Функциональный анализ органических лекарственных веществ

С  фенолом  образуется  фенолфталеин,  имеющий  в щелочной среде малиновую окраску. С тимолом – тимолфталеин, окрашенный в щелочной среде в синий цвет.

8

Количественное определение

1.   Броматометрия. Метод основан на электрофильном замещении атомов водорода ароматического кольца на бром, выделенный в реакции бромата калия с бромидом калия в кислой среде:                         

                            KBrO3 + 5 KBr + 6 HCl → 3 Br2 + 6 KCl + 3 H2O

                                                  Э=М/6

Используют способы прямого (тимол) и обратного титрования (фенол, резорцин). При прямом способе титруют калия броматом в присутствии бромида с индикатором метилоранжем или метиловым красным до обесцвечивания. При обратном – добавляют избыток калия бромата, калия бромид, кислоту и выдерживают нужное для бромирования время, а затем избыток брома определяют йодометрически:        

Br2 + 2 KI → I2 + 2 KBr

I2 + 2 Na2S2O3 → 2 NaI + Na2S4O6

Индикатор – крахмал. Эквивалент зависит от количества присоединенного брома.

2.  Йодометрия. Основана на электрофильном замещении атомов водорода ароматического кольца на йод:

 

                                   Э=М/6

Для связывания йодоводородной кислоты, смещающей равновесие в обратную сторону, добавляют ацетат или гидрокарбонат натрия:

HI +  NaHCO3  →  NaI + CO2↑ + H2O

HI +  CH3COONa  →  NaI + CH3COOH

Используют способы прямого и обратного титрования. В последнем - избыток йода оттитровывают тиосульфатом натрия. Параллельно ставится контрольный опыт.

3.   Йодхлорметрия. Метод основан на электрофильном замещении атомов водорода в о- и п-положениях ароматического кольца на йод, входящий в состав йодмонохлорида. Используют способ обратного титрования - избыток йодмонохлорида определяют йодометрически.

9

ICl  +  KI  →   I2  +  KCl

I2 + 2 Na2S2O3 → 2 NaI + Na2S4O6                                                             Э=М/6

4.   Метод ацетилирования. Используют для количественной оценки синэстрола.

                                    

                                                           Э=М/2

5.   Алкалиметрия. Метод нейтрализации в среде протофильного растворителя диметилформамида (ДМФА). Фенолы проявляют очень слабые кислотные свойства, их определение алкалиметрическим методом нейтрализации в водных или смешанных средах невозможно, поэтому используют титрование в среде неводных растворителей, в частности, ДМФА. Метод основан на солеобразовании определяемой слабой кислоты (фенола) с титрантом – метилатом натрия в среде протофильного растворителя, усиливающего кислотные свойства:

В качестве индикатора применяют тимоловый синий.                                                       Э=М

10

6.   Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ). Методы основаны на свойстве окрашенных растворов поглощать немонохроматический (ФЭК) или монохроматический (СПФ) свет в видимой области спектра. В случае фенолов получают окрашенные соединения на основе реакций комплексообразования, азосочетания и образования индофенолового красителя.

Альдегидная группа:    R—С=О

                                                                                   \

                                                                                    Н

Альдегидной называется группа, в которой карбонил связан с атомом водорода и углеводородным радикалом (алифатическим или ароматическим). Альдегидную группу содержат: формальдегид, глюкоза, хлоралгидрат, пиридоксаль фосфат.

Идентификация

1.   Реакция окисления. Альдегиды окисляются до карбоновых кислот с тем же числом атомов углерода, что и исходный альдегид. Окисление происходит даже под действием слабых окислителей: йода, растворов комплексных соединений серебра, меди, ртути в щелочной среде при нагревании. Ионы этих металлов восстанавливаются до свободных металлов или их оксидов, образуя окрашенные осадки, а раствор йода обесцвечивается.

1)   Реакция с аммиачным раствором нитрата серебра (реакция серебряного зеркала):

Формальдегид, окисляясь до аммонийной соли муравьиной кислоты, восстанавливает аммиачный раствор нитрата серебра до металлического серебра, которое осаждается на стенках пробирки в виде «зеркала» или серого осадка.

2)   Реакция   с   реактивом Несслера (щелочной раствор тетрайодомеркурата калия). Формальдегид восстанавливает тетрайодмеркурат-ион  до металлической ртути - осадок темно-серого цвета:

3)  Реакция  с  реактивом  Фелинга. Этот реактив представляет собой смесь двух отдельно приготовленных растворов: раствора меди сульфата и раствора соли винной кислоты и натрия гидроксида. При смешивании этих растворов с альдегидами после нагревания образуется вначале желтый осадок гидроксида меди (I), а затем кирпично-красный осадок оксида меди (I):

11

2. Реакции конденсации.

1) С фенолами. В присутствие концентрированной серной кислоты образуется бесцветный продукт конденсации при последующим окислении которого получаются интенсивно окрашенные   соединения   хиноидной   структуры.   В   качестве   реактивов используются салициловая кислота или хромотроповая (1,8-диоксинафталин-3,6-дисульфоновая кислота):

2)   С аминами или их производными. В качестве реактивов используются соединения с первичной ароматической аминогруппой. При этом образуются соединения с азометиновой связью - основания Шиффа, которые характеризуются желтой окраской.

