Функциональный анализ органических лекарственных веществ

                                              Э=М

2. Ацидиметрия для солей карбоновых кислот. Вариант вытеснения, прямое титрование. Метод основан на вытеснении слабой кислоты из ее соли более сильной минеральной кислотой. Определение проводят в присутствии эфира для извлечения образующейся кислоты и предотвращения ее диссоциации. Индикатор – метилоранж или смешанный (метилоранж с метиленовым синим).

                                                         Э=М

3. Алкалиметрия для аминокислот (формольное титрование). Способ прямого титрования. Аминокислоты являются амфотерными соединениями и в водных растворах образуют внутренние соли   R–CH–COO-. Поэтому непосредственное титрование  их раствором натрия гидроксида

                 \  

                  NH3+

затруднено.     Для   связывания    аминогруппы добавляют  формальдегид.     Образующееся N-метиленовое производное, титруют щелочью по фенолфталеину.

                          H2N–CH2–(CH2)2–COOH + H–C=O → H2C=N–CH2–(CH2)2–COOH + H2O  

                                                                      \  

                                                                                 H

                      H2C=N–CH2–(CH2)2–COOH + NaOH → H2C=N–CH2–(CH2)2–COONa + H2O         Э=М

4. Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ) на основе цветных реакций комплексообразования с растворами солей железа (III) и меди (II).

17

Сложноэфирная группа:       R—C—О—R1

                                                                                   || 

                                                                                          O

 

Сложноэфирная группа включает остаток кислоты и спирта (или фенола). Ее содержат эфиры салициловой кислоты, производные п-аминобензойной кислоты, стероидных гормонов, тропана, хинуклидина и др.

 

Идентификация

1.  Гидролитическое разложение в присутствии кислоты или щелочи. Образующиеся продукты гидролиза идентифицируют известными реакциями.

                             ацетилсалицилова кислота                           

Салицилат натрия идентифицируют после подкисления по образованию белого кристаллического осадка салициловой кислоты. Ацетат натрия - по образованию уксусноэтилового эфира, имеющего фруктовый запах.

2. Гидроксамовая реакция основана на взаимодействии сложных эфиров с гидроксиламином в щелочной среде с образованием гидроксамовых кислот и спиртов. Гидроксамовые кислоты с ионами железа и меди в кислой среде образуют окрашенные комплексные соли - гидроксаматы железа (вишневого цвета) и гидраксоматы меди (зеленого цвета).

 

Количественное определение

1. Алкалиметрия, вариант гидролиза, способ обратного титрования. Метод основан на  щелочном гидролизе в присутствии избытка титрованного раствора натрия гидроксида, который далее оттитровывают кислотой. Гидролиз проводят на кипящей водяной бане с обратным холодильником. Параллельно проводят контрольный опыт. Индикатор – фенолфталеин.

18

                                                       NaOH  +  HCl  → NaCl + H2O                                                   Э=М

                                                                 избыток

 

2. Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ) на основе гидроксамовой реакции.

 

Лактонная группа: R—CH—(CH2)n—C=O

                                       |_____ O _____|

 

Функциональная группа образуется из спиртокислот и является внутримолекулярным (циклическим) эфиром. Ее содержат: кислота аскорбиновая, дикумарин, пилокарпина гидрохлорид, фуразолидон.

 

Идентификация

Обладая свойствами сложных эфиров, дают характерные для них реакции: гидролиз и гидроксамовую реакцию. Но в фармацевтическом анализе эти реакции для препаратов, содержащих лактонную группу, мало используются.

Гидроксамовая реакция применяется для идентификации лактона, образующегося после гидролиза пантотената кальция и при идентификации пилокарпина гидрохлорида в лекарственных формах.

                                фиолетово-красное окрашивание

 

Количественное определение

Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ) на основе гидроксамовой реакции.

19

Первичная ароматическая аминогруппа:  Ar—NH2

Первичная ароматическая аминогруппа - это группа –NH2, связанная с ароматическим радикалом. Ее содержат производные п-аминобензойной кислоты, сульфаниламиды, производные п-аминосалициловой кислоты.

