UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES ZARAGOZA

ANALISIS DE FARMACOS Y MATERIAS PRIMAS II

(A.F.M.P.II)

INTEGRANTES DEL EQUIPO: Bello Flores Mauricio Herrera Velázquez Edwin César López Vera Carlos Ernesto Osorio Braulio Juan Carlos

FECHA: 02 de Marzo del 2016

PRACTICA:“Sulfato de quinina materia prima,

comparación con un estándar”

GRUPO: 2552

Introducción Fluorescencia

La fluorescencia es un proceso de fotoluminiscencia en el que los átomos y moléculas se excitan con la absorción de la radiación electromagnética. Después la especie excitada se relaja al estado fundamental y emite su exceso de energía como fotones. Una molécula absorbe luz a una determinada longitud de onda, la energía asociada a esa λ1 provoca un estado electrónico mas alto en la molécula, al perder el exceso de energía regresa a su estado basal emitiendo energía radiante de otro λ2, lo que se llama fotoluminiscencia. La λ1 es menor a la λ2, esto es, la primera tiene más energía que la segunda porque parte de la energía absorbida se pierde en forma de calor al interaccionar las moléculas excitadas del medio. La emisión de fluorescencia ocurre en 10-5 s o menos. En contraste, la fosforescencia suele durar minutos o inclusive horas. La fluorescencia se utiliza mucho más que la fosforescencia en análisis químicos.

Principio del método

Numerosas sustancias de interés farmacéutico y bioquímico clínico presentan el fenómeno de fluorescencia.

La teoría del orbital molecular permite entender mejor este fenómeno. Cuando dos átomos forman un enlace químico, electrones de ambos átomos participan en el

Realizó: Revisó: Aprobó: Aprobó:

Nombre:Bello Flores Mauricio

Nombre:Osorio Braulio Juan Carlos

Nombre: Herrera Velázquez Edwin César

Nombre:López Vera Carlos Ernesto

enlace y ocupan un nuevo orbital, llamado orbital molecular. Dos orbitales atómicos de los átomos que forman el enlace se combinan para formar un orbital molecular de enlace de baja energía y un orbital molecular de antienlace de alta energía. Los enlaces covalentes están formados por par de electrones que pueden ser sigma (σ) o pi (π). De acuerdo a lo antes mencionado, cada orbital de enlace σ debe de tener un orbital de antienlace σ⃰⃰⃰⃰ y cada orbital de enlace π deber de tener su orbital de antienlace π⃰. Los electrones de valencia que no participan en los enlaces químicos se conocen como electrones η de no enlace. Las transiciones electrónicas en moléculas orgánicas involucran la absorción de radiación de la región ultravioleta del espectro electromagnético por los electrones por los electrones que se encuentran en los orbitales η, σ o π de baja energía ocasiona transiciones electrónicas a orbitales de antienlace de mayor energía: σ→σ⃰, η→σ⃰, η→π⃰ y π→π⃰.

Los compuestos que fluorescen son generalmente sustancias orgánicas con uno o más grupos funcionales aromáticos, heterociclos y estructuras altamente conjugadas que presentan transiciones η→π⃰ y π→π⃰.

Durante el proceso de absorción, las transiciones de un estado fundamental a un estado excitado involucran un par de electrones π o η a los que corresponden estados de energía molecular de multiplicidad 1, llamado estado singulete. Cada estado electrónico esta asociado con muchos niveles de energía vibracional. En la absorción de radiación ultravioleta o visible (radiaciones que causan excitación en la fluorescencia) una transición ocurre al estado singulete excitado, a un nivel alto de estado excitado. La emisión de fluorescencia se limita a transiciones π⃰→π y π⃰→η

Relación entre la intensidad de fluorescencia y la concentración

La intensidad de la fluorescencia F es proporcional a la radiación absorbida por las moléculas

F α (P0-P)

Derivando de manera a la ley de Beer, se tiene que

F=kc

Donde k es igual a 2.303εb. La ecuación anterior es la ecuación de una recta de ordenada al origen igual a cero