12

Количественное определение

1.   Йодометрия. Способ обратного титрования. Метод основан на свойстве альдегидов окисляться йодом в щелочной среде до кислоты. Йод взаимодействует с натрия гидроксидом с образованием натрия гипойодида, являющегося сильным окислителем. Гипойодид натрия окисляет альдегид до кислоты:                

                                                             J2 + 2 NaOH → NaOJ + NaJ + H2O

                     H—С=О  + NaOJ + NaOH → HCOONa + NaJ + H2O

                                             \

                                              Н

Затем прибавляют серную кислоту для выделения йода из избытка гипойодида натрия, йод оттитровывают раствором натрия тиосульфата:   NaOJ + NaJ + H2SO4 → J2 + Na2SO4 + H2O

2. Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ). В случае альдегидов получают окрашенные соединения на основе реакций конденсации с фенолами и образования оснований Шиффа.

Кетонная группа:    R—С=О

                                                                                  |

Кетонной называется группа, в которой карбонил связан с двумя углеводородными радикалами (алифатическими или ароматическими).  Кетогруппа входит в структуру кортикостероидов, гестагенных гормонов, андрогенных гормонов, бициклических терпенов.

 

Идентификация

Реакция конденсации  с аминами или их производными. В качестве реактивов используют производные гидразина – фенилгидразин и 2,4-динитрофенилгидразин, гидроксиламин. При этом образуются соединения с азометиновой связью – гидразоны, оксимы, которые характеризуются определенной окраской или температурой плавления.

13

Реакция образования оксима рекомендуется для испытания подлинности прегнина, определяют температуру плавления образующегося оксима.

 

Количественное определение

1.   Оксимный метод. Используется в двух вариантах. Метод основан на свойствах кетонов образовывать с гидроксиламина гидрохлоридом оксим с выделением эквивалентного количества кислоты хлористоводородной. Дальнейшее определение проводят по кислоте алкалиметрически (косвенное определение) или по оксиму, осадок которого отфильтровывают, промывают, высушивают до постоянной массы и взвешивают (гравиметрия).

                 

                                                                                         - HCl

                                                                  

                                                                   HCl  +  NaOH  →  NaCl  +  H2O                                              Э=М

       2.  Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ). Для получения окрашенных

соединений используют реакции конденсации с 2,4-динитрофенилгидразином.

 

α-кетольная группировка:    R—С—СН2ОН

                                                                                   ||

                                                                                   О

 

К карбонильным соединениям относятся вещества, содержащие α-кетольную группировку, которая включает связанные между собой кетонную и спиртовую группы. α-кетольную группировку  содержат гормоны коркового слоя надпочечников и их полусинтетические аналоги.

 

Идентификация

Реакции окисления. Соединения с α-кетольной группировкой обладают восстановительными свойствами и под действием слабых окислителей (раствора йода, комплексных соединений серебра, меди, ртути) в щелочной среде при нагревании образуют 17-кетоальдегиды. Ионы металлов комплексных солей восстанавливаются до свободных металлов или их оксидов, образуя окрашенные осадки, а раствор йода обесцвечивается.

1) С реактивом Фелинга:

14

2) С аммиачным раствором  серебра нитрата:

3)  Под действием перйодата калия, хлорной кислоты или фосфорно-молибденовой кислоты образуется 17-карбоновая кислота, выделяется формальдегид, который можно обнаружить по образованию ауринового красителя с салициловой или хромотроповой кислотами.

 

Количественное определение

    Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ) на основе цветных реакций окисления и реакции образования ауринового красителя после окисления сильным окислителем.

 

Карбоксильная группа:    R—СООН

Карбоксильную группу содержат карбоновые кислоты и их соли, аминокислоты, ароматические кислоты, производные о-аминобензойной и о-аминофенилуксусной кислот, производные п-аминосалициловой к-ты, кислота никотиновая и др.

 

Идентификация

1. Реакции комплексообразования с ионами железа (III) или меди (II) с образованием окрашенных простых или комплексных солей. Например, соли карбоновых кислот:

15

3 [HOCH2–(CHOH)4–COO]2 Ca + 2 FeCl3 → 2 [HOCH2–(CHOH)4–COO-]3 Fe + 3 CaCl2

                     кальция глюконат                                                             светло-зеленое окрашивание

или

зеленое окрашивание

Ароматические кислоты:

                     бензойная кислота                                                     осадок розово-желтого цвета

Аминокислоты:

                                                    комплексы темно-синего цвета

 

2. Реакция этерификации. Карбоновые кислоты взаимодействуют со спиртами, образуя сложные эфиры. Как правило, образующиеся эфиры доказывают по специфическому запаху.

СН3СООН + С2Н5ОН + Н2SО4 к. → СН3-С = О + Н2О

                                                   \

                                                              ОС2Н5   

                                           уксусная кислота                                             этилацетат (фруктовый запах)

3.  Реакция декарбоксилирования для кислот салициловой и никотиновой. При нагревании этих кислот в присутствии натрия карбоната или натрия цитрата выделяется углекислый газ (декарбоксилирование). Продукты декарбоксилирования обнаруживаются по запаху.

                                                 салициловая кислота                фенол

4.  Реакция выделения кислот рекомендуется для идентификации солей, образованных ароматическими кислотами.     Сильные минеральные кислоты (серная, хлористоводородная и азот-

16

ная) вытесняют более слабые из их солей. Образующиеся осадки кислот отделяют и идентифицируют по температуре плавления.

                                          натрия бензоат                                   кислота бензойная

                                                                                                       белый осадок (Т пл.)

 

Количественное определение

1. Алкалиметрия для карбоновых кислот. Метод нейтрализации прямое титрование. Метод основан на свойстве кислот вступать в реакцию солеобразования со щелочами. Титруют в присутствии спирта или ацетона для растворения кислоты и предотвращения гидролиза образующейся соли. Индикатор фенолфталеин.