Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Алтайский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения и социального развития РФ
Анализ органических
лекарственных веществ
по функциональным группам
Методические рекомендации для студентов очного отделения
фармацевтического факультета
Под редакцией Н.И. Чернобровина
Издание 3-е, переработанное и дополненное
Барнаул – 2009
УДК 615.4 : 54 (075.5)
ББК 35.66
Ч – 50
Печатается по решению Центрального
координационно-методического совета Алтайского
государственного медицинского университета
Авторы:
доктор фарм. наук, профессор Н. И. Чернобровин;
доцент, канд. фарм. наук Т. А. Чернобровина;
доцент, канд. хим. наук И. Н. Аникина;
доцент, канд. фарм. наук Е. А. Антипова.
Рецензент: доцент кафедры фармакогнозии, к.б.н. Т. Н. Пензина.
Анализ органических лекарственных веществ по функциональным группам : методические рекомендации для студентов очного отделения фармацевтического факультета / Чернобровин Н.И., Чернобровина Т.А., Аникина И.Н., Антипова Е.А. ; под ред. Чернобровина Н.И. – Издание 3-е, переработанное и дополненное. – Барнаул : Издательство Алтайский государственный медицинский университет, 2009. – 88 с.
Методические рекомендации обобщили свойства лекарственных веществ органической природы на основе содержащихся в них общих структурных элементов – функциональных групп (ФГ), что позволяет студентам изучить и усвоить большой объем знаний по анализу фармпрепаратов.
Рассмотрены химические уравнения реакций идентификации по функциональным группам в общем виде и на конкретных примерах лекарственных веществ органической природы, на основе которых предложены методы количественного анализа.
УДК 615.4 : 54 (075.5)
ББК 35.66
Ч – 50
ISBN 5-9505-0115-2
|
© ГОУ ВПО «Алтайский государственный медицинский университет», 2009 |
|
|
© Коллектив авторов, 2009 |
Введение
Методические рекомендации предназначены для студентов при подготовке к занятиям и выполнении лабораторных работ и включают:
Значение изучения темы. Лекарственные средства органического происхождения составляют большую часть фармацевтических препаратов. Особенностью контроля качества является применение в анализе реакций на функциональные группы (ФГ), входящие в состав молекул лекарственных веществ. На занятиях обобщаются свойства препаратов, содержащих ту или иную ФГ, что дает возможность будущему специалисту-провизору прогнозировать анализ лекарственных средств, содержащих данные функциональные группы, но относящихся к разным классам соединений. Кроме того, такая профессиональная ориентация необходима практическому работнику в связи с расширением арсенала лекарственных средств.
Цель обучения: изучить общие закономерности качественного химического анализа лекарственных средств по функциональным группам и возможность использования данных реакций для количественного определения.
План изучения темы по каждой функциональной группе
1. Теоретическая подготовка:
2. Практическая работа: выполнение качественных реакций на изучаемую ФГ, оформление результатов в виде таблиц. Отчет преподавателю о выполненной работе.
3. Контроль усвоения темы: коллоквиум по теме занятия с использованием карточек с формулами препаратов, содержащих различные ФГ. Студенты должны показать умение выделить в структуре лекарственного вещества ФГ и предложить по ней качественные реакции и методы количественного анализа по предложенной реакции.
Основная литература
Дополнительная литература
Функциональные группы (ФГ) – это группы атомов, которые обусловливают принадлежность соединений к определенному классу органических веществ. Для идентификации веществ по ФГ, основываясь на их физико-химических свойствах, используют реакции, протекающие достаточно быстро и сопровождающиеся внешним эффектом: выпадением осадка определенного цвета или имеющего определенную структуру, изменением или появлением окраски раствора, выделением газообразного вещества.
Наиболее часто встречающиеся в структуре лекарственных веществ ФГ можно подразделить на:
|
спиртовый гидроксил, многоатомный спиртовый гидроксил |
|
|
енольный гидроксил |
|
|
фенольный гидроксил |
|
|
пирокатехиновое кольцо |
|
|
карбонильная группа (альдегидная , кетонная ) |
|
|
α-кетольная группа |
|
|
карбоксильная группа |
|
|
α-оксикарбоксильная группа |
|
|
простая эфирная группа |
|
|
сложноэфирная группа |
|
|
лактонная группа |
|
|
подвижная метиленовая группа |
|
первичная алифатическая аминогруппа |
|
|
первичная ароматическая аминогруппа |
|
|
вторичная ароматическая аминогруппа |
|
|
ароматическая нитрогруппа |
|
|
α-аминокарбоксильная группа |
|
|
третичная аминогруппа (третичный атом азота) |
|
|
амидная группа |
|
|
лактамная группа |
|
|
имидная группа (барбитураты, пуриновые алкалоиды) |
|
|
азометиновая группа |
|
|
уреидная группа |
|
|
гидразидная группа |
|
|
уретановая группа |
|
|
сульфамидная группа |
|
|
пиридиновый цикл |
|
|
гуанидиновая группа |
3. Прочие ФГ, которые нельзя обобщить по одному признаку:
|
ковалентно связанный галоген (F, C1, Вг, I) |
|
|
гетероциклическая сера |
|
|
этиленовая группа |
|
|
ацетиленовая группа |
|
|
сульфгидрильная группа |
|
|
фенильная группа |
Лекарственные средства – в основном многофункциональные соединения, содержащие несколько ФГ.
Анализ органических лекарственных веществ по ФГ
Спиртовый гидроксил
Спирты образуют сложные эфиры с органическими кислотами в присутствии концентрированной серной кислоты и с ангидридами кислот. Сложные эфиры, полученные на основе низкомолекулярных спиртов, характеризуются специфическим запахом, а сложные эфиры на основе высокомолекулярных спиртов являются кристаллическими веществами и характеризуются определенной температурой плавления.
Механизм реакции этерификации
Реакция этерификации для спиртов протекает по механизму нуклеофильного замещения через стадии присоединения-отщепления. Скорость реакции ацилирования спирта кислотой очень мала, поэтому ее проводят в присутствии кислотного катализатора.
Присоединение спирта к кислоте протекает с образованием неустойчивого оксониевого соединения (I), отщепляющего молекулу H2O, при этом образуется карбкатион (II), который стабилизируется за счет отщепления протона с образованием сложного эфира (III).
М е т о д и к а. К 1 мл этанола прибавляют 0,5 мл ледяной уксусной кислоты, 1 мл концентрированной серной кислоты и осторожно нагревают: ощущается характерный запах этилацетата (свежих яблок).
При анализе стероидных гормонов продукты этерификации затем идентифицируют по температуре плавления:
Окисление спиртов проводят сильными окислителями, такими как хромовая смесь, перманганат калия в присутствии серной кислоты и др. Далее проводят анализ по продуктам окисления.
2.1 Первичные спирты окисляются до альдегидов. Механизм сводится к следующему: окисляется атом водорода, связанный с тем же атомом углерода, что и гидроксил; образующееся при этом дигидратное производное непрочно, оно разлагается с выделением воды и образованием альдегида.
2.1.2. Методика. К 2 кап. этанола добавляют 1 кап. 10 % раствора серной кислоты, 2 кап. 10 % раствора дихромата калия и нагревают. Через несколько секунд раствор становится синевато-зеленым (сульфат хрома), одновременно ощущается запах ацетальдегида – запах зеленых яблок.
