Estudio del complejo solido que forma el ácido furfuriliminodiacético con el catión Cr(III)

DEPARTAMENTO DE QUIMICA ANALITICA y SECCION DE QUIMICA ANALITICA CENTRO COORDINADO DEL C. S. I. C. UNIVERSIDAD DE GRANADA ESTUDIO DEL COMPLEJO SOLIDO QUE FORMA EL ACIDO FURFURILIMINODIACETICO CON EL CATION Cr(IlI) por F. CAPITÁN, E. J. ALONSO Y M. C. VALENCIA RESUMEN Se obtiene un complejo ácido de color rosa ,entre el catión cromo y el ácido furfurilimino diacético en estado sólido a partir de nitrato de cromo y ácido furfurilimino diacéti,co en relación (1: 2), 'el complejo se identifica mediante análisis elemental de er, N, H Y C, análisis térmicos e infrarrojo. Se realizan también valoraciones potenciométricas y espectroscopía UV-VIS. Al complejo sólido obtenido la corresponde la fórmula (C16NzOlOH16Cr) H.2HzO. SUMMARY A (1:2) pink colour acid complex is obtained between Cr(I!!) and furfury limine diacetic acid. The complex is identified by elemental analysis of Cr, N, H and C, by mean of thermal analysis and infrared spectroscopy. Potentio metric titrations and UV-VIS ar,e carried out as well. The empiri'cal formula for this complex is ClsN20IOH1SCr) H.2Hp. INTRODUCCION En el ,estudio espectrofotométrico descrito en un trabajo ante rior (1) pudimos comprobar que si las disoluciones conteniendo catión Cr(III) y exceso de ácido furfurilimino diacético se calien tan a la temperatura de ebullición del agua, se forma el complejo de color violeta que ha sido estudiado en disolución, y tras dejarlas en reposo durante no menos de seis horas, aparecen unos cristali tos de color rosa. Estos no aparecen si las disoluciones contienen exceso de catión. Ars Pharmaceutica. Tomo XXI!. Núm. 2, 1981. 250 ARS PHARMACEUTICA Con el fin de conocer su naturaleza procedimos a estudiar las condiciones estrictas de su formación. Las investigaciones reali zadas así como las conclusiones de las mismas se indican a con tinuación. ANTECEDENTES Otros complejos de Cr(III) con ácidos poliaminopolicarboxílicos se han estudiado y pueden encontrarse las diferentes discusione,s en la bibliografía. Lo que seguidamente se expone pretende reunir algunos de los datos más caracter.ísticos. La revisión bibliográfica realizada nos permite reunir en la tabla núm. 1 una serie de datos acerca de diversos complejos entre el catión Cr(III) y diferentes ácidos amino policarboxílicos. El pri mer dato significativo observable está en relación con la estequio metría de tales complejos. Se pone de manifiesto que en los casm en que las compl.exonas utilizadas como reactivos son tetradentadas (EDTA, APDT) , los complejos sólidos son de estequiometría 1: 1 (R: Cr), mientras que si son bidentadas los complejos la tienen 2: 1. Los espectros infrarrojos de estos complejos presentan las ban das correspondientes a los enlaces de los grupos carboxílicos con Cr(III). Asimismo aparecen las bandas que muestran la participa ción de los átomos de nitrógeno en la coordinación. Datos acerca de los espectros infrarrojos están reunidos también en la tabla nú mero 1 en la que asimismo se indican las longitudes de máxima absorción en las regiones del espectro visible y ultravioleta. ARS PHARMACEUTICA 251 TABLA NUM. 1 ESPECTROS DE ABSORCION DE COMPLEJOS DE CROMO VIS Y UV IR ------- Reactivo Fórmula complejo cm-1 cm-1 Color ),máx. -COOCr -COOH Re/. glicina CrC4HgN205 . 0.,5 H20 rojo 1630 2,3 glicina glicólico CrC6HIIN207 viol. 555, 395 1630m' 2 glicina láctico CrC7Hl3N207 viol. 555, 400 1630"" 2 IDA K Cr(N2C4H704) '2,5 HP rosa 519, 399' 1640'< 4 MAMDA H(CrC¡oH¡4N2Ús) . 1,5 H20 rosa 500, 340 1635'"' 2 MAMDA H(CrCIOH!4N20S) . 2,5 H20 viol. 560., 400 1640 1740m 2 EAMDA H(CrC¡2H¡sN200) . 