía intramuscular, lo cual

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involucra en el primer caso, el hecho de atravesar varias barreras de la piel, y en el

segundo caso, la creación de un depósito en los tejidos, desde el cual el NAP debe

difundir para producir su efecto farmacológico.

PRESENTACIONES FARMACÉUTICAS:

NAPROXENO

Manual Farmacéutico: publicación mensual. Año XLVI. Nº 568. Septiembre de 2007.

PROPIEDADES DEL COMPUESTO

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Ácido (+)-6-metoxi-α-metil-2-naftalenacético. (C14H14O3)

Polvo cristalino blanco o casi blanco, inodoro o casi inodoro, y con sabor

amargo.

Prácticamente insoluble en agua a pH 2, totalmente soluble en agua a pH 8 o

más; soluble en etanol (25%), metanol (20%), cloroformo (15%), éter (40%).

Peso molecular de 230,3.

Punto de fusión entre 154ºC y 158ºC.

Rotación específica de +66º.

Constante de disociación de 4,2 (a 25ºC).

Fotosensible.

TÉCNICAS ANALÍTICAS

La técnica analítica oficializada por la USP (United States Pharmacopea) es

Cromatografía en Capa Fina (TLC), Espectrometría Infrarrojo (IR), Espectrofotometría

Ultravioleta (UV).

Las técnicas alternativas citadas en otras fuentes son: Cromatografía Líquida de Alta

Resolución (HPLC), Cromatografía Gaseosa (GC), Espectrometría de Masa,

Polarimetría, Potenciometría, Resonancia Magnética Nuclear (RMN), Métodos

Radioquímicos.

TÉCNICAS ANALÍTICAS OFICIALES

1. CROMATOGRAFÍA EN CAPA FINA (TLC)

La cromatografía en capa fina se basa en la preparación de una capa, uniforme, de un

adsorbente mantenido sobre una placa de vidrio u otro soporte. Los requisitos

esenciales son, pues, un adsorbente, placas de vidrio, un dispositivo que mantenga las

placas durante la extensión, otro para aplicar la capa de adsorbente, y una cámara en la

que se desarrollen las placas cubiertas. Es preciso también guardar las placas

preparadas en una estufa para activarlas.

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La fase móvil es líquida y la fase estacionaria consiste en un sólido. La fase

estacionaria será un componente polar y el eluyente será por lo general menos polar

que la fase estacionaria, de forma que los componentes que se desplacen con mayor

velocidad serán los menos polares.

La cromatografía en capa fina presenta una serie de ventajas frente a otros métodos

cromatográficos (en columna, en papel, en fase gaseosa) ya que el utillaje que precisa

es más simple. El tiempo que se necesita para conseguir las separaciones es mucho

menor y la separación es generalmente mejor. Pueden usarse reveladores corrosivos,

que sobre papel destruirían el cromatograma. El método es simple y los resultados son

fácilmente reproducibles, lo que hace que sea un método adecuado para fines

analíticos.

Si los compuestos separados no son coloreados es necesario revelar la posición de

dichos compuestos, para ello se emplean determinadas sustancias conocidas como

reveladores entre los cuales el más utilizado es el Yodo.

El desarrollo de los cromatogramas en capa fina se realiza normalmente por el método

ascendente, esto es, al permitir que un eluyente ascienda por una placa casi en vertical,

por la acción de la capilaridad. La cromatografía se realiza en una cubeta. Para

conseguir la máxima saturación posible de la atmósfera de la cámara, las parades se

tapizan con papel impregnado del eluyente. A veces pueden obtenerse separaciones

mejores sin poner papeles en las paredes, cosa que no debe olvidarse.

Generalmente el eluyente se introduce en la cámara una hora antes del desarrollo, para

permitir la saturación de la atmósfera. El tiempo de desarrollo, por lo general, no llega

a los 30 minutos. El tiempo de una cromatografía cualitativa suele ser de un par de

minutos, mientras que el tiempo de una cromatografía preparativa puede llegar a un

par de horas.

La mejor posición de desarrollo para un componente es el punto medio entre el origen

y el frente del eluyente, ya que permite separar las impurezas que se desplazan con

mayor y menor velocidad. El frente del eluyente nunca debe llegar a tocar el borde de

la placa.

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www.uprm.edu/.../profs/velez/cromatografias.htm

2. ESPECTROMETRÍA INFRARROJO (IR)

Es un método no destructivo de identificación, basado en la absorción de una muestra

en la región del IR comprendida entre 2500 y 16000 nm. Esta región del espectro no

tiene la suficiente energía para promocionar electrones a niveles electrónicos

superiores, pero puede hacer que grupos de átomos de una molécula, vibre respecto a

los enlaces que los conectan.