2.1.3. Йодоформная проба так же основана на способности этанола окисляться.
Этиловый спирт взаимодействует с йодом в щелочной среде, образуя йодоформ – осадок желтого цвета с характерным запахом. Эту реакцию дают также соединения, содержащие этоксильную и ацетильную группы.
Методика. 0,5 мл этанола смешивают с 5 мл раствора гидроксида натрия, прибавляют 2 мл 0,1 н. раствора йода: ощущается запах йодоформа и постепенно образуется желтый осадок йодоформа
2.2 Вторичные спирты окисляются до кетонов. Механизм аналогичен:
Методика. Около 0,01 г эфедрина гидрохлорида растворяют в воде, прибавляют кристаллик гексацианоферрата (III) калия нагревают до кипения: ощущается запах бензальдегида.
Вторичный спиртовый гидроксил, обладая слабыми кислотными свойствами при наличии основного центра (аминогруппа, спиртовый гидроксил) вступает в реакцию комплексообразования с солями меди (II) в щелочной среде с образованием комплекса сине-фиолетового цвета.
Методика
а) К нескольким крупинкам препарата прибавляют 3 капли раствора сульфата меди и 0,5 мл раствора гидроксида натрия, через 1 минуту взбалтывают с 0,5 мл н-бутанола. Спиртовый слой окрашивается в сине-фиолетовый цвет.
б) 0,01 г эфедрина гидрохлорида растворяют в 1 мл воды, прибавляют 2 капли раствора сульфата меди (II), 10-15 капель раствора гидроксида натрия и 1 мл эфира; при взбалтывании слой органического растворителя окрашивается в красно-фиолетовый цвет, водный слой – в синий.
По сравнению с одноатомными спиртами многоатомные обладают большей кислотностью за счет отрицательного индуктивного эффекта одной гидроксильной группы по отношению к другой, поэтому образуют окрашенные внутрикомплексные соли с гидроксидами металлов.
Методика. К 0,5 мл глицерина прибавляют по 5 капель растворов гидроксида натрия и сульфата меди (II): появляется интенсивное синее окрашивание (глицерат меди).
Сахара вступают в реакцию комплексообразования с солями меди в циклической форме, образуя сахараты сине-фиолетового цвета.
Основан на свойстве спиртов вступать в реакцию ацетилирования – замещения атома водорода спиртового гидроксила на ацетил. В качестве ацетилирующего реагента используют уксусный ангидрид. В результате реакции образуются ацетильное производное и эквивалентное количество уксусной кислоты.
Варианты метода
Эквивалент зависит от количества спиртовых групп.
Параллельно проводят контрольный опыт.
Метод основан на способности спиртов к окислению. Принят ГФ для определения этанола в хлороформе.
Примером применения метода может служить определение глицерина после получения глицерата меди. Расчет проводится с использованием стандартного раствора.
Енольный гидроксил
Енольный гидроксил проявляет большую кислотность, чем спиртовый, за счет преобладания положительного мезомерного эффекта над отрицательным индуктивным, поэтому может вступать в реакцию комплексообразования с гидроксидами металлов.
Енольные соединения вступают в эту реакцию аналогично спиртам (с. 8, п. 1). Сложный эфир идентифицируют по температуре плавления.
Аналогично спиртам (с. 9, п. 2).
Прямая алкалиметрия в неводных средах (пиридин, ацетон). Применяется согласно ГФ X для количественного определения дикумарина и нео-дикумарина.
Фенольный гидроксил
Фенолы проявляют значительно большую кислотность, чем спирты. Это связано с наличием положительного мезомерного эффекта, который делает связь 0-Н еще более полярной и, как следствие этого, облегчает отщепление водорода фенольного гидроксила в виде протона.
С хлоридом железа (III) фенолы образуют окрашенные комплексные соединения, различающиеся по окраске в зависимости от количества и места положения гидроксильных групп.
Одноатомные фенолы образуют феноляты железа синего или фиолетового цвета (фенол), трехатомные – красного, двухатомные дают различную окраску в зависимости от положения ОН-групп:
орто-положение – зеленый цвет (адреналин);
мета-положение – синий или фиолетовый цвет (резорцин);
пара-положение – зеленый цвет, переходящий в желтый.
Наличие карбонильной группы и некоторых других групп в орто-положении к фенольному гидроксилу обусловливает фиолетовую окраску комплекса, в пара-положении – желтую или красную. Мета-замещенные фенолы не образуют окрашенных комплексов (тимол).
Цвет комплекса салицилат-иона (карбоксильная группа в орто-положении к фенольному гидроксилу) зависит от рН среды:
рН 2,3-3,0 – фиолетовый;
рН 3,0-8,0 – красный;
рН 8,0-10,0 – желтый.
Комплексы фенолов с хлоридом железа (III) представляют собой хелатные соединения, в которых железо связано с фенольными гидроксилами тремя ковалентными и тремя донорно-акцепторными связями:
Методика. К 1 мл водного раствора (1:100) резорцина, хинозола, пиридоксина гидрохлорида, натрия салицилата, натрия пара-аминосалицилата, спиртового раствора парацетамола, оксафенамида прибавляют 2 капли раствора хлорида железа (III) – появляется характерное окрашивание.
Результаты заносят в таблицу:
|
Препарат |
Растворитель |
Окраска |
Реакция основана на свойствах фенолов образовывать сложные эфиры (ацильные производные) с ангидридами кислот, выпадающими в осадок и имеющими определенную температуру плавления.
Методика. К 0,25 г препарата добавляют 1 мл уксусного ангидрида и 2 мл безводного пиридина. Кипятят с обратным холодильником 15 минут, охлаждают, промывают водой, сушат при 100-105 °С и определяют температуру плавления.
Препараты, содержащие фенольный гидроксил, легко вступают в реакции электрофильного замещения (SЕ), при этом заместитель направляется в орто- и пара-положения бензольного ядра. Такая ориентация обусловлена преобладающим положительным мезомерным эффектом (+М) над отрицательным индуктивным (-1), создаваемыми фенольным гидроксилом.
3.1. Галогенирование
Фенолы взаимодействуют с бромной водой с образованием белого осадка 2,4,6-трибромфенола:
Дибромфенолы образуются, если свободны только два атома углерода в бензольном кольце:
Избытком бромной воды 2,4,6-трибромфенол бромируется, превращаясь в 2,4,4,6-тетрабромциклогексан-2,5-диенон, выпадающий в виде осадка желтого цвета.
Методика. К водному или спиртовому раствору препарата (1:100 – 1:200) прибавляют несколько капель бромной воды и разведенной серной кислоты: образуются осадки бромпроизводных (препараты – натрия салицилат, натрия пара-аминосалицилат, фенол, резорцин, тимол, синэстрол, хинозол, салициламид).
3.2. Нитрование
Фенолы нитруются разбавленной азотной кислотой при комнатной температуре с образованием орто- и пара-нитрофенолов желтого цвета. Добавление раствора гидроксида натрия усиливает окраску вследствие образования хорошо диссоциирующей соли.