Factores que afectan la fluorescencia

Influencia de la estructura molecular sobre la fluorescencia El primer requisito para que exista florescencia (o fosforescencia) es que la molécula posea una estructura capaz de absorber radiación ultravioleta o visible, esto es, puedan tener lugar transiciones π—>π* y n—>π*. Sin embargo experimentalmente se ha observado que el comportamiento fluorescente se presenta con más frecuencia en compuestos en los que la transición es π—>π* y no en aquellos en los que es n—>π*. Esta condición elimina virtualmente los compuestos orgánicos saturados, mientras que los compuestos conteniendo dobles enlaces conjugados, especialmente aquellos con un alto grado de estabilización por resonancia serán muy prometedores. Así, suelen presentar fluorescencia muchos hidrocarburos aromáticos, particularmente si tienen gran rigidez y estructuras multi-cíclicas.

Las características de la emisión fluorescente (longitud de onda de máxima emisión y su intensidad) de una molécula orgánica aromática suele estar muy influida por los sustituyentes en el anillo bencénico. Así, por ejemplo, cuando los sustituyentes son halógenos, se observa una disminución de la fluorescencia al aumentar el peso atómico del halógeno, lo cual parece debido al llamado efecto del átomo pesado. Este efecto aumenta la probabilidad de que se produzca el cruzamiento entre sistemas, con el consiguiente aumento de la fosforescencia. Por otra parte, la presencia de un ácido carboxílico en un anillo aromático hace que tengan lugar transiciones n—>π* con menos energía que π—>π*, lo cual generalmente inhibe la fluorescencia.Un factor estructural importante es la rigidez. Experimentalmente se observa que la fluorescencia está particularmente favorecida en moléculas que poseen estructuras rígidas Este efecto se debe a que las estructuras más rígidas limitan las vibraciones, lo cual minimiza la degradación por colisiones y el cruzamiento de sistemas. El aumento de fluorescencia de ciertos agentes orgánicos cuando forman quelatos

con iones metálicos parece debido también a producirse un incremento en la rigidez del sistema. La formación del quelato aumenta considerablemente la rigidez molecular, al impedir que la molécula gire alrededor del grupo azo. Otros factores de tipo estructural que influyen sobre el comportamiento luminiscente son: * La presencia de grupos donadores de electrones, como —NH2 y —OH favorecen la fluorescencia, puesto que aumentan la probabilidad de transición entre el estado singulete de menor energía vibracional y el estado fundamental. * La introducción de un átomo de número atómico elevado en un sistema de electrones π suele aumentar la fosforescencia, en detrimento de la fluorescencia. * Los grupos aceptores de electrones, como —COOH, —NO2, —N=N— y X disminuyen y, en ocasiones inhiben la fluorescencia

Concentración La concentración, si la absorbancia de la disolución es pequeña (A<0.05) existe una relación lineal entre la fluorescencia y la concentración

Temperatura La fluorescencia disminuye si aumenta la temperatura ya que aumenta el número de choques y se pierde energía sin emisión de radiación

DisolventeLos disolventes viscosos favorecen la fluorescencia al disminuir la probabilidad de colisiones y la perdida de energía por los mismos. Disolventes polares reducen la energía de transición π→π⃰ aumentando la fluorescencia. La presencia de átomos pesados disminuye la porque favorece el cruce de sistemas y la formación de estados tripletes excitados.

pH de la disoluciónLa fluorescencia de moléculas con grupos funcionales ácidos o básicos es afectada por el pH.

Oxígeno disuelto Debido a que las propiedades paramagnéticas del oxígeno favorecen el cruce de sistemas su presencia disminuye la fluorescencia

Espectrofluorometro

Existen fluórometros de un solo haz y de doble haz.

Los componentes fundamentales de un fluórometro son: Fuente de radiación

Como fuente de radiación se utiliza una lámpara de arco de mercurio o xenón que emiten radiación más intensa en la región ultravioleta visible del espectro electromagnético que las lámparas de tungsteno y de hidrógeno

Selectores de longitud de ondaEstos pueden ser filtros, prismas de refracción o rejillas de difracción. Su función es seleccionar líneas o bandas de excitación para hacerlas pasar a través de la muestra, esto en el caso del selector de longitud de onda de excitación. El selector de la longitud de onda de emisión, se coloca a un ángulo de 90° con respecto a la fuente de radiación, para evitar interferencias con el haz de excitación, tiene como función aislar la radiación emitida.