1,5 H20 rosa 505, 335 1635"" 2 EAMDA H(CrC¡2H18N20S) . 1,5 H20 viol. 560, 405 163010' 174010 2 HAMDA H(CrCr2H¡sN2010) . 4 H20 viol. 555, 400 1630"" 1740m' 2 EDTA H Cr(CIOH¡2N200) . 2 li20 viol. 544, 390 1645 1745 5,6 APDT H Cr(CIIHI4N20S) . H20 viol. 1600 1720 7 .. , = muy fuerte. m = media. r = fuerte. IDA = ácido imino diacético. MAMDA = ácido metilamino diacéUco. HAMDA = ácido 2-hidroxietilamino diacético. EAMDA = ácido etilamino diacético. EDTA = ácido etilendiamino tetracético. APDT = ácido d, l·propilendiamino tetracético. 252 ARS PHARMACEUTICA ISRRAILY y otros (2) (8), al estudiar el comportamiento de di versos derivados aminocarboxílicos, encuentran que al reaccionar éstos con el ión Cr(III) se suelen formar dos complejos ácidos, uno rosa y otro violeta para los que proponen fórmulas generales ta les como: Complejo rosa o O " /l r ,......CH2-C-O, O-C-CH J R-N • e""'" 't'- ....... • r.. N-R H CH2-C-O ........ 'o-C-CH( 1/ 11 o o Complejo violeta El espectro infrarrojo de todos estos complejos presenta una banda caracter,ística de la vibración antisimétrica (v"COO) alre dedor de 1.600 cm-1 la cual indica que los cuatro grupos carboxí licos están igualmente unidos al cromo. En el complejo violeta existe además de la vibración anterior una vibración característica del grupo carboxílico libre (v C = O) que aparece entre 1.7001.720 cm-1 que es un poco alta. Se acepta como explicación de este hecho (9) la formación de enlaces de hidrógeno entre el Cr y el ARS PHARMACEUTICA 253 protón del grupo carboxílico (COOH-Cr). Esta coordinación está de acuerdo con la indicación de la existencia de coordinaciones superiores a seis en el cromo (8). También podemos observar que los complejos con EDTA, HAMDA Y PDTA, sólo se ha podido obtener el complejo ácido de color violeta, pues la participación en la coordinación de los gru pos -OH y COOHexistentes en este tipo de reactivos dismi nuye la estabilidad de los enlaces carbóxilo-cromo (8). Los estudios espectrofotométricos de los complejos rosa y vio leta en las regiones visible y ultravioleta confirman las estructu ras anteriores: los máximos de absorción de los dos complejos son diferentes; en los dos casos aparecen dos bandas caracterís ticas a 500 y 340 nm para el complejo rosa y a 550 y 400 nm para el complejo violeta. La primera es debido a una transición 4 A2g � 4 T2g Y la segunda, permitida por ·el spin, corresponde a la transición 4 A2g � 4 T¡g. La diferencia existente entre las posiciones de los máximos ce absorción la explican VIELES e ISRAILY (2) por la existencia en el complejo áctdo violeta de un grupo carbóxilo libre, puesto que comparando el espectro de este último con el del complejo de cromo con dos átomos de nitrógeno y tres grupos carbóxilos coordi nados al cromo (la sexta posición de coordinación puede estar ocupada por una molécula de H20 Ó de -CH20H) han encontrado las mismas longitudes de onda del máximo de abtsorbancia. Tam bién indican los mismos autores que al realizar determinaciones conductométricas de ambos complejos con MANDA y EAMDA; los resultados son tales que muestran que el complejo de color rosa es más robusto que el violeta. Este comportamiento está de acuerdo con las fórmulas propuestas para estos complejos puesto que en el rosa el protón es exterior al anión complejo. La valoración del complejo violeta Cr(III)-ADTA con NaOH permite establecer la variación de la absorbancia en función del pH y de la relación moles de alcali-moles de Cr(III), deduciendo los valores de las constantes de ionización, a fuerza iónica 0,05, K¡ = 6.10-4 Y K2 = 3.10-8 (6). SUÁREZ CARDESO y GONZÁLEZ GARCÍA (7) valoran el complejo APDT-Cr(III) con