М е т о д и к а. К 0,01 г препарата (см. методику 3.1), растворенного в 2 мл спирта, добавляют 1-2 мл разведенной азотной кислоты и нагревают на водяной бане. Постепенно появляется желтое окрашивание.
3.3. Нитрозирование (реакция Либермана)
На фенол действуют нитритом натрия в присутствии минеральной кислоты. Образующийся при этом n-нитрозофенол (I) изомеризуется в n-хиноноксим (II). Последний взаимодействует с фенолом, находящимся в реакционной смеси, с образованием индофенола (III).
Методика. 0,01 г препарата (см. методику 3.1) помещают на предметное стекло, смачивают 2-3 каплями 1 % раствора нитрита натрия в концентрированной серной кислоте. Наблюдается окрашивание, изменяющееся при добавлении раствора щелочи.
Полученный цвет сравните с окраской индофенолов, приведенной в таблице.
Окраска индофенолов
|
Препарат |
До добавления щелочи |
После добавления щелочи |
|
Фенол |
темно-зеленая |
вишнево-красная |
|
Синэстрол |
красно-фиолетовая |
вишневая |
|
Тимол |
сине-зеленая |
фиолетовая |
|
Резорцин |
фиолетово-черная |
фиолетовая |
3.4. Реакция образования азокрасителя
Фенолы с солями диазония в щелочной среде образуют азокрасители оранжево-красного или вишнево-красного цвета (чаще всего выпадающие в осадок).
Диазореактив получают диазотированием сульфаниловой кислоты нитритом натрия в присутствии хлористоводородной кислоты.
Методика. К 0,05 г лекарственного вещества (см. методику 3.1), растворенного в 5 мл воды или спирта (синэстрол), добавляют 2 мл раствора аммиака и 1 мл диазореактива (приготовление: 0,1 г сульфаниловой кислоты или стрептоцида растворяют при нагревании в 8 мл разведенной хлористоводородной кислоты и после охлаждения добавляют 2 мл 0,1 М раствора нитрита натрия). Появляется красное или оранжево-красное окрашивание.
3.5. Реакция с 2,6-дихлорхинонхлоримидом
Фенолы образуют с 2;6-дихлорхинонхлоримидом индофеноловые красители.
Методика. 0,01 г препарата (пиридоксина гидрохлорид, резорцин, хинозол, кислота салициловая) растворяют в 10 мл воды. К 0,1 мл полученного раствора прибавляют 1 мл воды, 2 мл аммиачного буферного раствора, 1 мл раствора 2,6-дихлорхинонхлоримида, 2 мл бутилового спирта и встряхивают в течение 1 мин. Бутанол окрашивается:
– в голубой цвет (пиридоксин);
– в синий цвет (кислота салициловая, хинозол);
– в светло-вишневый цвет (резорцин).
Фенолы легко окисляются до хинонов:
4.1. Образование индофенолового красителя
Под действием окислителей (хлорная известь, хлорамин, бромная вода) фенол окисляется до хинона (I), который взаимодействует с аммиаком с образованием хинонимина (II). Последний взаимодействует с фенолом, находящимся в реакционной смеси, с образованием индофенолового красителя.
Фенол образует индофеноловый краситель сине-зеленого цвета, тимол – слабо-розового цвета, резорцин – буровато-желтого.
Методика. 0,05 г препарата (фенола, тимола, резорцина) растворяют в 0,5 мл раствора аммиака и добавляют 3-4 капли раствора хлорамина, нагревают на кипящей водяной бане.
4.2. Реакция с реактивом Марки
Реактив Марки – это раствор формальдегида в концентрированной серной кислоте. Фенолы взаимодействуют с ним с образованием метиленового производного бис-салициловой кислоты (I), которое окисляется, образуя арилметановый (ауриновый) краситель хиноидной структуры красного или вишнево-красного цвета. Серная кислота играет при этом роль дегидратирующего, конденсирующего средства и окислителя.
Методика. Около 0,02 г препарата (резорцин, салициловая кислота, фенилсалицилат, ацетилсалициловая кислота) помещают в фарфоровую чашку, прибавляют каплю формалина, 2-3 капли серной кислоты, наблюдают появление малинового окрашивания.
Если пара-положение занято (синестрол), то продуктами окисления являются не пара-, а орто-хиноны (III).
4.3. Реакция с хлороформом в щелочной среде
При нагревании фенолов с хлороформом в щелочной среде образуются аурины – трифенилметановые красители. Реакция является фармакопейной на тимол.
М е т о д и к а. 0,2 г тимола нагревают на водяной бане с 1 мл гидроксида натрия. К подогретому раствору прибавляют 2-3 капли хлороформа и взбалтывают, появляется красно-фиолетовое окрашивание.
Основаны на реакции электрофильного замещения атомов водорода бензольного кольца на атомы галогена.
1.1. Броматометрический метод
1.1.1. Прямое титрование броматом калия в присутствии КВг по индикатору метиловому оранжевому или метиловому красному (принят ГФ X для количественного определения тимола).
Избыточная капля брома необратимо окисляет индикатор, и происходит обесцвечивание раствора. Появление желтой окраски свидетельствует об избытке брома.
1.1.2. Обратное титрование. К препарату прибавляют в кислой среде избыток титрованного раствора бромата калия и калия бромид. Образующийся бром вступает в реакцию электрофильного замещения с фенолом. Избыток брома определяют йодометрически: прибавляют калия йодид и выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия до обесцвечивания (индикатор – крахмал).
Часто титрование проводят в присутствии хлороформа для растворения осадка бромфенолпроизводного. Титруют в этом случае при сильном встряхивании до обесцвечивания хлороформного слоя.
1.2. Йодометрический метод, варианты прямого и обратного титрования
Определение проводят в гидрокарбонатной или ацетатной среде (для связывания выделяющегося йодоводорода). Индикатор – крахмал.
1.3 Обратная йодхлорметрия
При взаимодействии фенолов с йодмонохлоридом образуются йодпроизводные фенолов. Избыток йодмонохлорида определяют йодометрически. Прибавляют KI и выделившийся йод титруют тиосульфатом натрия (индикатор – крахмал). Йодмонохлорид в отличие от брома не вытесняет карбоксильную группу, находящуюся в орто- или пара-положении по отношению к фенольному гидроксилу.
Метод основан на свойстве фенолов образовывать сложные эфиры (ацильные производные) с ангидридами кислот.
Варианты: косвенная алкалиметрия, гравиметрия по ацильному производному, обратное кислотно-основное титрование (метод щелочного гидролиза ацильного производного) (см. определение спиртового гидроксила, количественный анализ).
Проводится с применением реакций окрашивания (комплексообразования с хлоридом железа (III), азосочетания с солями диазония). Расчет ведется с использованием стандартного раствора или калибровочного графика.
Карбонильная группа (альдегидная и кетонная)
Альдегиды характеризуются присутствием в молекуле альдегидной группы, структура которой (дипольный момент карбонила, частичный положительный заряд на углероде, поляризуемость двойной связи) обусловливает большую реакционную способность всех веществ, содержащих альдегидную группу в молекуле или выделяющих альдегид при разложении (под действием щелочи либо кислоты). Наиболее характерны для них реакции окисления и нуклеофильного присоединения (AN).
