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Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
E’ un farmaco ad azione
analgesica e antipiretica
utilizzato per contrastare
raffreddore e febbre
Cos’è il paracetamolo ?
La sua azione è legata
all’inibizione della COX,
enzima responsabile della
produzione di
prostaglandine
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Ma facciamo un passo indietro …
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Il paracetamolo fu sintetizzato
appositamente nel 1878
da Harmon Northrope Morse
I suoi primi utilizzi in ambito medico risalgono ai primi
anni ‘50
Vantaggi e svantaggi del
paracetamolo
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Vantaggi
 E’ facile da sintetizzare
Svantaggi
 Se assunto in dosi
elevate può causare
necrosi epatica anche
fatale
 Non è epatotossico e/o
nefrotossico nelle dosi
consigliate
Non ha gravi effetti
collaterali
Può essere
impiegato sia
durante l’infanzia
che durante la
gravidanza
Schema di sintesi
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
o-nitrofenolo
p-nitrofenoloNitrazione
Boroidruro di sodio
Ma facciamo n passo indietro …
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
4-amminofenolo
Anidride acetica
Acido acetico Paracetamolo
Reazione di acetilazione
Strumenti e materiali utilizzati
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Refrigerante a bolle
Filtri
Bilancia analitica
Piastra riscaldante con
agitatore magnetico
Termometro
Imbuto di porcellana Buchner
Pallone a due colli
Ma facciamo un passo indietro …
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
3,3 g
di 4-amminofenolo 4,1 g
di anidride acetica
30 ml
di acqua
15 g
di ghiaccio
Procedimento laboratoriale di
sintesi
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 Inseriamo 30 ml di
acqua in un pallone a due
colli che poniamo a
bagnomaria con agitatore
magnetico e ancoretta.
Posizioniamo anche un
termometro. Presente
anche refrigerante a bolle
 Aggiungiamo 3,3 g di 4-
amminofenolo, immettendo poi
4,1 g di anidride acetica,
prelevata con una pipettatrice.
Ma facciamo un passo indietro …
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 La soluzione all’interno del
pallone cambierà di colore,
diventando gialla chiara.
Dopo pochi minuti si forma
un precipitato di
paracetamolo.
Quando la soluzione diviene
limpida, togliamo il pallone
dal bagnomaria e lo
mettiamo in un recipiente
con del ghiaccio.
Ma facciamo un passo indietro …
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 Quest’ultimo viene
filtrato mediante l’uso
di imbuto Bukner e
carta da filtro,
attraverso all’azione di
una pompa a vuoto.
 Il precipitato viene
ricristallizzato più volte con
una successiva filtrazione e
lavaggio con acqua fredda. Il
prodotto viene messo in
vetrino a orologio.
Caratterizzazione del paracetamolo
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 TLC (cromatografia
su strato sottile)
 Spettrometria IR
 Spettrometria H-NMR
Tecniche utilizzate:
 Punto di fusione
Cromatografia su strato sottile
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
La TLC è un sistema di
analisi
che permette di confrontare
due campioni distinguendoli
in base alla loro affinità per
fase stazionaria (lastrina in
vetro con materiale
adsorbente) e fase mobile
(solvente o miscela di
solventi) In base a
quest’affinità, un
campione ‘’salirà’’ più
in alto dell’altro,
trascinato
dall’eluente, lungo la
lastrina
TLC laboratoriale
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 Prendo una lastrina in vetro rivestita da gel di silice e
segno una linea a circa 1 cm dal bordo inferiore
 Pongo agli estremi della lastrina, una goccia di
presunto paracetamolo diluito in H2O e una di 4-
amminofenolo Inserisco il tutto in un barattolo con all’interno 15 ml di
eluente (5 ml di etere di petrolio e 10 di acetato di etile)
TLC laboratoriale
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 L’eluente procedendo per capillarità sulla lastrina, porta
con se i due campioni, che si assestano ad altezze
diverse in base alla loro affinità con la lastrina
 Attraverso UV, noto che
il 4-amminofenolo si è
spostato di 2 cm, il
paracetamolo di 1,4 cm
 Ciò significa che ciò che si è formato è sicuramente
diverso dal reagente iniziale, il 4-amminofenolo
Spettrometria IR
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 La spettrofotometria IR è una tecnica analitica che si
basa sull’interazione fra una radiazione
elettromagnetica IR e la materia
 Quest’interazione
provoca vibrazioni di
stretching (stiramento) o
bending (piegamento)
dei legami della
molecola analizzata
 Ogni gruppo funzionale assorbe in una regione
caratteristica dello spettro IR, generando uno specifico
tipo di vibrazione
Spettro IR
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Spettrometria IR laboratoriale
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 Preleviamo del presunto paracetamolo che poniamo
con del KBr in rapporto 3:1. Maciniamo nel mortaio.
 Posto il miscuglio
in pasticcatore,
otteniamo una
pasticca che
analizziamo con
spettrometro IR
Spettro IR paracetamolo
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
C=O
str.