Para que la radiación infrarroja sea absorbida por una molécula deben cumplirse dos

condiciones:

la molécula debe poseer una frecuencia vibratoria o rotatoria idéntica a la de la

radiación incidente.

Debe haber un cambio neto en la magnitud o dirección del momento bipolar

como resultado de la interacción radiación- molécula. Se produce una

transferencia neta de energía que crea una mayor amplitud de la vibración y,

como resultado de ello, habrá absorción de radiación.

El número de grados de libertad se calcula mediante la siguiente fórmula: 3N-6. Para

nuestra molécula (C14H14O3) el número de grados de libertad es 3x31-6= 87.

Los espectros se grafican representando el porcentaje de la Transmitancia en función

del número de onda (cm-1) o bien de la longitud de onda (µm).

La posición de las bandas de absorción debido a las vibraciones de tensión y de flexión

en el plano de los grupos funcionales son bastante independientes de la influencia de

los grupos vecinos en la molécula. Estas bandas ocurren usualmente entre 3600 y 1200

cm-1, región llamada “Frecuencia de Grupo”. La posición de las bandas por debajo de

1200 cm-1 está marcadamente influida por grupos vecinos en la molécula.

La porción del espectro desde 1200 a 600 cm-1 se llama zona de “Huellas digitales” en

donde pequeñas diferencias en la estructura y la constitución de las moléculas originan

cambios importantes en la distribución de los picos, de esta manera los espectros

constituyen una evidencia de su identidad.

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Clarke’s Isolation and Identification of Drugs.

Espectrofotómetro infrarrojo con transformada de Fourier, Nicolet 380

cipp.uniandes.edu.co/n.%20espectrofotometria_...

3. ESPECTROFOTOMETRÍA ULTRAVIOLETA (UV)

Otra metodología analítica utilizada para cuantificación de naproxeno (NAP) es la

espectrofotometría UV, en razón de que el NAP presenta en su estructura molecular

grupos cromóforos compatibles (naftilo y carbonilo), los cuales permiten obtener una

adecuada absorción en la región UV (160 a 380 nm).

Estos equipos poseen la particularidad de utilizar lámparas de deuterio que permiten

trabajar en el rango de longitudes de onda adecuado y además las celdas deben ser de

cuarzo o sílica gel fundida porque el vidrio y el plástico absorben en el UV.

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Este fragmento del espectro IR del NAP corresponde a la zona de las “huellas digitales”. Los picos máximos corresponden a 1724 cm-1, 1174 cm-1, 1155 cm-1, 1223 cm-1, 1190 cm-1, 1681 cm-1.

Clarke’s Isolation and Identification of Drugs.

Espectrofotómetro UV-Visible

www.uclm.es/.../CatedraQA/imag/equipos7.jpg

TÉCNICAS ANALÍTICAS ALTERNATIVAS

POLARIMETRÍA

Las técnicas de análisis espectroscópicas (quirópticas) que incluyen la polarimetría, la

dispersión óptica rotatoria, y el dicroísmo circular son las más habituales. La

Polarimetría es el método de análisis más común para la determinación de purezas

ópticas. La única propiedad física que distingue entre sustancias quirales y aquirales es

la capacidad de las primeras de rotar el plano de la luz polarizada. Un rayo de luz

consta de dos planos oscilantes perpendiculares (campo eléctrico y magnético) que a

su vez son perpendiculares a la dirección de propagación del rayo de luz.

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Barrido espectral en la zona del UV.En solución acida 262 nm (A=208), 272 nm (A=215), 315 nm (A=52), 328nm (A=63).En solución alcalina 261 nm (A=218), 271 nm (A=218), 316 nm, 330nm.

La polarimetría proporciona datos de pureza óptica rápidos y de forma sencilla, sin

embargo su aplicación a la determinación exacta de excesos enantioméricos elevados

es muy limitada por una serie de razones:

El conocimiento de la rotación óptica específica del enantiómero puro es

imprescindible.

Este valor depende de multiples factores (pH, concentración del analito,

temperatura, naturaleza o pureza del solvente)

El analito debe poseer un poder óptico rotatorio medio o alto para póder

determinar correctamente pequeñas diferencias de excesos enantioméricos.

Es necesaria una cantidad relativamente elevada de muestra.

La muestra no debe contener ningún otro analito quiral que contribuya al poder

óptico rotatorio total.

El naproxeno existe bajo dos formas: los enantiómeros (R) y (S). Sin embargo, se

encuentra ampliamente documentado que la actividad terapéutica del

naproxeno se debe al enantiómero (S), el cual resulta 160 veces más efectivo que el

enantiómero (R). Luego, si en lugar de la mezcla racémica pudiera administrarse a los

pacientes el enantiómero (S) puro, la cantidad total de droga administrada podría

reducirse significativamente.

La comercialización de ciertos fármacos en forma racémica está prohibida (ejemplo:

talidomida), ya que una de sus formas quirales posee efectos adversos. En el caso del

naproxeno ninguna de las formas es tóxica, sin embargo la comercialización del

producto enantioméricamente puro implicaría una menor dosificación evitando la

acumulación innecesaria en le organismo y los efectos a largo plazo a los que conlleva.

Además de la síntesis asimétrica por vía química, otra metodología utilizada para

incrementar la fracción del enantiómero (S) en el naproxeno es la resolución

enantiomérica del compuesto por vía enzimática. Debido a la alta selectividad de las

lipasas, esta familia de enzimas es capaz de distinguir en forma eficiente entre los dos

enantiómeros de la droga y esterificar uno de ellos a mayor velocidad. Dependiendo de

la lipasa elegida para la síntesis, el producto obtenido estará enriquecido en el

enantiómero (R) o en el (S). Las lipasas usadas más frecuentemente con este propósito

son las lipasas de Candida rugosa y Rhizomucor miehei que catalizan

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preferencialmente la esterificación del enantiómero (S); y la lipasa de Candida

antarctica B, que esterifica preferencialmente el enantiómero (R).

www.iaspectra.com/productos.php?id=2

www.uv.es/~bertomeu/material/museo/polarim.html

Polarímetro de alta precisión y exactitud

www.perkinelmer.com.ar/novedades/cromatografo.htm

CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA DE ALTA RESOLUCIÓN (HPLC) Y

CROMATOGRAFÍA GASEOSA (GC)

Las técnicas cromatográficas (basadas en la diferencia de afinidad del analito por la

fase móvil o la estacionaria) son técnicas habituales usadas para la separación y

posterior determinación de los enantiómeros de un compuesto. Entre ellas, se destacan

por el número de aplicaciones HPLC y GC. Sin embargo también existen aportaciones

interesantes de la cromatografía de fluidos supercríticos (SFC) o la cromatografía de

capa fina (CCF). A pesar del gran éxito de las técnica cromatográficas en el análisis

quiral existen también algunas fuentes potenciales de error en la determinación de

excesos enantioméricos: algunos analitos pueden invertir su configuración cuando

interactúan con la fase estacionaria quiral o incluso, la matriz puede contener alguna

especie interferente (quiral).

En el campo de las separaciones quirales la técnica de electroforesis capilar (CE) ha

cobrado gran importancia, conviertiéndose en una técnica madura cuya aplicación

crece exponencialmente cada día. Las ventajas que ofrece la CE son: su alta eficacia en

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la separación que permite discriminar pequeñas cantidades de la sustancia quiral,

el selector quiral es de gran resolución y una combinación de varios selectores puden

mejorarlo aún más, cabe mencionar también el consumo mínimo de muestras y

reactivos.

Cromatógrafo Líqudo de alta Resolución

www.uclm.es/.../CatedraQA/imag/equipos7.jpg

CROMATOGRAFO GASEOSO CLARUS 500

www.perkinelmer.com.ar/novedades/cromatografo.htm

RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (RMN)

Esta técnica también pude ser utilizada para la determinación y cuantificación de

naproxeno ya que en su estructura consta de átomos de hidrogeno (protio) y de manera

tal de obtener espectros protiónicos de esta molécula.

La RMN ha sido otra de las técnicas espectroscópicas usada en el análisis de sustancias

quirales. Esta técnica no diferencia entre enantiómeros al menos que éstos hayan sido

convertidos en diastereoisómeros por reacciones con un reactivo quiral. De esta forma,

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los picos idénticos que aparecen en el espectro de ambos enantiómeros, aparecen

con un desplazamiento químico diferente al formarse los diastereoisómeros. La

relación molar de éstos (y, por lo tanto, de los enantiómeros) puede ser determinada

por las intensidades relativas de los picos.

La derivatización de enantiómeros con un auxiliar quiral para formar

diastereoisómeros (método directo) es la opción más usada para la determinación de

purezas ópticas mediante RMN en contra de los reactivos quirales lantánidos o los

agentes quirales solvatantes que forman complejos diastereoisoméricos transitorios

(método indirecto).

Espectrómetro de RMN.www.uned.es/dpto-quim-org-bio/infraestructura.htm

ec.europa.eu/.../es/pur/03-02-pur01b.html ESPECTROMETRÍA DE MASAS

Esta es una técnica muy sensible, altamente selectiva y cuantitativa, pero sin embargo

a diferencia de otras técnicas analíticas es destructiva.

En realidad un Espectrómetro de Masas se utiliza acoplado a un HPLC pudiendose

considerar al primero como un detector del HPLC, o bien considerar a este como una

entrada al Espectrómetro de masas, ya que la sustancia al ser identificada debe tener un

grado de pureza máximo y en este sentido la cromatografía es una herramienta

fundamental.