Кетоны менее реакционноспособны, т. к. не имеют водорода, связанного с карбонильной группой, поэтому они не дают окислительных реакций, характерных для альдегидов. Их можно окислить только сильными окислителями в более жестких условиях.
Лекарственные средства, содержащие в молекуле альдегидную или кетонную группу, легко вступают по карбонильной группе в реакцию конденсации с аминами и гидразинами, образуя при этом соединения с азометиновой связью: основания Шиффа и гидразоны. Продукты реакции в большинстве своем являются кристаллическими веществами и характеризуются определенной температурой плавления.
Альдегиды окисляются до кислот под влиянием сильных и слабых окислителей. Они восстанавливают в щелочной среде из растворов солей многие металлы. Реакции окисления альдегидов идут по общей схеме:
Эти реакции восстановления металлов из их оксидов отличают альдегиды от спиртов и непредельных соединений, которые окисляются более сильными окислителями: КМnО4 и К2Cr2O7. Поэтому для подтверждения подлинности альдегидов или веществ, выделяющих альдегиды при гидролизе, применяются реакции их окисления комплексными соединениями серебра, меди, ртути (реакция ускоряется при нагревании). При восстановлении последних образуются характерные осадки свободных металлов или их оксидов.
М е т о д и к а. В пробирку помещают 1 мл раствора нитрата серебра, 1-2 капли раствора гидроксида натрия, осадок оксида серебра растворяют добавлением по каплям раствора аммиака, прибавляют 2-3 капли раствора препарата (формалина, 5 % раствора гексаметилентетрамина, 10 % раствора глюкозы, 1 % раствора стрептомицина сульфата), кипятят 1-2 минуты, при этом выделяется металлическое серебро.
Реактив Фелинга состоит из двух растворов:
– раствор сульфата меди;
– щелочной раствор сеньетовой соли KNaC4H4O6.
Альдегиды восстанавливают соединения Си (II) до оксида Си (I) (кирпично-красный осадок).
Методика. К 1 мл раствора препарата, содержащего 0,01-0,02 г вещества (см. предыдущую методику), прибавляют 2 мл реактива Фелинга, нагревают до кипения. Выделяется кирпично-красный осадок оксида меди (I).
Методика. К 2-3 каплям раствора альдегида (формалина, 5 % раствора гексаметилентетрамина, 10 % раствора глюкозы, 1 % раствора стрептомицина сульфата) прибавляют 2-3 капли реактива Несслера и нагревают. Выделяется темный осадок металлической ртути.
2.1. Реакции конденсации альдегидов с фенолами в присутствии концентрированной серной кислоты (см. с. 20).
ГФ X рекомендует эту реакцию для подтверждения подлинности формальдегида, а также веществ, при гидролизе которых он выделяется (гексаметилентетрамин, гексамидин, никодин, дихлотиазид, стрептоцид растворимый, анальгин). В качестве реактива используется салициловая или хромотроповая кислота.
Методика. Около 0,08 г препарата (никодина, гексаметилентетрамина, анальгина) помещают в фарфоровую чашку, прибавляют 0,05 г салициловой или 2-3 капли 5 % раствора динатриевой соли хромотроповой кислоты, 1 мл концентрированной серной кислоты и нагревают. Появляется малиновое или фиолетово-розовое окрашивание.
Глюкоза, являясь альдегидоспиртом, так же образует ауриновый краситель (II), однако, в реакцию вступает не сама глюкоза, а продукт её дегидротации – 5-оксиметилфурфурол (I).
В случае дисахаридов реакция протекает аналогично. Для невосстанавливающих дисахаридов (сахароза) необходим предварительный кислотный гидролиз.
2.2. Реакции конденсации кетонов и альдегидов с азотсодержащими соединениями общей формулы H2N-X
Реакции взаимодействия кетонов и альдегидов с первичными аминами, гидроксиламином, гидразинами (гидразином, фенилгидразином, 2,4-динитрофенилгидразином), семикарбазидом идут по механизму нуклеофильного присоединения-отщепления воды (AN–H2O) с образованием соответственно иминов (оснований Шиффа), оксимов, гидразонов (гидразонов, фенилгидразонов, 2,4-динитрофенилгидразонов), семикарбазонов. Продукты реакции выпадают в виде белых или желтых осадков (2,4-динитрофенилгидразон, основание Шиффа), которые идентифицируют по температуре плавления.
Такая реакционная способность кетонов и альдегидов обусловлена недостатком электронной плотности на углероде вследствие смещения ее на кислород: .
Механизм реакции AN–H2O.
Карбонильные соединения (кетоны, альдегиды) взаимодействуют с аминопроизводными общего вида H2N–X в две стадии. Сначала по механизму нуклеофильного присоединения AN образуются карбиноламины (I), соединения обычно неустойчивые, отщепляющие воду с образованием иминов (II).
Методика. 0,05 г метандростенолона (кортизона ацетата, метилтестостерона, преднизолона, прогестерона) растворяют в 3 мл этилового спирта, прибавляют 1 мл раствора 2,4-динитрофенилгидразина. Образуется осадок или окрашивание
2.3. Реакция с нитропруссидом натрия
Кетоны замещают нитрозогруппу в нитропруссиде с образованием окрашенных в красный цвет продуктов замещения.
Метод основан на окислении альдегидной группы до карбоксильной гипойодитом, образующимся при взаимодействии йода с гидроксидом натрия. Избыток гипойодита и йодата (образовавшегося при частичном разложении гипойодита), оставшийся после окисления альдегида, подкислением переводят в йод, который затем оттитровывают тиосульфатом натрия (индикатор – крахмал).
Метод применяется для анализа формальдегида (ГФ), хлоралгидрата, глюкозы (МФ), никодина.
Метод основан на свойстве кетонов и альдегидов образовывать с гидроксиламина гидрохлоридом оксимы с выделением эквивалентного количества хлороводородной кислоты, которую оттитровывают щелочью.
α-Кетольная группа
α-Кетольная группа, пирокатехиновое кольцо, гидразидная группа обусловливают (аналогично альдегидной группе) восстановительные свойства соединения.
Препараты, содержащие α-кетольную группу (кортизон, гидрокортизон, дезоксикортизона ацетат, преднизон, преднизолон и др.), обладают восстановительными свойствами, поэтому они взаимодействуют с окислителями по общей схеме:
Для препаратов с α-кетольной группой характерны реакции: серебряного зеркала, с реактивом Фелинга, с 2,3,5-трифенилтетразолия хлоридом.
Метод и к а
1. К 1 мл 1% спиртового раствора кортизона ацетата, гидрокортизона, дезоксикортизона ацетата, преднизона, преднизолона прибавляют 2 мл аммиачного раствора нитрата серебра. Нагревают на кипящей водяной бане в течение 4-5 мин. Образуется серебряное зеркало.
2. К 5 мл 0,05 % спиртового раствора препарата (см. методику выше) прибавляют 2 мл свежеприготовленного 0,5 % спиртового раствора 2,3,5-трифенилтетразолия хлорида и 0,5 мл 0,5 н. спиртового раствора гидроксида натрия. Появляется красное окрашивание (красный формазан).
