Práctica de Laboratorio: Aislamiento de Principios Activos de Comprimidos Comerciales empleado reacciones Ácido-Base.

 

 

Práctica de Laboratorio: Aislamiento de Principios Activos de Comprimidos Comerciales empleado reacciones Ácido-Base.

1.- Objetivo General

Realizar el aislamiento de principios activos de comprimidos comerciales a través de reacciones ácido-base, evaluando los cambios de solubilidad de las especies activas en función del pH del medio.

1.1.- Objetivos Específicos

1. Identificar las características de los principios activos y excipientes presentes en los comprimidos comerciales.
2. Aplicar reacciones ácido-base para precipitar y recuperar los principios activos de los comprimidos.
3. Analizar la formación de sales y precipitados como evidencia del aislamiento de compuestos activos en condiciones controladas de pH.
4. Evaluar el rendimiento del proceso de aislamiento mediante la determinación del porcentaje de recuperación del principio activo.

2.- Introducción

El aislamiento de principios activos en la farmacéutica es fundamental para entender los componentes esenciales de las formulaciones comerciales y su funcionamiento. Los principios activos son compuestos químicos responsables del efecto terapéutico de los medicamentos, mientras que los excipientes son sustancias añadidas que ayudan en la administración y conservación del principio activo, sin poseer efectos farmacológicos propios. Aislar estos principios activos permite estudiar sus propiedades, reactividad y estabilidad, esenciales para el desarrollo de formulaciones y el análisis de su eficacia.

Los principios activos en comprimidos como el ibuprofeno y el ácido mefenámico suelen presentarse en forma de sales o compuestos ionizables que responden a variaciones de pH. Mediante reacciones ácido-base, es posible manipular su solubilidad y lograr su aislamiento de los excipientes. En este contexto, la disolución de un comprimido en una base fuerte (como el NaOH) permite la formación de sales solubles de los principios activos. Al neutralizar esta solución con un ácido fuerte (como el HCl), se genera la forma ácida no disociada de los principios activos, precipitando el compuesto deseado. Este proceso resulta útil no solo en el ámbito analítico, sino también en la industria para purificar y estudiar los principios activos de medicamentos y compuestos terapéuticos.

Además de la importancia terapéutica, la práctica permite observar y analizar conceptos químicos fundamentales como la formación de precipitados, el equilibrio ácido-base y el control de pH en la reactividad de los compuestos. El uso de un indicador de pH, como la fenolftaleína, facilita la visualización de los cambios de pH, mostrando los puntos de neutralización y regeneración del principio activo en su forma precipitada. Este tipo de reacciones químicas también ejemplifica cómo una propiedad simple (como la solubilidad en función del pH) puede aprovecharse para separar y aislar compuestos en soluciones complejas.

3.- Fundamentos Teóricos

Principios Activos y Excipientes en Comprimidos Comerciales

Los principios activos son los componentes que proporcionan el efecto terapéutico de un medicamento. Estos compuestos, como el ibuprofeno y el ácido mefenámico, pertenecen a la clase de los antiinflamatorios no esteroides (AINEs), utilizados para reducir la inflamación, el dolor y la fiebre. En una tableta, los principios activos se mezclan con excipientes, sustancias inertes que facilitan la administración del medicamento pero que no afectan su eficacia terapéutica. Los excipientes pueden incluir agentes de carga, aglutinantes, desintegrantes y recubrimientos, que cumplen funciones de soporte, protección y facilitan la biodisponibilidad del principio activo en el organismo.

Reacciones Ácido-Base y Formación de Sales

En química, las reacciones ácido-base son procesos en los que un ácido cede protones (H⁺) y una base los acepta. Cuando un principio activo con propiedades ácidas o básicas se encuentra en una solución alcalina o ácida, puede ionizarse o protonarse, respectivamente, formando sales. Este comportamiento es esencial en el aislamiento de compuestos que dependen del pH para su solubilidad. Por ejemplo, el ibuprofeno y el ácido mefenámico se disuelven en medios básicos al transformarse en sus sales de sodio, que son solubles en agua. Al neutralizar la solución alcalina con un ácido fuerte, se genera la especie ácida de los principios activos, los cuales suelen ser menos solubles en agua, provocando su precipitación y facilitando su separación.

Aislamiento de Principios Activos mediante Precipitación

El aislamiento de compuestos mediante precipitación es una técnica de separación común en química. La precipitación ocurre cuando una sustancia se vuelve insoluble en el medio en que está disuelta, formando sólidos suspendidos en la solución. En este proceso, el pH juega un papel crucial al cambiar la forma de los compuestos y su solubilidad. En el caso del ibuprofeno y el ácido mefenámico, la disolución en una solución alcalina forma sales solubles que pueden separarse de los excipientes mediante filtración. Posteriormente, la neutralización con ácido provoca la formación de precipitados de los principios activos, facilitando su recolección. Ver el Esquema 1.