Celdas Se utilizan celdas de vidrios cilíndricas o rectangulares, su función es contener la disolución de las sustancias que van a fluorescer.

Detectores Su función es transformar las radiaciones electromagnéticas emitidas por la sustancia fluorescente que llegan a él en una corriente eléctrica susceptible de ser medida. Esta última además tiene que ser amplificada. Se utilizan generalmente tubos fotomultiplicadores.

Medidores

Su función es medir la corriente eléctrica ya amplificada que sale al detector. Se usan microamperímetros.

La calibración se hace con una serie de disoluciones estándar de la muestra a determinar. Con la disolución más concentrada se lleva al 100% de la escala del medidor, leyendo después las otras disoluciones para hacer una curva estándar. Las mismas condiciones se interpolan en la gráfica para conocer sus concentraciones

Comparación con un estándar

Si para las disoluciones de una sustancia fluorescente en un intervalo de concentraciones conocido se presenta un comportamiento lineal de la fluorescencia con la concentración, se pueden hacer determinaciones por comparación con estándar. Para ello se prepara una disolución de concentración conocida de un estándar de la sustancia que se quiere determinar, la muestra problema y bajo las mismas condiciones experimentales se determina la

F=k C ey

F x=kC x

Se tiene un sistema de dos ecuaciones lineales con dos incógnitas, resolviendo para C x

C x=FxC eF e

ObjetivoDeterminar el por ciento de pureza de sulfato de quinina materia prima por medio de la comparación con un estándar en un fluorometro

HipótesisContiene no menos de 99,0% y no más de 101,0% de sales alcaloides totales. Según la USP 36 página 5424

Procedimiento Preparación de la disolución de ácido sulfúrico 0.1 N

Se tomó 2.71 mL de H2SO4 con pipeta graduada en la campana y se vertió a un vaso de precipitado de 1 L que previamente ya tenía agua inyectable y se llevó a volumen de 1 L

Preparación del estándar

Se pesó en balanza analítica 10.8 mg de sulfato de quinina estándar se vertió y se disolvió en un matraz aforado de 100 mL con H2SO4 a volumen y se aforó con gotero posteriormente de esta solución se tomó una alícuota de 0.5 mL con pipeta volumétrica y se llevó a volumen en matraz aforado de 50 mL con H2SO4

finalmente de esta dilución se tomó una alícuota de 2 mL con pipeta volumétrica y se llevó a volumen en matraz aforado de 10 mL con H2SO4 aforando con gotero obteniendo una concentración final de 0.19872 μg/mL

Preparación del problema

Se pesó en balanza analítica con exactitud 10.5, 10.1, 10.1 mg de sulfato de quinina materia prima por triplicado se vertieron y disolvieron en matraz aforado de 100 mL con H2SO4 0.1 N aforando con gotero de estas se tomaron alícuotas de 0.5 mL con pipeta volumétrica y se llevaron a volumen con matraz aforado de 50 mL con H2SO4 0.1 N finalmente se tomaron alícuotas de 2 mL con pipeta volumétrica y se llevaron a volumen en matraz aforado con H2SO4 0.1 N aforando con gotero obteniendo concentraciones finales de

Resultados

Cálculos para estándar

CE=( 10mg100mL )( 0.5mL50mL )( 2mL10mL )( 1μg1000mg )=0.2μg /mL

Cálculos para el problema

CP=( 10mg100mL)( 0.5mL50mL )( 2mL10mL)( 1μg1000mg )=0.2 μgmL

Paso 1.- Cálculos concentración real de estándar considerando pureza de éste.

