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(1)

Was tun bei…?

Streifzüge durch den Körper

und die Apotheke

(2)

Name Dichte g/mL Leichtbenzin ~0.72

Methanol 0.79

Lebertran 0.90

Ethanol-Wasser-

Gemisch 0.93

Rizinusöl 0.96

Glycerin 1.26

Chloroform 1.49 1. Arzneimittel in der Historie: Motivationsphase

D1 Apotheken-Schauglas

Verwendung

Narkotika, Rauschmittel Zell- und Plasmagift

Kräftigungsmittel, Salben Desinfektionsmittel, Extrakte Abführmittel

Lösungsmittel, Weichmacher,

Feuchthaltemittel, Kosmetik

Inhalationsanästhetikum

(3)

Was tun bei …? Streifzüge durch den Körper und die Apotheke

Gliederung

1. Arzneimittel in der Historie 1.1 Motivationsphase

2. In der Rezeptur der Apotheke: Biogene Arzneimittel

2.1 Baldrian: Was tun bei ...Schlafstörungen und Unruhe?

2.2 Antibiotika: Was tun bei …bakteriellen Erkrankungen?

3. In der chemisch-pharmazeutischen Industrie: Synthetische Arzneimittel 3.1 Analgetika: Was tun bei …Schmerzen jeglicher Art?

3.2 Antazida: Was tun bei …Sodbrennen?

4. Schulrelevanz

(4)

Was tun bei …? Streifzüge durch den Körper und die Apotheke

• •

Rolf

(5)

2. Biogene Arzneimittel: Baldrian

Was tun bei …Schlafstörungen und Unruhe?

Droge: Rhizome, Wurzeln, Ausläufer des Baldrians

Inhaltsstoffe: 0.5-1.5 % ätherische Öle

Baldrianwurzel:

(6)

Extrakt:

 Auszug aus frischen

oder getrockneten pflanzlichen oder tierischen Stoffen

 Gewinnung aufgrund des Löslichkeitsverhaltens der Inhaltsstoffe der Baldrianwurzel im Ethanol-Wasser-Gemisch

2. Biogene Arzneimittel: Baldrian

D2 Gewinnung ätherischer Öle aus Baldrianwurzel

Perkolation:

„Durchseihen“

 Kaltextraktion

(7)

2. Biogene Arzneimittel: Baldrian

Inhaltsstoffe

CHO

CHO CH

3

H

H C

H

3

CH

3

H

H

O

C OH H

3

CH

3

H

CH

3

R C

H

3

Valepotriate = Valeriana-epoxy-triester

 Labil, leicht flüchtig, lipophil

 Bicyclische Monoterpene

 Abgeleitet vom Iridodial

Iridodial Valerensäure Valerenal

O

O H

O

R

O O

R

O H

R O

O 2

1

3

(8)

2. Biogene Arzneimittel: Baldrian

Wirkungsweise:  keine Klarheit über Wirk- substanzen

 Valepotriate und Baldrinale beruhigend, blutdrucksenkend,

entkrampfend

aber: in Zubereitungen fehlend

Indikationen:  psychovegetative, psycho-

somatische Störungen, Unruhe, Angst, Einschlafstörungen

Darreichungsform:  Tinktur, Tee, Extrakt, Medizinal- wein, Badezusatz

 Kombinationspräparate

(9)

Was tun bei …? Streifzüge durch den Körper und die Apotheke

• •

Rolf

(10)

2. Biogene Arzneimittel: Antibiotika

Was tun bei …bakteriellen Erkrankungen?

Antibiotika

Hemmung der bakteriellen Proteinbiosynthese

Änderung der Permeabilität der Zytoplasma-Membran

Hemmung des Aufbaus der Bakterienwand

Makrolide

Antimykotika

β-Lactame Definition: biogene Stoffe zur Verhinderung der

Vermehrung bzw. Abtötung von Mikro-

organismen

Antibiotika

(11)

2. Biogene Arzneimittel: Antibiotika

Penicilline

Historie: 1928 Entdeckung der zytostatischen

Wirkung von Penicillin durch A. Fleming

1940 Isolierung → Strukturaufklärung

heute Züchtung von Hochleistungspilzkulturen

Strukturchemie:  β-Lactam-Antibiotika

 bizyklisches Ringsystem bestehend aus Thiazolidin und β-Lactam-Ring

S

N O

H

1 7 5

4

Penam

(12)

2. Biogene Arzneimittel: Antibiotika

Struktur der Penicilline

Biogenese:  L-Cys + D-Val → 6-Aminopenicillansäure (6-APS)