KOH potenciométricamente, atribuyendo el pri mer salto de la curva a la neutralización del protón externo y el segundo a la formación de un hidroxo-complejo de color azul. 254 ARS PHARMACEUTICA También existen en la bibliografía estudios conductométri cos (2) y de otros tipos (10) (11) que ayudan a interpretar las es tructuras de estos complejos rosa y violeta que forma el Cr(III) con diferentes complexonas. DESCRIPCION DE LAS EXPERIENCIAS REALIZADAS PREPARACIÓN DEL COMPLEJO SÓLIDO VIOLETA CR(III)-AFID Se mezclaron las cantidades necesarias de nitrato de cromo Merck R. A. Y ácido furfurilimino diacético preparado y caracteri zado por nosotros (12) para que el complejo que forma tenga este quiometría 1: 1 llevando el volumen a 100 cc. La disolución se calentó en baño maría hasta la aparición del color violeta del complejo. Conseguido el color, se evaporó a unos 60° C hasta re ducir el volumen aproximadamente a la mitad y se dejó enfriar, no observándose la aparición de cristales ni ningún compuesto sólido, permaneciendo la disolución de color violeta. Tras más de tres meses no se ha observado la aparición de cristales, hecho que está de acuerdo con la obtención de otros complejos similares, que sólo se obtienen en disolución (13). PRE'PARACIÓN DEL COMPLEJO SÓLIDO ROSA CR(III)-AFID Se disolvieron 0,1 mI de nitrato de cromo y 0,2 moles de ácido furfurilimino diacético siendo el volumen final de 100 cc. A con tinuación se calentó a la temperatura de ebullición de 20 a 30 mi nutos. La evaporación se continuó a 60° C hasta la aparición de unos cristales de color rosa. Una vez filtrados, se lavaron varias veces con la mínima cantidad de agua desionizada y se dejaron secar a temperatura ambiente. El estudio de estos cristales se realizó con los siguientes ensayos : Análisis elemental El análisis ·elemental de C, N e H se realizó en un analizador Perkin-Elmer modelo 240, los resultados obtenidos para el complejo rosa fueron los siguientes: C = 41,95 %; H = 4,64 % y N = 5,60 % los cuales parecen corresponder a la fórmula (ClsN2010H18Cr) H.2H20 siendo sus porcentajes teóricos C=42,27 %; H=4,5 % y N=5,47 '/1" ARS PHARMACEUTICA 255 El cromo se determinó oxidando a cromato, con persulfato en presencia de ión Ag(I), adición al cromato formado de exceso medido de Fe(II) y valoración del no consumido con Cr207� se gún la técnica habitual. El contenido resultó ser del 10,13 % siendo el teórico 10,18 %. Análisis térmico Los análisis termogra vimétrico y termodiferencial se realiza ron en un aparato SETARAM modelo GDTD-10 provisto de elec trobalanza B-70 con termopares de PtjPt-Rh con referencia de alúmina calcinada a 1.000° e de un tamaño de partícula menor de 63 mm igual al de la muestra, usando crisoles de porcelana o � 10 20 30 -3 40 � ... 50 '! ATD .. 'V 60 - • - • 70 80 . 90 100 200 300 400 500 600 700 800 Gráfica núm. l.-Curvas de ATD y ATG 256 ARS PHARMACEUTICA de 5 mm de diámetro y calentando a velocidad de 10° C/min. Se operó en atmósfera estática de air,e. La muestra utilizada fue previamente desecada a 60 ° C a vacío sobre P205. En la gráfica núm. 1 están recogidas las correspondientes curvas de ATD y ATG. Espectro infrarrojo En un espectrofotómetro Perkin-Elmer equipado con red de difracción y antiprisma de BrK modelo 225 se realizó el espectro de la muestra en las 'condiciones de secado reseñadas anterior mente, en pastilla de BrK a concentración comprendida entre 0,5 y 1 %. En el espectro IR es de destacar, de una parte la desaparición de las bandas de 3.450, 1.730 Y 1.270 crrr1 correspondientes a las vibraciones del grupo -OH y del grupo C=O del carbonilo, así como la de flexión fuera del plano a 680 cm-1 permaneciendo los restantes de la molécula; por otra parte, aparece una banda a 1.620 cm-1 y otra a 1.370 cm-1 asignables a la vibraciones de tensión 40e 2ee loe 3Se 111= compl.jl) ro .... } H = 3 121= .. vlol.ta P 4ee 450 500 11 55e 600 X(nm) Gráfica núm. '2.-Espectros de los Icomplejos sólidos de cromo con el ácido furfuriliminodiacético ARS PHARMACEUTICA 257 antisimétrica y simétrica respectivamente, correspondientes al en lace COO-Cr. Asimismo aparecen nuevas bandas a 345 cm-1 y a 420 cm-1 asignables a las vibraciones de los ,enlaces Cr-OH y N-Cr respectivamente. Es de hacer notar también la existencia de una banda 920 cm-1 correspondiente a la vibración de libración del OH2• Espectroscopía UV-VIS Los espectros ,en las regiones visible y ultravioleta se realizaron en un espectrofotómetro Beckman en la zona de longitudes de onda comprendidas entre 700 y 300 nm. Se representan ,en la grá fica núm. 2. Valoración potenciométrica La curva de valoración potenciométrica (gráfica núm. 3) se obtuvo disolviendo 0,1 gr de complejo en 50 mI de H20 y valorando con disolución de KOH 0,1433 M, añadida desde una microbureta Afora clase A. Se siguió con un pH-metro Beckman modelo de Research provisto de un electrodo de calomelanos saturado como ref'erencia y uno de vidrio, ambos de la casa Beckman. DISCUSION DE LOS RESULTADOS La curva de valoración potenciométrica (gráfica núm. 3) mues tra la existencia de un salto definido a pH entre 3,5 y 7,5 encon trándose su punto de equivalencia a 5,2 para la adición de un equivalente de base por mol de quelato. Alrededor de pH 9 aparece una segunda inflexión para la adición de dos equivalentes de base por mol de complejo, acompañada por un cambio de color rosa a marrón azulado. Por encima de pH 12,1 la disolución toma color verde. Las curvas correspondientes al análisis termogravimétrico y termodiferencial nos proporcionan los siguientes datos: La curva de ATD (gráfica núm. 1) presenta dos picos endotér micos, uno a 1400 C y otro a 1800 C, que importan la pérdida del 3,4 % del peso de la muestra para cada temperatura y que corres ponde a liberación de dos moléculas de agua. El hecho de que la pérdida de las moléculas de H20 tenga lugar a temperaturas tan elevadas podría explicarse aceptando que exis- 264 ARS PHARMACEUTICA En cuanto a la profesión farmacéutica: 1) La farmacia es una profesión liberal y científica con VOca ción social y con aspecto comercial. 2) Colaboración con los planes de salud. 3) Farmacología clínica sólo para farmacéuticos. 4) Educación Sanitaria. B) FARMACIA HOSPITALARIA 1) La formación básica actual de los farmacéuticos no satis face las necesidades que la sociedad tiene de los mismos. 2) Se necesitan farmacéuticos especialistas en varios campos, y concretamente en farmacia de Hospitales. 3) Es necesario arbitrar el sistema por el que el especialista mantenga su competencia profesional en el tiempo. 4) Proponer la creación, a nivel pragmático, de cauces de co municación de reacciones adversas a medicamentos, de manera que se coordinen los distintos estamentos implicados: administra ción pública, industria farmacéutica y profesionales sanitarios. 5) Es necesario elaborar las Normas de Acreditación de los Hospitales docentes en Farmacia de Hospital. 6) La Farmacovigilancia por ser una actividad derivada de la Farmacoterapia, habrá de ser coordinada, a nivel hospitalario por la Comisión de Farmacia y Terapéutica. 7) La implantación del Sistema de distribución por Dosis Uni tarias debe potenciarse por cuanto constituye la base del control racional de la terapéutica. ARS PHARMACEUTICA C) CONTROL DE CALIDAD a) Control de calidad y Yatrogenia 265 1) Se considera la necesidad de impulsar la farmacovigilancia. 2) Equipamiento de técnicas farmacéuticas en todos los Hos pitales, con responsabilidad específica de Toxicología clínica. 3) Desarrollar específicamente, la información de efectos Ya trogénicos a todos los niveles a los profesionales farmacéuticos. b) Normas de buena fabricación en relación al control de medica mentos 1) Se recomienda a la administración la publicación de las Normas provisionales de prácticas de correcta fabricación y con trol de calidad de los medicamentos. 2) Se considera conveniente la publicación de la normativa que sirva de base a la relación de las inspecciones de los Labora torios Farmacéuticos. 3) Para cumplir estos objetivos, consideramos indispensable la potenciación de los servicios de la Inspección farmacéutica. 4) Se solicita por los asistentes, la publicación del real decreto sobre equipamiento en la industria farmacéutica. 5) Los componentes de mesa y asistentes, reconocen que la puesta en práctica de estos sistemas de control de calidad y su continua mejora, suponen unos costos adicionales importantes a los Laboratorios Farmacéuticos, lo cual debe reflejarse adecuada mente en precio de 'los medicamentos. 6) Se considera imprescindible, la puesta en marcha de las normas de correcta fabricación y control, siempre que se cumplan los puntos enunciados anteriormente. 266 ARS PHARMACEUTICA II. GRUPOS DE TRABAJO A) ANÁLISIS CLÍNICOS 1) Se solicita una mayor incidencia de tecnología e interpre tación biológica sobre la problemática analítica durante la licen ciatura. 2) Institucionar una educación prostgraduada anual sobre los problemas analíticos que plantean las ciencias biológicas apli cadas: Fisiología, Bioquímica, Bacteriología y Parasitología. 3) Se recomienda con carácter de obligatoriedad el control de dotación instrumental mínimo y control de calidad en función del trabajo a desarrollar por cada laboratorio de análisis biológi cos o clínicos. 4) Potenciar en lo posible las tesis y tesinas de interés clínico o analítico. B) ECONOMÍA y GESTIÓN 1) Necesidad de una polítka real de precio de los medicamen tos, con revisiones periódicas que absorba la inflación y el incremento de los costos. • 2) Es necesario realizar un estudio de la naturaleza y cuantía de los costos de explotación de la Oficina de Farmacia. En este sentido se acordó llevar a cabo un análisis del número de pres cripciones medio por empleado y año, al objeto de tener una orien tación en 10s rendimientos del personal, factor que incide mayori tariamente en nuestros costos. 3) En la racionalización del habitat de una Oficina de Far macia deben tenerse en cuenta un mínimo de espacio necesario para el ejercicio óptimo de nuestra actividad: a) Despacho al público con superficie no inferior al 30 por 100 del local. b) Espacio donde se desarrollen los trabajos internos propios de la Farmacia. ARS PHARMACEUTICA 267 c) Zona que puede y debe ser reducida en tamaño, destinada al almacenaje de stock,<;. 4) La farmacia debe acceder a mecanismos de entrada válidos para disponer de la información necesaria, tanto profesional como empresarial, para adecuar y racionalizar sus servicios. C) FITOTERAPIA 1) La Fitoterapia mal utilizada degenera en peligro para la salud pública, si la dispensación de plantas medicinales se realiza por personas y lugares no cualificadas. 2) La defensa de la salud ciudadana necesita que dichas plan tas medicinales se dispensen, por quienes están científicamente capacitados para proteger al usuario contra los peligros que com porta la utilización indiscriminada de tratamientos no prescritos por el médico ante un fundamentado diagnóstico.