10.8mg 100%

x 92%

X= 9.936 mg

CE=( 9 .936mg50mL )( 0.5mL10mL )( 2mL10mL)( 1000 μg1mg )=11.6739 μg /mL

Paso 2.- Para determinar la concentración de sulfato de quinina:

CP=( (FP )(C E)F E )

Sustituyendo los valores de concentración de problema por medio de en la formula anterior:

CP=( (093 )(0.19872 μg)/mL085 )( 1mg

1000 μg )=2.174230588 x 10−4mg /mL

CP=( (061 )(0.19872 μg/mL)085 )( 1mg

1000 μg )=1.426108235 x10−4mg /mL

CP=( (082 )(0.19872 μg/mL)085 )( 1mg

1000 μg )=1.917063529 x10−4mg /mL

Paso 3.- Factor de dilución

CP=(2.174230588 x10−4 mgmL ) (100mL)( 50mL0.50mL )( 10mL2mL )=10.87115294mg

CP=(1.426108235 x10−4 mgmL ) (100mL)( 50mL0.50mL )(10mL2mL )=7.130541175mg

CP=(1.917063529 x10−4 mgmL ) (100mL)( 50mL0.50mL )(10mL2mL )=9.585317645mg

Paso 4.- Pureza sulfato de quinina

X1=10.87115294mg( 100%10.5mg )=103.5347899%

X2=7.130541175mg( 100%10.1mg )=70.59941757%

X3=9.585317645mg( 100%10.1mg )=94.9041351%Se descarta X2

X Promedio=99.2194625%

DS=√ (X1−X promedio )2+(Xn−X promedio)

2

2=6.102794535

CV=( DSX promedioi ) (100%)=6,150803866%

Se empleó balanza analítica OHAUS para estándar con número de inventario 02339957 y registro de Herrera Velázquez Edwin con fecha 2/03/2016

Se empleó balanza analítica OHAUS para problema con número de inventario 02339957 y registro de Bello Flores Mauricio con fecha 2/03/2016

Tambien se empleó un espectrofluorometro “Cam spec” con número de inventario 1469864 y registro de Osorio Braulio Juan Carlos con fecha 2/03/16

Matraz Masa de polvo de tabletas

(Mg)

F360nm, 430nm Contenido (Mg) % pureza

1 10.5 093 10.87115294 103.53478992 10.1 061 7.13024115 70.599417333 10.1 083 9.585317645 94.90413465

Estandar 10.8 085 9.936

X Promedio=99.2194625

DS= 6.102794535

CV= 6.150803866%

Análisis del procedimiento experimentalEn esta ocasión no nos encontramos con problemas de solubilidad y con las diluciones el compañero Edwin pipeteo mal y a el se deben los malos resultados el está de acuerdo con su error y pide disculpas pero no es suficiente ya que nos arruino una buena experiencia con el fluorometro. Nos parece u

Análisis de los resultados Al realizar el análisis del porcentaje de pureza de sulfato de quinina materia prima se encontró que éste fue de 99.2 % lo que está dentro de los límites permitidos contiene no menos de 99,0% y no más de 101,0% de sales alcaloides totales según la USP 36 pagina 5424

De acuerdo a nuestros datos estadísticos se obtuvo una desviación estándar de 6.102794535 y un coeficiente de variación de 6%, al determinar el porcentaje de contenido de la muestra, el cual es mayor a 3 por lo tanto no es confiable y se recomienda hacer otra determinación no podemos entregar datos que no son confiables

Grupos funcionales que se cuantifican con este método instrumental

Conclusiones

Se cumplió con el objetivo, sulfato de quinina cumple con las normas de la USP 36 pp: 5424 contiene un promedio de 99.2% de sales alcaloides los resultados no son confiables ya que el CV>3%

Referencias

Connors, “Curso de Analisis Farmacéutico” 2ª edición. Ed. Reverté 1981

Skoog DA, West DM, Holler FJ, Crouch SR. Química analítica. 8 ed. México: Thomson; 2005, pp: 837-844

USP 36 pp:5424

Velásquez MG, Pérez FA. Fundamentos del análisis farmacéutico, métodos ópticos de análisis. México: UNAM FES Zaragoza pp: 53-63

Gonzales P. Fotoluminiscencia [libro electrónico]. [Consultado: 5 de marzo de 2016]. Disponible en: http://ocw.usal.es/ciencias-experimentales/analisis-aplicado-a-la-ingenieria-quimica/contenidos/course_files/Tema_4.pdf

Anexos