 

Идентификация

1. Реакция диазотирования с последующим азосочетанием. В основе реакции лежит взаимодействие соединений, содержащих Ar—NH2 с нитритом натрия в кислой среде. В результате образуются бесцветные или слабо-желтого цвета соли диазония. Исключение составляет этакридина лактат, в результате диазотирования которого образуется диазосоединение, имеющее вишнево-красную окраску. Получение диазосоединения сочетают с фенолами (β-нафтолом, фенолом, резорцином) в щелочной среде или ароматическими аминами в кислой среде. При этом образуются азокрасители.

2.  Реакции окисления. Ароматические амины легко окисляются даже кислородом воздуха с образованием окрашенных продуктов.

Появление окраски может быть обусловлено не только продуктами окисления, но и веществами, образующимися в результате последующей конденсации с избытком ароматического амина. В качестве окислителей можно применять хлорамин,  калия дихромат в кислой среде, хлорную известь и др. Эта реакция рекомендуется для парацетомола после  гидролиза и образования п-аминофенола, который окисляется калия дихроматом в хинонимин, последний взаимодействует с непрореагировавшим  п-аминофенолом и образует индаминовый краситель фиолетового цвета (родственный индофенолу):

20

Индофеноловые красители образуются также при окислении сульфаниламидов хлорамином в щелочной среде. В этом случае образуются красители о-хиноидной структуры.                        Реакции окисления рекомендуются так же при идентификации анестезина (извлекающийся в эфирный слой продукт окисления хлорамином имеет желтый цвет), новокаина (обесцвечивание калия перманганата), уросульфана (рубиново-красное окрашивание при нагревании с натрия нитритом), норсульфазола (желто-розовое окрашивание при окислении перекисью водорода и хлоридом железа).

3.  Реакция конденсации с альдегидами. При взаимодействии в кислой среде с ароматическими альдегидами первичные ароматические амины образуют окрашенные в желтый цвет основания Шиффа.

Разновидностью этой реакции является лигниновая проба. На лигнинсодержащий материал (бумагу, древесину) наносят разведенную хлористоводородную кислоту  и вещество с первичной ароматической аминогруппой, появляется желто-оранжевое пятно.

4. Реакция галогенирования, в частности, бромирование, основана на электрофильном замещении атомов водорода бензольного кольца в о- и п-положениях на галоген. Образуются аморфные осадки белого или желтоватого цвета, определяют их температуру  плавления. Правила бронирования те же, что и у фенолов.

 

Количественное определение

1. Нитритометрия. Метод основан на свойстве веществ, содержащих Ar—NH2 диазотироваться натрия нитритом в кислой среде. Титруют в присутствии калия бромида (катализатора) при пониженной температуре и медленном добавлении титранта:

21

                                                                                           Э=М

Индикация точки эквивалентности:

-  с помощью внутренних индикаторов: тропеолина 00, смешанного индикатора (тропеолин 00 с метиленовым синим), нейтрального красного. Избыток титранта окисляет индикатор и его окраска изменяется;

-  с использованием  внешнего индикатора – йодкрахмальной  бумаги. Это фильтровальная бумага, пропитанная растворами крахмала и калия йодида. В точке эквивалентности при вынесении капли титруемого раствора на бумагу появляется синее пятно от выделившегося йода:

2 NaNO2 + 2 KI + 4 HCl → I2 + 2 NO↑ + 2 KCl + 2 NaCl + 2 H2O

- потенциометрически.

2.  Броматометрия. Метод основан на электрофильном замещении атомов водорода ароматического кольца атомами брома. Обоснование приведено в разделе "Фенолы". Прямое титрование применяют в анализе анестезина, новокаина, стрептоцида. Метод применяется ограниченно, так как ароматические амины окисляются избытком брома.

3. Йодхлорметрия. Метод основан на электрофильном замещении атомов водорода ароматического кольца атомами йода. Обоснование приведено в разделе "Фенолы". Способ обратного титрования применяют в анализе производных п-аминобензойной кислоты, ПАС-натрия, сульфаниламидов.

4.  Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ). На основе реакций образования азокрасителя или оснований Шиффа.