Пирокатехиновое кольцо
Препараты с пирокатехиновым кольцом (адреналин, норадреналин, изадрин, леводопа, метилдофа и др.) восстанавливают металлы или оксиды металлов из их комплексных солей, окисляясь до орто-хинонов:
Реакции SЕ для о-фенолов (пирокатехинов) не характерны, т. к. преобладают реакции окисления.
Орто-фенолы вступают в реакции с аммиачным раствором нитрата серебра и реактивом Фелинга.
Гидразидная группа
Для производных гидразина (изониазид, фтивазид) также характерны окислительно-восстановительные реакции:
1. Реакции окисления
Методика. 0,01 г изониазида растворяют в 2 мл воды, прибавляют 1 мл аммиачного раствора нитрата серебра и нагревают, на стенках пробирки образуется серебряное зеркало.
Сначала происходит образование медной соли за счет кислых свойств гидразида (комплексообразование), а затем, при нагревании, – окисление гидразидной группы до азота и восстановление меди (II) до оксида меди (I).
Методика. 0,1 г изониазида растворяют в 5 мл воды и прибавляют 4-5 капель раствора сульфата меди: выпадает голубой осадок. При нагревании осадок приобретает светло-зеленый, а затем желто-зеленый цвет, и выделяются пузырьки газа.
Карбоксильная группа
Карбоновые кислоты со спиртами в присутствии водоотнимающих средств образуют сложные эфиры (см. спиртовый гидроксил, п. 1). Сложные эфиры, полученные на основе низших кислот, — жидкости, обладающие специфическим запахом; сложные эфиры высокомолекулярных кислот – как правило, кристаллические вещества с четко определяемой температурой плавления.
Методика. Около 0,02 г препарата (кислоты ацетилсалициловой, кислоты бензойной, кислоты никотиновой) или 2-3 капли уксусной кислоты помещают в сухую пробирку, прибавляют 2 капли 95 % спирта, 5-7 капель концентрированной серной кислоты и смесь осторожно нагревают. Ощущается запах сложных эфиров.
При действии растворов солей железа (III), меди (II) и некоторых других металлов на натриевые или другие соли карбоновых кислот образуются различно окрашенные растворы или осадки.
Таким способом по ФС идентифицируют салицилаты, бензоаты, ацетаты, глюконаты – реакцией с FeCl3.
Методика. Около 0,1 г препарата (бензойной, никотиновой или 2-3 капли уксусной кислоты) взбалтывают с 3 мл 0,1 н. раствора гидроксида натрия, прибавляют 3 мл воды, жидкость фильтруют, фильтрат делят на 2 части. К одной части прибавляют 2 капли раствора хлорида железа (III), к другой – 2 капли раствора сульфата меди.
Результаты сводят в таблицу:
|
Препарат |
Реактив |
Окрашивание, осадок |
Метод основан на свойстве сильной минеральной кислоты, которая вытесняет слабую органическую кислоту из ее соли. Титруют в присутствии эфира для растворения и подавления диссоциации образующихся кислот.
Э=М
α-Аминокарбоксильная группа
α-аминокислоты характеризуются наличием двух ФГ: кислотной карбоксильной и основной аминогруппы. Нингидрин (1,2,3-трикетогидрин денгидрат (I)) восстанавливается аминокислотами с образованием на первой стадии дикетооксигидриндена (II); кислота окисляется до альдегида, окисление сопровождается дезаминированием и декарбоксилированием. Выделяющийся в процессе реакции аммиак конденсируется с нингидрином и его восстановленной формой. Образуется аммонийная соль енольной формы дикетогидринденкетогидринамина (III) сине-фиолетового цвета.
Методика. 0,02 г препарата (кислота глютаминовая, ампициллин, трийодтиронин, дийодтирозин, аминалон, метионин) растворяют при нагревании в 1 мл воды, прибавляют 5-6 капель раствора нингидрина и нагревают: появляется сине-фиолетовое окрашивание.
Аминокислоты в щелочной среде образуют с солями меди (II) внутрикомплексные соединения, окрашенные в темно-синий цвет.
1. Метод формольного титрования (метод Серенсена).
Аминокислоты, содержащие в молекуле карбоксильную группу и аминогруппу, имеют структуру внутренних солей и в водных растворах ведут себя как биполярные ионы, например . В связи с этим непосредственное титрование аминокислот раствором гидроксида натрия по карбоксильной группе затруднено. Титруют в присутствии формалина, блокирующего аминогруппу, раствором гидроксида натрия по фенолфталеину.
2. Кислотно-основное титрование в неводных средах (см. третичный атом азота, п.1).
Сложноэфирная (лактонная)
и амидная (лактамная) группы
Лактоны – внутримолекулярные сложные эфиры: пилокарпина гидрохлорид (γ-лактон), пантолактон (пантотенат кальция), сердечные гликозиды, дикумарины.
Лактамы – внутримолекулярные амиды кислот: пенициллины, цефалоспорины.
Продукты гидролиза доказывают характерными реакциями или используют физические свойства полученных веществ.
Методика
1. Около 0,1 г кислоты ацетилсалициловой, фенилсалицилата кипятят в течение 3 минут с 5 мл раствора гидроксида натрия, охлаждают и подкисляют разведенной НСl – выделяется белый кристаллический осадок (салициловая кислота). Раствор сливают в другую пробирку и добавляют к нему 2 мл спирта и 2 мл концентрированной H2SO4, при этом ощущается запах уксусноэтилового эфира. К осадку добавляют 1-2 капли раствора хлорида железа (III) – появляется фиолетовое окрашивание.
2. 0,2 г кислоты ацетилсалициловой помещают в фарфоровую чашку, добавляют 0,5 мл концентрированной H2SO4, перемешивают и добавляют каплю воды – ощущается запах уксусной кислоты. Затем добавляют 1-2 капли формалина – появляется розовое окрашивание.
Химизм обнаружения салициловой кислоты – см. фенольный гидроксил, п. 4.2.
3. 0,2 г никотанамида кипятят с 3 мл раствора гидроксида натрия: ощущается запах аммиака.
Аммиак обнаруживают по запаху, посинению влажной красной лакмусовой бумаги или по реакции с реактивом Несслера.
или
При гидролизе сложных эфиров, амидов, лактонов и лактамов в присутствии гидроксиламина в щелочной среде образуются гидроксамовые кислоты, которые в кислой среде с солями Сu (II) и Fe (III) дают окрашенные соли – гидроксаматы. Гидроксаматы Fe (III) окрашены в красно-бурый, вишнево-красный и красно-фиолетовый цвета, гидроксаматы Сu (II) – в зеленый.
Методика
1. 0,02 г препарата (кислота ацетилициловая, бензилпенициллина натриевая соль, пилокарпин, гидрокортизона ацетат, новокаин) растворяют в 3 мл 95 % спирта, прибавляют 1 мл щелочного раствора гидроксиламина, встряхивают и ставят на кипящую баню на 5 минут. Затем добавляют 2 мл разведенной хлороводородной кислоты, 0,5 мл 10 % раствора хлорида железа (III) в 0,1 н. растворе хлороводородной кислоты.