Esquema 1.- Reacciones ácido-base del ibuprofeno (1) y el ácido mefenámico (3).

Equilibrio Químico en Reacciones Ácido-Base

El concepto de equilibrio químico es fundamental en esta práctica, especialmente en el contexto de las reacciones ácido-base. El equilibrio ácido-base se refiere al estado en el que las concentraciones de ácido y base en una solución se estabilizan. En este caso, el equilibrio entre las formas ionizada y no ionizada del principio activo depende del pH de la solución. Al alcanzar el punto de neutralización, el equilibrio se desplaza, promoviendo la precipitación del principio activo. El uso de indicadores, como la fenolftaleína, permite visualizar este cambio en el equilibrio mediante el viraje de color, que indica la presencia o ausencia de iones hidrógeno (H⁺) y, por lo tanto, el cambio en la acidez de la solución.

Aplicación Práctica y Análisis del Rendimiento

La determinación del rendimiento del aislamiento del principio activo implica la comparación de la cantidad de compuesto recuperado frente a la cantidad original presente en la tableta. Este rendimiento refleja la eficiencia del proceso de aislamiento y permite evaluar factores que podrían optimizar la recuperación del principio activo. Las técnicas de aislamiento como la precipitación y la filtración son ampliamente utilizadas en el laboratorio para purificar compuestos de mezclas complejas y representan procedimientos clave en la industria farmacéutica para asegurar la calidad y pureza de los productos medicinales.

4.- Materiales y Reactivos

• Mortero y maso
• Erlenmeyer de 125 mL
• Embudo
• Papel de filtro
• Vaso de precipitados
• Gotero o pipeta
• Balanza
• NaOH al 10%
• HCl al 10%

• Tabletas de ibuprofeno y/o ácido mefenámico

5.- Procedimiento

1. Preparación del comprimido: Pesa el o los comprimidos comerciales (ibuprofeno o ácido mefenámico) y toma nota de su masa inicial. Tritúralos en un mortero hasta obtener un polvo fino y transfiere el polvo resultante a un Erlenmeyer de 125 mL con 50 mL de agua destilada.
2. Disolución en medio alcalino: Agrega lentamente NaOH al 10% hasta que se observe la disolución casi completa del polvo. Durante este proceso, se formarán las sales sódicas solubles de los principios activos. Remueve la mezcla para asegurar una disolución homogénea.
3. Filtración para separar excipientes: Filtra la solución resultante para remover los excipientes insolubles. Recoge el filtrado en un recipiente limpio.
4. Precipitación del principio activo: Añade HCl al 10% al filtrado lentamente, observando el cambio de pH. La adición de ácido provoca la regeneración de la forma ácida del principio activo, que precipitará debido a su menor solubilidad en medio ácido. Continúa añadiendo HCl hasta que el pH sea ácido y se observe una precipitación completa.
5. Recolección y secado del principio activo: Filtra nuevamente la solución para separar el precipitado. Recoge el precipitado, sécalo cuidadosamente y pésalo para calcular el porcentaje de recuperación del principio activo con respecto a la masa inicial del comprimido.
6. Determine el punto de fusión: Determine el punto de fusión y compárelo con el reportado en la literatura.

6.- Cuestionario

1. ¿Cuál es la diferencia entre un principio activo y un excipiente en un comprimido farmacéutico?

2. Describe el papel del NaOH en el proceso de aislamiento de los principios activos.

3. ¿Qué sucede químicamente cuando se añade HCl a la solución alcalina que contiene los principios activos?

4. ¿Por qué los principios activos precipitan cuando se acidifica la solución?

5. ¿Qué tipo de reacciones químicas están involucradas en esta práctica? Clasifícalas y justifica tu respuesta.

6. ¿Qué utilidad tiene conocer el punto de fusión del principio activo aislado?

7. ¿Cómo se calcula el porcentaje de recuperación del principio activo? ¿Qué factores pueden afectar este valor?

8. Menciona al menos tres precauciones que se deben tener durante esta práctica para asegurar resultados fiables y seguros.

9. ¿Qué conclusiones puedes extraer sobre el comportamiento ácido-base del ibuprofeno o del ácido mefenámico a partir de esta práctica?

7.- Referencias Bibliográficas

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• Bueno Garesse, E. (2004). Aprendiendo química en casa. Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 1(1), 45–51. https://doi.org/10.25267/Rev_Eureka_ensen_divulg_cienc.2004.v1.i1.04
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