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Este espectrómetro RMN, desarrollado por la empresa americana Varian fue

instalado en el Pacific North West National Laboratory (EE.UU.) en marzo de 2002. Está equipado con el último superimán Wide-Bore 900 MHz/ 21.14

Tesla, que bate todos los récords mundiales de potencia magnética

nunca antes vistos a escala comercial.

Mediante esta técnica no solo podemos determinar la estructura molecular, su

fórmula y grupos funcionales del naproxeno, sino también las relaciones isotópicas de

los átomos que lo constituyen.

Espectrómetro de masas para determinación de relaciones isotópicas.

www.uma.es/scai/noticias/files/1798e88ecc24a5...

POTENCIOMETRÍA

La potenciometría es un método electroquímico basado en la medición del potencial de

celdas electroquímicas en ausencia de corrientes apreciables. El potencial de electrodo

se relaciona con la concentración del analito mediante la ecuación de Nerst.

Para cuantificar naproxeno debe realizarse una potenciometría directa que implica la

medición directa de un potencial de electrodo indicador a partir del cual se puede

determinar la actividad (o concentración) de un ión activo (por ejemplo protones) por

comparación con el potencial obtenido con soluciones estándares con el analito

calibrado. En otras palabras realizaríamos una medición de pH.

www.masso.com/content/view/31/95/lang,es/

www.growspot.es/catalog/product_info.php/cPat...

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MÉTODOS RADIOQUÍMICOS

Estos métodos nos permiten determinar con alta sensibilidad, especificidad e incluso

selectividad debida a la eliminación de las separaciones previas.

Sin embargo el naproxeno no es una sustancia naturalmente radioactiva, pero mediante

técnicas de derivatización se podrían sustituir hidrógenos (protio) de la estructura

molecular por su isótopo Deuterio, o bien realizar una reacción química para generar

un enlace éster o amida entre el grupo ácido del naproxeno y una sustancia radioactiva.

www.lanl.gov/orgs/pa/News/040698.htmlMETODOLOGÍAS ELEGIDAS

En función de la investigación teórica realizada en este trabajo se considera como

técnica más apropiada para un laboratorio del primer mundo un HPLC, para lograr

una adecuada separación (purificación), acoplado a un Espectrómetro de Masas que

nos brinda información inequívoca de la estructura del compuesto.

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HPLC acoplado a un espectrómetro de masas

www.uco.es/.../scai/unidades/analisis/masas.htm

En un laboratorio de recursos limitados la técnica a implementar sería TLC, que es una

técnica accesible a cualquier laboratorio tipo, además está estandarizada por la USP

www.chemistry.adelaide.edu.au/.../tlc.htm

CONCLUSIÓN

Las técnicas analíticas han evolucionado a través del tiempo para dar lugar a

metodologías de última generación asentadas siempre en un fundamento teórico que le

sirve de base. En realidad las modificaciones que sufren solo son avances tecnológicos

que amplían su espectro de aplicaciones.

16

Durante el transcurso de la investigación hemos notado que hay ciertas

metodologías analíticas de primera elección a las cuales recurren la mayoría de los

investigadores, en cambio otras metodologías aplicables no tienen preponderancia.

Cabe resaltar que la Polarimetría no está difundida para otro tipo de sustancia, sin

embargo al ser el Naproxeno una molécula quiral esta técnica adquiere cierta

importancia.

TÉCNICAS ANALÍTICAS

OFICIALES

TÉCNICAS ANALÍTICAS

ALTERNATIVASCromatografía en Capa Fina (TLC) PolarimetríaEspectrometría Infrarrojo (IR) Cromatografía Líquida de Alta Resolución

(HPLC) Espectrofotometría Ultravioleta (UV) Cromatografía Gaseosa (GC)

Resonancia Magnética Nuclear (RMN)Espectrometría de MasasPotenciometríaMétodos Radioquímicos

LABORATORIO METODOLOGÍAS ELEGIDAS

Laboratorio del primer mundo HPLC acoplado a un espectrómetro de masas

Laboratorio de recursos limitados TLC

BIBLIOGRAFÍA

USP 23 The United States Pharmacopeia. Nf 18 The National Formulary.

Remington Farmacia 20º edición tomo 2.

Smith/Reynard farmacología.

The Merck Index Twelfth Edition.

Clarke’s Isolation and Identification of Drugs.

http://www.tdx.cesca.esTESIS_UABAVAILABLETDX-0406103-

215825ivm05de14.pdf.

17

http://www.farmacia.unal.edu.coV30P87-92.pdf.

http://www.farmacia.unal.edu.coV35N1-05.pdf.

http://www.textoscientíficos.com/química/cromatografía/capa-fina.

http://dpi.eq.ufrj.brciaiq_22CDformCrCongresopapers01f01f_213.pdf

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