0,01 г препарата (см. методику выше) помещают в фарфоровую чашку, прибавляют 2 капли раствора, состоящего из 1 мл 1 н. раствора гидроксиламина и 0,3 мл 1 н. раствора гидроксида натрия. Через 2 минуты к смеси прибавляют 2 капли 1 н. раствора уксусной кислоты и 2 капли раствора сульфата меди (II), наблюдают появление окраски или осадка. Результат исследований сводят в таблицу (см. карбоксильная группа, п. 2).
1. Метод щелочного гидролиза, вариант обратного титрования
Основан на свойстве сложноэфирной и лактамной групп гидролизоваться раствором щелочи, избыток которой оттитровывают кислотой.
Э = М
2. Метод Кьельдаля после щелочного гидролиза (для амидов)
2.1. Если амид образован аммиаком или алкиламином, то образующийся при гидролизе амин (аммиак, алкиламин) перегоняют с водяным паром, улавливают раствором борной кислоты и затем титруют раствором хлороводородной кислоты (видоизмененный метод Кьельдаля).
Простая эфирная группа
Простые эфиры обладают слабыми основными свойствами, поэтому они способны протонироваться с образованием оксониевых солей желтого цвета.
Методика. На часовое стекло наносят 3-4 капли концентрированной серной кислоты и прибавляют 0,02 г димедрола: появляется ярко-желтое окрашивание, постепенно переходящее в кирпично-красное.
Простые эфиры более устойчивы к гидролизу, чем сложные, поэтому их расщепление происходит лишь при нагревании с концентрированным раствором H2SO4 или HI.
В случае Alk- и Ar-замещенных простых эфиров, а также гликозидных связей гидролиз осуществляется под действием разбавленных минеральных кислот. Далее проводят анализ по продуктам гидролиза.
Методика. 0,1 г димедрола растворяют в 5 мл воды, прибавляют 2 мл разведенной хлористоводородной кислоты и кипятят в течение 3 минут. После охлаждения кристаллы отфильтровывают и перекристаллизовывают из небольшого количества воды. Температура плавления полученного бензгидрола 62-67 °С.
α – Гидроксикарбоксильная группа
1. Реакция окисления
α-оксикислоты при нагревании с сильными минеральными кислотами способны окисляться с последующим разложением до карбонильных соединений (альдегидов, кетонов) и муравьиной кислоты.
Соли молочной кислоты окисляются перманганатом калия в кислой среде, при этом фиолетовая окраска перманганата исчезает.
2. Реакция образования ауринового красителя Винная кислота (адреналина гидротартрат, платифиллина гидротартрат и др.) окисляется серной кислотой при нагревании до глиоксаля и муравьинной кислоты.
Муравьиная кислота, как альдегид, вступает в реакцию коденсации с фенолами с образованием ауринового красителя. Методика. 0,01 препарата (платифиллина г/т, адреналинаг/т) растворяют в фарфоровой чашке в 10 кап. конц. серной кислоте, прибавляют несколько крупинок β-нафтола и нагревают на водяной бане; появляется зеленое окрашивание.
Первичная ароматическая аминогруппа
Первичная ароматическая аминогруппа, являясь ориентантом I рода (как и фенольный гидроксил), повышает электронную плотность в орто-и пара-положениях бензольного кольца.
Поэтому ароматические амины легко вступают в реакции электро-фильного замещения.
1.1 Реакция образования азокрасителя
Протекает в две стадии: диазотирования и азосочетания. Ароматический амин взаимодействует с нитритом натрия в солянокислой среде с образованием соли диазония (I) (стадия диазотирования), которая при сочетании с фенолами в щелочной среде или ароматическими аминами в нейтральной и слабощелочной среде образуют азокраситель (II) оранжево- или вишнево-красного цвета (стадия азосочетания).
Реакция азосочетания с фенолами проходит в щелочной среде, так как образующие феноляты легче вступают в реакции SE, чем фенолы.
С Ar-NH2 азосочетание нельзя проводить в кислой среде, поскольку в этом случае происходит протонирование аминогруппы, а протонированный ароматический амин теряет способность участвовать в реакциях SE:
В качестве азокомпоненты применяют разнообразные фенолы и ароматические амины:
Механизм реакции диазотирования
Диазотирующим реагентом является нитрозилхлорид (I), образующийся из азотистой кислоты в солянонокислой среде:
Нитрозилхлорид атакует ароматическую аминогруппу с образованием нестойкого N-нитрозамина (II), который изомеризуется в диазогидрат (III). Последний под действием кислоты превращается в соль диазония.
Механизм реакции азосочетания
Диазотирующий агент (соль диазония) атакует азокомпоненту (фенол, ароматический амин) по механизму SE с образованием -комплекса, который стабилизируется отщеплением протона, образуя азокраситель.
М е т о д и к а
1. К 1 мл 0,25 % раствора норсульфазола, сульфадимезина, натрия пара-аминосалицилата, анестезина в разведенной хлороводородной кислоте (1:2) прибавляют 1 каплю раствора нитрита натрия. Через 1 минуту полученный раствор каплями вливают в 0,5 мл щелочного раствора -нафтола. Появляется оранжево-красное окрашивание.
Ацильные производные ароматических аминов (парацетамол, фенацетин, ксикаин, тримекаин, фталазол) дают эту реакцию после кислотного гидролиза.
2. Около 0,05 г парацетамола, фенацетина, ксикаина, фталазола кипятят с 2 мл разведенной хлороводородной кислоты в течение 2-3 минут, охлаждают, прибавляют 2-3 капли раствора нитрита натрия, несколько капель полученного раствора осторожно вливают в 1 мл щелочного раствора -нафтола: появляется красное окрашивание.
Ароматические амины замещают атомы водорода бензольного кольца в орто- и пара- положениях на галоген, образуя нерастворимые соединения.
1.3. Реакция с 2,4-динитрофтор (хлор) бензолом
Ароматические амины образуют с 2,4-динитрохлорбензолом красители желтого цвета, которые экстрагируют в слой органического растворителя, например бензола.
Первичные ароматические амины легко окисляются, даже кислородом воздуха, с образованием окрашенных продуктов:
В качестве окислителей применяют хлорамин, хлорную известь, бихромат калия в кислой среде. Появление окраски обусловлено не только продуктами окисления, но и веществами, получившимися в результате последующей конденсации окисленных соединений с ароматическими аминами.
Эта реакция рекомендуется для определения анестезина, парацетамола (после гидролиза).
Методика
1. 0,05 г препарата (анестезин, норсульфазол, фенацетин, парацетамол) растворяют в 2 мл разведенной хлороводородной кислоты, прибавляют 5 мл воды и 2-3 капли раствора бихромата калия.
2. 0,02 г препарата растворяют в 1 мл разведенной хлороводородной кислоты, прибавляют 3 мл 2 % раствора хлорамина, смесь нагревают на кипящей водяной бане. Результаты исследований сводят в таблицу (см. карбоксильная группа, п. 2).
Первичные ароматические амины конденсируются в кислой среде с ароматическими альдегидами, образуя основания Шиффа. Продукты реакции ароматических аминов с n-диметиламинобензальдегидом или ванилином в среде хлороводородной кислоты окрашены в желто-оранжевые оттенки.