 

Ароматическая нитрогруппа:  Ar—NО2

 Ароматическая нитрогруппа - это группа -NО2 ,связанная с ароматическим радикалом. Ее  содержат   производные   нитрофенилалкиламина,   4-аминохинолина,  8-оксихинолина,   5-нитрофурана, бензодиазепина.

Идентификация

1. Реакция восстановления до ароматической аминогруппы.  Ароматические нитросоединения обычно окрашены в бледно-желтый цвет (нитрогруппа – это хромофор). При наличии других заместителей интенсивность и глубина окраски часто усиливается. Все нитросоединения в кислой среде восстанавливаются до соответствующих аминосоединений, при этом желтая окраска препаратов исчезает.

22

Реакция протекает по следующей схеме:                                [H]

                                 Ar—NO2   →   Ar—NH2

 

В качестве восстановителя используют металлический цинк в кислой среде. Образовавшиеся соединения с Ar—NH2 доказывают по реакции диазотирования с последующим азосочетанием или реакции конденсации с ароматическими альдегидами.

Следует отметить особенность производных 5-нитрофурана. После их восстановления окраска исчезает, а образующиеся соединения с первичной аминогруппой быстро разлагаются с раскрытием фуранового цикла. По этой причине получение азокрасителя на основе вышеназванных соединений не удается.

2.    Образование аци-солей. Ароматические нитросоединения, содержащие в о- или п-положениях группу с подвижным атомом водорода, при действии щелочей окрашиваются в желтый или оранжевый цвет вследствие образования солей аци-формы.

Аналогично ведут себя производные 5-нитрофурана. Как кислоты эти вещества реагируют со щелочью, образуя окрашенные аци-соли. При действии разбавленного раствора щелочи происходит перераспределение электронной плотности, депротонирование гидразидной группы и увеличение цепи сопряжения. В результате чего происходит изменение окраски и увеличение ее интенсивности. При действии концентрированных растворов щелочей и при нагревании реакция идет с раскрытием фуранового цикла.

При действии растворов щелочей в неводной среде нитропроизводные образуют аци-соли иной окраски, чем в водной. Например, фурацилин в водной среде образует аци-соль оранжево-красной окраски, а в среде ДМФ – фиолетовой.

 

Количественное определение

1.   Нитритометрия  после восстановления нитрогруппы до аминогруппы.

2.  Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ). На основе реакции с раствором натрия гидроксида.

23

Вторичная аминогруппа:  R—NH—R1

Эта функциональная группа входит в структуру вторичных аминов. Её можно рассматривать как производное аммиака, у которого два атома водорода замещены на углеводородные радикалы.   Вторичная   аминогруппа  может  быть  представлена с ароматическим циклом (Ar-NH-R) в виде вторичного гетероатома азота, входящего в состав гетероцикла лекарственного соединения. Примерами лекарственных веществ, содержащих вторичную аминогруппу, являются эфедрина гидрохлорид, адреналина гидрохлорид, дикаин. Вторичный гетероатом азота содержат дибазол, теофиллин.

Ar-NH-R

Идентификация 

Образование нитрозосоединений.  Под действием натрия нитрита в кислой среде дикаин образует N-нитрозосоединение желтого цвета:

 

 

Количественное определение

Нитритометрия. Прямое титрование дикаина. Метод основан на свойстве веществ, содержащих вторичную аминогруппу,  образовывать нитрозосоединения  под действием натрия нитрита в кислой среде. Индикатор – нейтральный красный или тропеолин 00.   Э=М.

 

-NH- в гетероцикле

Идентификация

Реакция с солями тяжелых металлов.   В имидазольном цикле атом водорода при вторичном гетероатоме азота придает соединениям слабые кислотные свойства. Это обуславливает возможность проведения реакций комплексообразования. В качестве реактива могут быть использованы  соли меди (II), кобальта (II), серебра. В случае теофиллина используют раствор хлорида кобальта. Предварительно препарат переводят в натриевое производное, так как комплексообразование проходит в нейтральной или в слабощелочной среде. В результате реакции образуется комплекс виде белого с розоватым оттенком осадка: