Функциональный анализ органических лекарственных веществ

                                  Э=М

2.  Алкалиметрия (для кислотных форм).  Вариант нейтрализации. Прямое титрование. Метод основан на кислотных свойствах веществ,  содержащих имидную группу. Определение проводят в водно-спиртовом или водно-ацетоновом растворе. Индикатор – тимолфталеин.

                                                 Э=М

31

3. Ацидиметрия (для солевых форм). Вариант вытеснения, способ прямого титрования. Метод основан на вытеснении слабых органических кислот из их солей сильной минеральной кислотой. Титруют в присутствии эфира для извлечения образующейся кислотной формы препарата. Индикатор – метилоранж или смешанный (метилоранж с метиленовым синим). Химизм см. выше. Э=М.

4.  Аргентометрия. Метод основан на количественном взаимодействии имидной группы препаратов с серебра нитратом в присутствии натрия карбоната, с образованием однозамещенных серебряных солей. 

 а)  Титруют без индикатора до устойчивой мути, которую образует в точке эквивалентности двузамещенная серебряная соль. Э=М.

 б) При определении в присутствии  индикатора калия хромата в  слабощелочной среде (создается  натрия тетраборатом) сначала осаждается  двузамещенная соль серебра, а  в точке эквивалентности избыточная капля титранта реагирует с индикатором, образуя кирпично-красный осадок. Э=М/2

5. Косвенная алкалиметрия. Вариант нейтрализации, способ косвенного определения. Метод основан на свойстве имидной группы образовывать трудно растворимые соли серебра, что сопровождается выделением эквивалентного количества азотной кислоты, которую определяют алкалиметрически. Индикатор – феноловый красный.

                                                  HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O                                                     Э=М

6. Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ) на основе реакций комплексообразования, определение проводят в присутствии органического растворителя для извлечения образующихся комплексов.

 

Сульфамидная группа:   —SO2—NH—          

Сульфамидная группа входит в структуру сульфаниламидов, производных амида хлорбензолсульфоновой кислоты, замещенных сульфонилмочевины. Лекарственные вещества, содержащие сульфамидную группу, также являются слабыми кислотами, что обусловлено электроноакцепторными свойствами сульфогруппы и связанным с ними перераспределением электронной плотности. В соответствии с этим сульфаниламиды могут находится в двух таутомерных формах: амидной и аци-форме.

32

                                                       амидная                             аци-форма

 

Идентификация

В анализе используются реакции, в основе которых лежат кислотные свойства препаратов.

Реакции с ионами тяжелых металлов, в результате которых образуются трудно растворимые комплексные соли. При выполнении реакции кислотные формы предварительно растворяют в растворе щелочи, избегая ее избытка, а затем прибавляют раствор соответствующего реактива, а солевые формы растворяют в воде.

а)  Различная окраска медных солей позволяет дифференцировать сульфаниламиды по окраске осадка. Например, сульфацил-натрия образует с меди сульфатом  осадок голубовато-зеленого цвета, норсульфазол – грязно-фиолетового цвета, сульфадимезин – желтовато-зеленого цвета, переходящий в коричневый и т.д.

б)   С солями серебра сульфаниламиды образуют осадок белого цвета.

 

Количественное определение

1.  Кислотно-основное титрование в неводных средах. Метод основан на слабовыраженных кислотных свойствах, обусловленных наличием сульфамидной группы. Среда – протофильный растворитель ДМФ, который предварительно нейтрализуют. Титрант – натрия гидроксид в смеси метанола и бензола, индикатор – тимоловый синий. Стрептоцид не титруют в ДМФ, используют н-бутиламин.

2.  Алкалиметрия (для кислотных форм).  Вариант нейтрализации. Прямое титрование. Метод основан на кислотных свойствах веществ,  содержащих сульфамидную группу. Определение проводят в спирте или водно-ацетоновом растворе. Индикатор – тимолфталеин.

33

                                                        Э=М

3. Ацидиметрия (для солевых форм). Вариант вытеснения, способ прямого титрования. Метод основан на вытеснении слабых органических кислот из их солей сильной минеральной кислотой. Титруют в спирто-ацетоновой среде. Индикатор – метилоранж.

                                                                     Э=М

4.  Аргентометрия. Метод основан на количественном взаимодействии сульфамидной группы препаратов с серебра нитратом.  Титруют в присутствии индикатора калия хромата в слабощелочной среде. Для снижения концентрации ионов водорода, растворяющих осадок,  добавляют буру:                   2 HNO3 + Na2B4O7 + 5 H2O → 4 H3BO3 + 2 NaNO3

5. Косвенная алкалиметрия. Вариант нейтрализации, способ косвенного определения. Метод основан на свойстве сульфамидной группы образовывать трудно растворимые соли серебра, что сопровождается выделением эквивалентного количества азотной кислоты, которую определяют алкалиметрически:         HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O                                           Э=М

Индикатор – феноловый красный.

6. Фотоколориметрия (ФЭК) и спектрофотометория (СПФ) на основе реакций комплексообразования, определение проводят в присутствии органического растворителя для извлечения образующихся комплексов.

 

Азометиновая группа:  —СН =  N—              

Азометиновая группа образуется на одной из стадий синтеза в результате взаимодействия промежуточных продуктов, содержащих альдегидную (или кетонную) и первичную ароматическую (или алифатическую) аминогруппы. Ее содержат производные 5-нитрофурана, бензодиазепина, гидразоны никотиновой кислоты.

 

Идентификация

34

Гидролитическое разложение по двойной связи азот-углерод с образованием исходных продуктов: аминопроизводного и альдегида (или кетона), которые доказывают известными реакциями. Например при гидролизе фтивазида образуется ванилин, который обнаруживают по запаху или по реакции на альдегидную группу:

 

Количественное определение

Реакция гидролиза по азометиновой связи выступает как промежуточная стадия. Образующиеся соединения определяют затем подходящим титриметрическим или физико-химическим методами. Например, йодатометрическое определение фтивазида. Препарат подвергают кислотному гидролизу, затем добавляют хлороформ и титруют свободный гидразин раствором калия йодата  до обесцвечивания хлороформного слоя:

5 NH2-NH2 + 4 KIO3 + 4 HCl → 5 N2 + 2 I2 + 4 KCl  + 12 H2O

KIO3  + 2 I2 + 6 HCl → 5 ICl + KCl + 3 H2O

Ароматический радикал:

Идентификация

Ароматический радикал замещенный или незамещенный. Для его идентификации в молекуле испытуемого соединения используют реакцию нитрования, которая сопровождается образованием моно-, ди- и тринитропроизводных, имеющих желтую окраску.

Нитропроизводное можно идентифицировать на основе его свойства образовывать окрашенные аци-соли при действии раствора щелочи, чаще всего неводного (спиртового, ацетонового или ДМФ). Пример, реакция Витали–Морена для тропановых алкалоидов.

 

Количественное определение

Фотоколориметрия и спектрофотометрия на основе реакции нитрования с последующим образованием окрашенной аци-соли.

35

Пиридиновый цикл (остаток пиридина):    

 

Его содержат производные никотиновой и изоникотиновой кислот.

 

Идентификация

Реакция образования глутаконового альдегида основана на раскрытии пиридинового кольца в щелочной среде при нагревании в присутствии 2,4-динитрохлорбензола. Сначала образуется соль пиридиния (I), которая под действием натрия гидроксида превращается в  производное глутаконового альдегида (II), которое окрашено в бурый или  красный цвет. Это неустойчивое производное в результате гидролиза превращается в глутаконовый альдегид (III), существующий в двух таутомерных формах. Натриевая соль енольной формы имеет желтую окраску:

Количественное определение

Фотоколориметрия и  спектрофотометрия на основе реакции образования глутаконового альдегида.

Ковалентносвязанный галоген:     R―Gal                       

Это галоген, входящий в структуру молекулы органического вещества и связанный ковалентной связью с атомом углерода. По природе галогена различают фтор- (фторотан, фторурацил, хлор- (хлороформ, хлорэтил), бром- (бромизовал, бромкамфора) и йодсодержащие лекарственные вещества (йодоформ, тиреоидин).

 

Идентификация

  1.    Поскольку   галогены  с  органической   частью молекулы связаны не  ионогенно, их

36

непосредственное определение в таких соединениях невозможно. Для идентификации ковалентно связанного галогена необходимо разрушить его связь с углеродом и перевести в ионогенное состояние. Этот процесс может осуществляться несколькими способами. Выбор способа переведения ковалентно связанного галогена в ионогенное состояние определяется строением галогенсодержащего лекарственного вещества и прочностью связи углерод-галоген, она падает от F к I. Затем доказывают галогенид-ион или галоген соответствующим способом.

Способы минерализации ковалентно связанного галогена

1) Для йодсодержащих лекарственных веществ - нагревание в сухой пробирке или действие концентрированных кислот. При этом выделяются фиолетовые пары йода.

2) Непосредственное взаимодействие с реагентом, осаждающим галогенид-ионы (йодоформ нагревают с нитратом серебра):   CHI3 + AgNO3 → АgI↓

3) Гидролитическое разложение при нагревании с водным (бромизовал) или спиртовым (хлорэтил) раствором щелочи:                 C2H5CI + KOH →  KCl + С2H5OH

Образующийся галогенид открывают реакцией с серебра нитратом.

4) Прокаливание со смесью для спекания – это смесь калия нитрата и натрия карбоната, после чего доказывают галогенид-ионы (кроме F-содержащих):

R―Gal + KNO3 + Na2CO3 → NaGal

5) Восстановительная минерализация водородом в момент выделения или для фторпроизводных - металлическим натрием:         Zn +2 NaOH  → Na2ZnO2 + 2 H

                                                           R―Gal + [H] → NaGal

        Образующиеся галогенид-ионы доказывают с нитратом серебра или по реакции окисления. Вследствие высокой прочности связи фтор-углерод, его минерализуют действием сильного восстановителя - расплавленного металлического натрия при нагревании.

R―F + Na → NaF

Образующийся фторид доказывают косвенно по разрушению цирконийализаринового красителя вследствие связывания циркония в более прочный комплекс с фторидом. При этом окраска раствора изменяется от красно-фиолетовой до желтой.

6) Окислительная минерализация йодорганических препаратов избытком калия перманганата к сернокислой среде до йодата, который затем образует йод при взаимодействии с калия йодидом:                 R―I + KMnO4 + H2SO4 p. → KIO3

Избыток калия перманганата восстанавливают натрия нитритом, а избыток последнего  - мочевиной:            2 KMnO4 + 5 NaNO2 +3 H2SO4 p. → 2 MnSO4 + 5 NaNO3  +  K2SO4 + 3 H2O

                       2 NaNO2 +  H2N—C—NH2 + H2SO4 p. →  Na2SO4 + 2 N2↑ + CO2↑ + 3 H2O 

                                                      ║

                                                      O

KIO3 + 5 KI + 3 H2SO4 p. →  3 I2 +  3 K2SO4  + 3 H2O

37

Йод окрашивает хлороформ в розово-фиолетовый цвет.

7)  Сжигание в колбе с кислородом. Метод основан на разрушении органического вещества сожжением в колбе, насыщенной кислородом, растворении образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости и последующем доказательстве галогенида:

R―Gal + О2 → + NaOH → NaGal

2.  Проба Бейльштейна. Основана на образовании летучих галогенидов меди, окрашивающих пламя горелки в зеленый (йод) или голубовато-зеленый (хлор, бром) цвет.

2 Cu + Gal2 →  2 CuGal2

Проба очень чувствительна, но не позволяет определить природу галогена и анализировать F-содержащие лекарственные вещества, т.к. фторид меди нелетуч.

 

Количественное определение

1.  Аргентометрия и меркуриметрия после минерализации.

2. Йодометрия после окислительной минерализации йодсодержащих лекарственных веществ. Выделившийся после минерализации свободный йод оттитровывают натрия тисульфатом в присутствии крахмала или хлороформа. Э=М/6п, где п – количество атомов йода в органическом соединении.

3. Метод сжигания в колбе с кислородом. После сжигания в колбе, насыщенной кислородом, растворении образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости проводят определение галогенида или молекулярного галогена соответствующими методами.

 

Ковалентно связанная сера:    R―S―

        Это сера, входящая в структуру лекарственных веществ и связанная ковалентной связью с атомом углерода. Ее содержат производные фенотиазина, пиримидин-тиазола, бензолсульфанилмочевины, бензотиазина, сульфаниламиды, пенициллины и некоторые аминокислоты.