Методика. К 0,01-0,02 г препарата (анестезин, новокаин, натрия пара-амносалицилат, норсульфазол) прибавляют 0,5 мл раствора n-диметиламинобензальдегида, 1 мл концентрированной хлороводородной кислоты, появляется желтое или оранжевое окрашивание.
Капельная реакция, основанная на образовании оснований Шиффа (реакция Овчинникова, лигниновая проба), состоит в том, что крупинку исследуемого препарата – ароматического амина – помещают на бумагу, содержащую лигнин, и прибавляют каплю разведенной соляной кислоты. Появляется желто-оранжевое окрашивание в результате конденсации амина с альдегидами, содержащимися в лигнине, в частности с конифериловым альдегидом.
Метод основан на свойстве препаратов, содержащих первичную ароматическую аминогруппу, диазотироваться нитритом натрия в солянокислой среде. Последняя нужна для образования диазотирующей частицы. Титрование проводят в присутствии катализатора – бромида калия.
В присутствии КВг образуется диазотирующая частица – нитрозилбромид BrN=O, скорость образования которой в 300 раз выше, чем нитрозилхлорида, а, следовательно, и скорость реакции диазотирования резко возрастает. Титруют медленно, так как скорость реакции диазотирования мала. Определение проводят на холоду, поскольку соль диазония при нагревании в водных растворах неустойчива и легко разлагается с выделением азота.
При определении ацильных производных ароматических аминов предварительно проводят кислотный гидролиз.
Индикация основана на окислительных свойствах титранта – нитрита натрия. Применяются:
1) внутренний индикатор – тропеолин 00 (изменение окраски – от красной до бесцветной или желтой вследствие окисления красителя) либо смесь тропеолина 00 с метиленовым синим (изменение окраски – от фиолетовой до изумрудно-зеленой);
2) внешний индикатор – йодкрахмальная бумага, на которую наносят каплю анализируемой смеси. При избытке нитрита натрия йодид восстанавливается до I2, который дает синее окрашивание с крахмалом.
Основаны на электрофильном замещении атомов водорода ароматического кольца, активированного ароматической аминогруппой, на атомы галогена. Применяется для анестезина, новокаина, стрептоцида, натрия пара-аминосалицилата. Индикаторы – метиловый оранжевый, метиловый красный. Избыточная капля брома необратимо окисляет индикатор.
2.1. Броматометрия
Прямое титрование.
2.2. Йодхлорметрия
Обратное титрование. Избыток ICl определяют йодометрически (индикатор – крахмал).
Вторичная ароматическая аминогруппа
Реакция нитрозирования
Вторичные ароматические амины с нитритом натрия в солянокислой среде образуют нитрозосоединения изумрудно-зеленого цвета.
Нитритометрия, основанная на реакции нитрозирования (см. выше).
Амидная, имидная,
сульфамидная группы,
вторичная аминогруппа
Реакция комплексообразования
Для препаратов, содержащих имидную группу (барбитураты, теобромин, теофиллин, нитрофураны), сульфамидную (сульфаниламиды, бензолсульфохлорамиды, алкилуреиды сульфокислот) амидную группу (диэтиламид никотиновой кислоты, кордиамин, никотинамид и др.), гидразидную группу (фтивазид, изониазид), аминогруппу (дибазол) характерны реакции комплексообразования с солями металлов (Cu2+, Co2+, Fe3+), в результате которых образуются окрашенные внутрикомплексные соли.
М е т о д и к а . Около 0,1 г барбитала, норсульфазола, сульфадимезина, теофиллина взбалтывают в течение минуты с 2 мл 0,1 н. раствора гидроксида натрия и фильтруют. К фильтрату прибавляют 1 мл воды, жидкость делят на 2 части: к одной прибавляют 5 капель раствора хлорида кобальта, к другой – 5 капель раствора сульфата меди.
Метод основан на способности диметилформамида (ДМФА) присоединять протон и усиливать кислотные свойства препарата. Применяется для определения лекарственных средств, содержащих имидную группу (барбитураты, производные урацила, ксантина), сульфамидную группу (сульфаниламиды) и обладающих слабыми кислотными свойствами. Титрантом является 0,1 н. раствор метилата натрия или 0,1 н. раствор гидроксида натрия в смеси метилового спирта и бензола. Индикатор – тимоловый синий.
Суммарная запись:
Третичная аминогруппа
(третичный атом азота)
Реакции комплексообразования с общеалкалоидными осадительными реактивами
Вещества, имеющие в своем составе третичный атом азота, обладают свойствами оснований, сила которых зависит от природы радикалов, связанных с азотом аминогруппы. Они способны вступать в реакции комплексообразования с общеалкалоидными осадительными реактивами с образованием труднорастворимых в воде комплексных солей по общей схеме:
Для образования устойчивых осадков реакция должна проходить в водных растворах солей оснований, реакция среды должна быть слабокислой для получения хорошо ионизированного основания в виде катиона, так как реагенты – комплексные йодиды, гетерополикислоты, полифенольные соединения. Поэтому в некоторых случаях, когда основание слабое, рекомендуется предварительное подкисление раствора препарата серной или хлороводородной кислотой.
Общеалкалоидные осадительные реактивы
|
Реактив |
Комплекс |
||
|
Состав |
Название |
Состав |
Цвет осадка |
|
Комплексные йодиды |
бурый |
||
|
KI3 |
р-в Бушарда, Вагнера, Люголя |
||
|
KBiI4 |
р-в Драгендорфа |
оранжево-красный белый |
|
|
K2HgI4 |
р-в Майера |
||
|
Гетерополикислоты |
|||
|
H3PO412WO32H2O |
р-в Шейберга (фосфорновольфрамовая кислота) |
белый |
|
|
H3PO412MoO32H2O |
р-в Зонненштейна (фосфорномолибденовая кислота) |
белый или желтоватый |
|
|
SiO212WO32H2O или H2SiO412WO3 |
р-в Бертрана (кремневольфрамовая кислота) |
белый |
|
|
Полифенольные соединения |
желтый |
||
|
пикриновая кислота |
|||
|
10 % раствор танина |
белый или светло-желтый |
Методика. На предметное стекло или керамическую пластинку помещают каплю раствора препарата (1:100) хинина гидрохлорида, папаверина гидрохлорида, кофеина, кофеина-бензоата натрия, теобромина, темисала, теофиллина, эуфиллина, эфедрина гидрохлорида, тиамина, аминазина, платифиллина и добавляют 1-2 капли одного из общеалкалоидных осадительных реактивов (Люголя, Драгендорфа, Майера, пикриновой кислоты, танина, кремневольфрамовой кислоты и фосфорномолибденовой кислоты).
Результаты реакций оформите в виде таблицы:
|
Препарат |
Р-в Лю- голя |
Р-в Дра- гендорфа |
Р-в Майера |
Пикриновая кислота |
Танин |
Кремневольфрамовая кислота |
Фосфорномолибденовая кислота |
1. Метод кислотно-основного титрования в среде протогенного растворителя (ледяной уксусной кислоты, уксусного ангидрида).
Метод основан на свойстве протогенного растворителя протонировать органическое основание, усиливая его основные свойства, и на свойстве отнимать протон у молекулы титранта. Титрант – 0,1 н. раствор хлорной кислоты в безводной уксусной кислоте, индикатор – кристаллический фиолетовый.