Banda larga tipica
di OH e NH str.
Spettrometria NMR
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
La spettrometria NMR (risonanza magnetica nucleare), è
la tecnica più potente ed efficace per individuare una
molecola incognita
Questa è basata
sull’interazione tra
un forte campo
magnetico e
l’orientamento
imposto da questo
agli spin dei nuclei
di particolari atomi
costituenti la
molecola (1H o 13C)
Spettrometria NMR laboratoriale
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 Prelevo del presunto paracetamolo che sciolgo in
dimetilsolfossido deuterato (CD3)2S=O, un ottimo
solvente per NMR
 Pongo la soluzione
in un tubicino,
immesso poi
nell’espansioni del
magnete
costituente l’NMR
Spettro H-NMR paracetamolo
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Punto di fusione
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Il punto di fusione è quel valore in
termini di temperatura,
caratteristico di tutti i composti
organici cristallini, oltre il quale si
ha un passaggio di stato da
solido a liquido dei suddetti
composti.
E’ quindi utilizzato per
individuare la purezza dei
campioni analizzati
Platino puro:
1744°C
Platino e oro:
1650 °C
Determinazione p.f. del
paracetamolo
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
 Inseriamo del paracetamolo all’interno di un capillare
di vetro
Capillare con
paracetamolo
 Immettiamo il capillare all’interno di un ‘’apparecchio
per il punto di fusione’’
 Determiniamo il p.f.
del paracetamolo
Punto di fusione laboratoriale
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Punto in cui vengono inseriti i
capillari con il campione
 Ciò significa che il campione presenta delle impurità
 Il nostro campione di
paracetamolo fonde ad un
intervallo di 173°C – 175°C
 Il melting point teorico
del paracetamolo è 169°C
Spettro H-NMR paracetamolo
Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
Ringraziamenti
Istituto tecnico superiore Ginori Conti – Firenze
4°A 4°B 4°C
 Benvenuti Filippo
 Chiabà Simone
 Di Santo Andrea
 Milite Gabriele
 Tanini Alessia
 Tonetti Simona
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 Gabriele Gagliano
 Aruta Martina
 Caverni Chiara
 Santoni Giulia
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Paracetamolo - Caratterizzazione e sintesi

  • 1. Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
  • 2. Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
  • 3. E’ un farmaco ad azione analgesica e antipiretica utilizzato per contrastare raffreddore e febbre Cos’è il paracetamolo ? La sua azione è legata all’inibizione della COX, enzima responsabile della produzione di prostaglandine Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
  • 4. Ma facciamo un passo indietro … Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze Il paracetamolo fu sintetizzato appositamente nel 1878 da Harmon Northrope Morse I suoi primi utilizzi in ambito medico risalgono ai primi anni ‘50
  • 5. Vantaggi e svantaggi del paracetamolo Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze Vantaggi  E’ facile da sintetizzare Svantaggi  Se assunto in dosi elevate può causare necrosi epatica anche fatale  Non è epatotossico e/o nefrotossico nelle dosi consigliate Non ha gravi effetti collaterali Può essere impiegato sia durante l’infanzia che durante la gravidanza
  • 6. Schema di sintesi Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze o-nitrofenolo p-nitrofenoloNitrazione Boroidruro di sodio
  • 7. Ma facciamo n passo indietro … Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze 4-amminofenolo Anidride acetica Acido acetico Paracetamolo Reazione di acetilazione
  • 8. Strumenti e materiali utilizzati Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze Refrigerante a bolle Filtri Bilancia analitica Piastra riscaldante con agitatore magnetico Termometro Imbuto di porcellana Buchner Pallone a due colli
  • 9. Ma facciamo un passo indietro … Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze 3,3 g di 4-amminofenolo 4,1 g di anidride acetica 30 ml di acqua 15 g di ghiaccio
  • 10. Procedimento laboratoriale di sintesi Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  Inseriamo 30 ml di acqua in un pallone a due colli che poniamo a bagnomaria con agitatore magnetico e ancoretta. Posizioniamo anche un termometro. Presente anche refrigerante a bolle  Aggiungiamo 3,3 g di 4- amminofenolo, immettendo poi 4,1 g di anidride acetica, prelevata con una pipettatrice.
  • 11. Ma facciamo un passo indietro … Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  La soluzione all’interno del pallone cambierà di colore, diventando gialla chiara. Dopo pochi minuti si forma un precipitato di paracetamolo. Quando la soluzione diviene limpida, togliamo il pallone dal bagnomaria e lo mettiamo in un recipiente con del ghiaccio.
  • 12. Ma facciamo un passo indietro … Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  Quest’ultimo viene filtrato mediante l’uso di imbuto Bukner e carta da filtro, attraverso all’azione di una pompa a vuoto.  Il precipitato viene ricristallizzato più volte con una successiva filtrazione e lavaggio con acqua fredda. Il prodotto viene messo in vetrino a orologio.
  • 13. Caratterizzazione del paracetamolo Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  TLC (cromatografia su strato sottile)  Spettrometria IR  Spettrometria H-NMR Tecniche utilizzate:  Punto di fusione
  • 14. Cromatografia su strato sottile Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze La TLC è un sistema di analisi che permette di confrontare due campioni distinguendoli in base alla loro affinità per fase stazionaria (lastrina in vetro con materiale adsorbente) e fase mobile (solvente o miscela di solventi) In base a quest’affinità, un campione ‘’salirà’’ più in alto dell’altro, trascinato dall’eluente, lungo la lastrina
  • 15. TLC laboratoriale Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  Prendo una lastrina in vetro rivestita da gel di silice e segno una linea a circa 1 cm dal bordo inferiore  Pongo agli estremi della lastrina, una goccia di presunto paracetamolo diluito in H2O e una di 4- amminofenolo Inserisco il tutto in un barattolo con all’interno 15 ml di eluente (5 ml di etere di petrolio e 10 di acetato di etile)
  • 16. TLC laboratoriale Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  L’eluente procedendo per capillarità sulla lastrina, porta con se i due campioni, che si assestano ad altezze diverse in base alla loro affinità con la lastrina  Attraverso UV, noto che il 4-amminofenolo si è spostato di 2 cm, il paracetamolo di 1,4 cm  Ciò significa che ciò che si è formato è sicuramente diverso dal reagente iniziale, il 4-amminofenolo
  • 17. Spettrometria IR Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  La spettrofotometria IR è una tecnica analitica che si basa sull’interazione fra una radiazione elettromagnetica IR e la materia  Quest’interazione provoca vibrazioni di stretching (stiramento) o bending (piegamento) dei legami della molecola analizzata  Ogni gruppo funzionale assorbe in una regione caratteristica dello spettro IR, generando uno specifico tipo di vibrazione
  • 18. Spettro IR Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
  • 19. Spettrometria IR laboratoriale Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  Preleviamo del presunto paracetamolo che poniamo con del KBr in rapporto 3:1. Maciniamo nel mortaio.  Posto il miscuglio in pasticcatore, otteniamo una pasticca che analizziamo con spettrometro IR
  • 20. Spettro IR paracetamolo Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze C=O str. Banda larga tipica di OH e NH str.
  • 21. Spettrometria NMR Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze La spettrometria NMR (risonanza magnetica nucleare), è la tecnica più potente ed efficace per individuare una molecola incognita Questa è basata sull’interazione tra un forte campo magnetico e l’orientamento imposto da questo agli spin dei nuclei di particolari atomi costituenti la molecola (1H o 13C)
  • 22. Spettrometria NMR laboratoriale Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  Prelevo del presunto paracetamolo che sciolgo in dimetilsolfossido deuterato (CD3)2S=O, un ottimo solvente per NMR  Pongo la soluzione in un tubicino, immesso poi nell’espansioni del magnete costituente l’NMR
  • 23. Spettro H-NMR paracetamolo Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
  • 24. Punto di fusione Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze Il punto di fusione è quel valore in termini di temperatura, caratteristico di tutti i composti organici cristallini, oltre il quale si ha un passaggio di stato da solido a liquido dei suddetti composti. E’ quindi utilizzato per individuare la purezza dei campioni analizzati Platino puro: 1744°C Platino e oro: 1650 °C
  • 25. Determinazione p.f. del paracetamolo Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze  Inseriamo del paracetamolo all’interno di un capillare di vetro Capillare con paracetamolo  Immettiamo il capillare all’interno di un ‘’apparecchio per il punto di fusione’’  Determiniamo il p.f. del paracetamolo
  • 26. Punto di fusione laboratoriale Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze Punto in cui vengono inseriti i capillari con il campione  Ciò significa che il campione presenta delle impurità  Il nostro campione di paracetamolo fonde ad un intervallo di 173°C – 175°C  Il melting point teorico del paracetamolo è 169°C
  • 27. Spettro H-NMR paracetamolo Gabriele Gagliano – Ist. Ginori Conti Biotecnologie sanitarie – Firenze
  • 28. Ringraziamenti Istituto tecnico superiore Ginori Conti – Firenze 4°A 4°B 4°C  Benvenuti Filippo  Chiabà Simone  Di Santo Andrea  Milite Gabriele  Tanini Alessia  Tonetti Simona  Valoriani Andrea  Gabriele Gagliano  Aruta Martina  Caverni Chiara  Santoni Giulia  Sanchez Amalis  Ileana Georgiana  Borsetti Duccio  Albina Gashi  Mazzoni Sabrina  Utili Anna  Trallori Andrea  Bartolini Sara  Maiorelli Antonio  Falcini Chiara  Di Gregorio Davide  Macaluso Marta  Ceccanti Bianca  Landi Martina  Trapuzzano David  Bercigli Giulia  Massa Simone  Lelio Alice Docenti:  Prof.ssa Laura Capella  Prof.ssa Elena Margheri  Prof. Giovanni Ughi