H NH

N S

CH 3 CH 3

O H

O H

O O

Benzylpenicillin

H N H

2

N S

CH

3

CH

3

O H

O H

O H

* *

*

6-Aminopenicillansäure

6-APS

(13)

2. Biogene Arzneimittel: Antibiotika

D3 Wirkungsweise von Penicillinen

H NH

N S

CH

3

CH

3

O H

O H

O R

Transpeptidase +

H NH

N H S

CH

3

CH

3

O H

O H

R

O Transpeptidase

Wirkungsweise:  wachstumshemmend

 bakterientötend

 Hemmung der Proteinbiosynthese der bakteriellen Zellwand (bestehend aus

Murein = Polysaccharid mit Peptidvernetzung)

 Angriff an Transpeptidasen

 strukturelle und räumliche Ähnlichkeit zu D-

Alanyl-D-Alanin → Acylierung

(14)

2. Biogene Arzneimittel: Antibiotika

Wirkungsweise von Penicillinen

Resistenz:  Produktion von Penicillinase durch → Hydrolyse des β-Lactam-Rings

 Lösung: Einsatz von Cephalosphorinen

 keine Schließung der Peptidbrücke zwischen Polysacchariden der Zellwand

Verlust an Stabilität

 Plasmolyse und Zelltod

(15)

Was tun bei …? Streifzüge durch den Körper und die Apotheke

• •

Rolf

(16)

3. Synthetische Arzneimittel: Analgetika

Was tun bei …Schmerzen jeglicher Art?

Analgetika

Stark wirksam Schwach wirksam

Opium

Morphin Pyrazol-

Anilin- Salicylsäure-

derivate

Novalgin

®

Paracetamol

®

Aspirin

®

(17)

3. Synthetische Arzneimittel: Analgetika

V1 Synthese von Paracetamol

NH 2

O H

+ H C

3 O

O O

CH 3

_ _

C

H 3 O CH 3 N +

O H H O

- + R

_ _ H 3 C N +

R O

H H

+ +

O CH 3 O

-

4-Hydroxyanilin

O H

N CH

3

H

O +

O

H CH

3

O

4-Hydroxyacetanilid

Paracetamol

(18)

N +

O H

CH 3

O H

H

O H H

+

N

O H

CH

3

O H

+ H + (aq)

Paracetamol Amid

NH

2

O

H +

O

H CH

3

O

+

+ H

4-Hydroxyanilin

3. Synthetische Arzneimittel: Analgetika

V2 Nachweis von Paracetamol

N

O H

CH

3

O

+

H

H

+ + O H

H

N

O H

CH

3

O H

H

O

+

H

+ H

NH

2

O H

+ +

O

H CH

3

O

H + (aq)

(19)

3. Synthetische Arzneimittel: Analgetika

Cr 2 O 7 2- (aq) + 6 e - + 14 H + (aq) 2 Cr 3+ (aq) + 7 H 2 O

+ VI + III

O H

N H H

+

N

OH H

H

H 0 N

H

N H

2

OH

O H

+II

+ 2 e - + 2 H + (aq)

O H

N H H

+

N

OH H

H H

+ Cr 2 O 7 2- (aq)

N H

N H

2

OH

O H

+ 2 Cr 3+ (aq) + 7 H 2 O

3 3 + 8 H + (aq)

3

(20)

3. Synthetische Arzneimittel: Analgetika

N H

N H2

OH

O H

Cr 2 O 7 2- (aq)

NH2

O H

O H

N

N

H2 N

OH

Cr 2 O 7 2- (aq)

N N

O

H N

OH OH

H

Cr 2 O 7 2- (aq) H 2 O

N

O

H O

OH

Cr 2 O 7 2- (aq)

NH2

O H

N

+

N

O H

OH

OH

+

Phenazin-Derivate

rubinrot

(21)

3. Synthetische Arzneimittel: Analgetika

Regulation der Wirkstoffabgabe

Feste Arzneiform Schnelle

Freisetzung

Verzögerte, kontrollierte Freisetzung

Schlafmittel Aspirin ® protect 100 mg

Methylacrylsäure-

Ethylacrylat (1:1)

(22)

3. Synthetische Arzneimittel: Analgetika

V3 Wirkungsweise von Lacküberzügen

...

OOC

COOEth

COO ...

OOC

...

...

COOEth CH

3

C H

3

CH

3

-

- -

R-COO - (aq) + H 3 O + (aq) R-COOH (aq) + H 2 O R-COOH (aq) + OH - (aq) R-COO - (aq) + H 2 O

Magen:

Darm:

C H

2

OH O

CH

3

2-Methylacrylsäure

C H

2

O

O CH

3

Ethylacrylat

(23)

3. Synthetische Arzneimittel: Analgetika

Warum Lacküberzüge?

COX Hemmung

durch ASS

PGG 2

Prostaglandin

Schmerz!

Prostacyclin

Schutz der Magen-

schleimhaut

Aspirin ® : nur geringe Magenverträglichkeit

→ Magenschmerzen

(24)

Was tun bei …? Streifzüge durch den Körper und die Apotheke

• •

Rolf

(25)

3. Synthetische Arzneimittel: Antazida

Was tun bei …Sodbrennen?

Antazida

Natron ®

Rennie ®

Talcid ®

NaHCO

3

CaCO

3

Hydrotalcit

Phosphalugel ® AlPO

4

(26)

Salzsäure

Pepsinogen Pepsin A

Eiweißabbau 3. Synthetische Arzneimittel: Antazida

V4 Räumt Rennie ® den Magen auf?

Magensaft:

Magenschleim, Salzsäure,

Pepsin A

Nüchtern: pH = 1-2 Durch Speisebrei: pH = 2-4 Optimal: pH = 3-5

pH = 1.8-3.5

Natron ® :

Rennie ® :

NaHCO 3(aq) + H 3 O + (aq) Na + (aq) + CO 2(g) + 2 H 2 O

CaCO 3(aq) + 2 H 3 O + (aq) Ca 2+ (aq) + 1 CO 2(g) + 3 H 2 O

(27)

3. Synthetische Arzneimittel: Antazida

AlPO 4(aq) + 2 H 3 O + (aq) Al 3+ (aq) + H 2 PO 4 - (aq) + 2 H 2 O

Talcid ® :

Phosphalugel ® :

· 4 H

2

O

O

O O

Mg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 . 4 H 2 O (aq) + 18 H 3 O + (aq)

6 Mg 2+ (aq) + 2 Al 3+ (aq) + 1 CO 2(g) + 39 H 2 O

(28)

 Einstellung des pH-Werts des Magens auf optimalen Bereich (pH 3-5)

bei zu starker pH-Anhebung

• Hemmung von Pepsin A → Hemmung der Eiweißdenaturierug • reaktive Säureproduktion (acid-rebound) → Unwirksamkeit der

Antazida

• starke CO

2

-Freisetzung → Blähungen, Aufstoßen

3. Synthetische Arzneimittel: Antazida

Wirkungsweise

(29)

O OOC O

O O

O O H

OOC OH

- -

OH

n

(aq)

Poly-ß-D-Mannuronat

+ 2n H

3

O

+(aq)

O HOOC O

O O

O O H

HOOC OH

OH

+

n

(s)

2n H

2

O

Poly-ß-D-Mannuronsäure

3. Synthetische Arzneimittel: Antazida

D4 Wirkungsweise von Alginatpräparaten

Bildung eines Alginsäure-Gels:

(30)

HCO 3 - (aq) + H 3 O + (aq) CO 2(g) + 2 H 2 O

CO 3 2- (aq) + 2 H 3 O + (aq) CO 2(g) + 3 H 2 O

3. Synthetische Arzneimittel: Antazida

Aufschwimmen des Alginsäure-Gels durch Einschluss von

CO 2 -Gasblasen:

(31)

3. Synthetische Arzneimittel: Antazida

Talcid ® und Fruchtsäuren

„…Bei langfristigem Gebrauch …sind …Kontrollen der Aluminiumspiegel erforderlich.

Bei …eingeschränkter Nierenfunktion …besteht

die Möglichkeit …eines Anstieges der Serum-Aluminium- spiegel…“

„Die gleichzeitige Einnahme von Talcid Kautabletten und

säurehaltigen Getränken (z.B. Obstsäfte, Wein) führt zu einer

unerwünschten Steigerung der Aluminiumaufnahme aus dem

Darm…“

(32)

3. Synthetische Arzneimittel: Antazida

V5 Warum Talcid ® nicht mit Fruchtsäften eingenommen werden sollte…

O

OH

OH OH O

H

Morin OH O

Weinsäure

COOH COOH

OH OH

Al 3+

Al 3+

O O

O O

O O

HOOC O

COOH O

_

(33)

Was tun bei …? Streifzüge durch den Körper und die Apotheke

• •

Rolf

(34)

4. Schulrelevanz

Was tun bei …Nichtnennung im Lehrplan?

Schulbücher:

Exkurse, Aspirin ® , wenige Experimente

Empfehlung:

Behandlung in Oberstufe

Grund: Komplexität, Verknüpfung mit Physik, Biochemie und Biologie

Anknüpfungspunkte:

12.2 Biochemie, Farbstoffe

12/13 Wahlthema Angewandte Chemie

 hoher Alltagsbezug

(35)

• •

Rolf

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