При титровании раствора слабого основания в безводной уксусной кислоте раствором хлорной кислоты ацетат-ионы, обусловливающие в безводной уксусной кислоте щелочность раствора, нейтрализуются ионами ацетония, обусловливающими в том же растворителе кислотность раствора:
Суммарная запись:
Соли галогеноводородных кислот определяют в присутствии ацетата ртути (II) для связывания галогеноводородных кислот, которые легко ионизируются и вновь вступают в реакцию солеобразования, что приводит к заниженным результатам. Ацетат ртути (II) связывает гидрогалогениды в малодиссоциирующие или нерастворимые соединения.
Соли слабых оснований (нитраты, сульфаты, фосфаты, бензоаты) также титруют в безводной уксусной кислоте раствором хлорной кислоты, поскольку нитрат-, сульфат-, дигидрофосфат-, бензоат-ионы ведут себя как основания по отношению к иону ацетония и могут принимать протоны.
При титровании гидрогалогенидов не требуется прибавления ацетата ртути (II).
В среде ангидрида очень слабые основания с рК более 12 (кофеин, теобромин, никотинамид) значительно увеличивают свою силу. Азотсодержащие слабые основания протонируются растворителем, в то время как уксусный ангидрид превращается в анион, который взаимодействует с ионом ацетония.
Суммарная запись:
2. Обратная иодометрия
Метод основан на реакции образования трудно растворимых полийодидов по третичному атому азота. Осадок полийодида отфильтровывают, а в растворе оттитровывают избыток йода натрия тиосульфатом по индикатору крахмал. Эквивалент в методе зависит от количества молекул йода в составе полийодида (n).
3. Метод Кьельдаля
Метод элементного анализа по азоту. Используется для определения всех препаратов, имеющих в своей структуре азот (не только третичный). Метод основан на минерализации азотсодержащего органического лекарственного вещества концентрированной серной кислотой при нагревании в колбе Кьельдаля. Образующийся гидросульфат аммония разлагают щелочью, и выделившийся аммиак отгоняют в приемник с борной кислотой.
Борная кислота с водой образует тетрагидроксиборат, который и взаимодействует с аммиаком.
Собранный отгон, содержащий весь образовавшийся аммиак в виде тетрагидроксибората аммония, титруют 0,1 н. раствором хлороводородной кислоты.
n – число атомов азота в молекуле вещества
Азометиновая группа
Для подтверждения подлинности веществ, содержащих азометиновую группу, применяют реакции гидролитического расщепления с последующей идентификацией продуктов гидролиза.
Продукт гидролиза доказывают реакцией диазотирования с последующим азосочетанием.
Методика
1. 0,05 г препарата (феназепам, нитразепам, нозепам) нагревают до кипения с 2 мл разведенной HCI и охлаждают. Полученный раствор дает характерную реакцию на первичные ароматические амины (см. определение первичной ароматической аминогруппы, п. 1).
2. 0,05 г фтивазида кипятят с 2 мл разведенной НСl: появляется запах ванилина.
Гуанидиновая группа
При нагревании с раствором гидроксида натрия гуанидиновая группа разлагается с выделением аммиака:
При взаимодействии с фенолами в присутствии окислителей (гипобромит натрия, бромная вода, хлорная известь) образуется окрашенный нафтохинон:
Методика. К 5мл 5 % раствора стрептомицина сульфата прибавляют 2 мл свежеприготовленного 0,05 % раствора -нафтола в 10 % растворе гидроксида натрия и 5 капель бромной воды: появляется малиновое окрашивание.
Ароматическая нитрогруппа
Ароматические соединения в кислой среде восстанавливаются до соответствующих аминосоединений, при этом желтая окраска исчезает. Реакция протекает по следующей схеме:
В качестве восстановителя может применяться металлический цинк в среде хлороводородной кислоты. Образовавшийся амин затем диазотируют и сочетают с фенолами:
Методика. К 0,1 г левомицетина, нитроксолина прибавляют 5 мл 25 % раствора НСl и 0,3 г цинковой пыли, кипятят в течение 3-4 минут. После охлаждения фильтруют. К 2 мл фильтрата добавляют 2 мл 1 М раствора нитрита натрия, 1-2 капли полученной смеси прибавляют к 2 мл свежеприготовленного раствора -нафтола: образуется оранжево-красное окрашивание.
Ароматические соединения, содержащие в орто- или пара-положении группу с подвижным атомом водорода, при действии щелочей окрашиваются в желтый или оранжевый цвет вследствие образования солей аци-форм:
Аналогично ведут себя производные 5-нитрофурана (фурацилин, фуразолидон, фурадонин). Так, фурцилин под действием щелочи образует окрашенное соединение следующего строения:
Методика. Около 0,01 г препарата (фурацилина, нитроксолина, левомицетина) растворяют в воде или диметилформамиде, прибавляют 2-3 капли спиртового раствора щелочи (в случае левомицетина нагревают) и наблюдают возникновение или изменение окраски. Результаты сводят в таблицу (см. карбоксильная группа, п.2).
Проводится после восстановления нитрогруппы до аминогруппы (см. определение ароматической аминогруппы, количественный анализ).
Основан на реакции образования аци-соли. Метод основан на свойстве окрашенных соединений поглощать полихроматическое излучение в видимой области спектра.
Расчет количественного содержания ведут:
– по калибровочному графику;
– по стандартному раствору.
Ковалентно связанный галоген
Атомы галогенов в органических соединениях связаны с углеродом ковалентной связью, поэтому для их обнаружения вещество необходимо предварительно минерализовать, т. е. разрушить связь . Существует несколько фармакопейных методов минерализации (дегалогенирования), условия проведения реакции в которых зависят от прочности связи углерод–галоген: чем прочнее связь, тем жестче условия отщепления галогена. Прочность связи зависит от:
а) характера галогена. Чем больше радиус атома галогена (в периоде он увеличивается от фтора к йоду), тем менее прочно он связан с углеродом, тем в более мягких условиях проводят дегалогенирование.
б) структуры органического соединения. Из-за наличия положительного мезамерного эффекта (М+) галоген сильнее удерживается у углерода в ароматических соединениях, чем в алифатических.
Медная проволока с препаратом, содержащим ковалентно связанный галоген, внесенная в пламя спиртовки, окрашивает его в зеленый цвет в результате образования летучих галогенидов меди.
Проба Бельштейна является косвенным методом доказательства галогена, так как не позволяет определить его природу.
2.1. Пиролиз, т. е. разложение йодсодержащего препарата при нагревании в сухой пробирке с доступом кислорода воздуха, при этом выделяются фиолетовые пары йода.
2.2. Минерализация концентрированной серной кислотой при нагревании; также выделяются фиолетовые пары йода.
Методика
1. При нагревании 0,1 г йодоформа, трийодтирозина в сухой пробирке выделяются фиолетовые пары йода.
2. При нагревании 0,1 г йопагноста, триомбрина с 1 мл концентрированной серной кислоты: выделяются фиолетовые пары йода.
3.1. Методы минерализации (дегалогенирования) – отщепления органически связанного йода, брома, хлора
3.1.1 Дегалогенирование лекарственного вещества при нагревании с водно-спиртовым раствором нитрата серебра. Образуется осадок:
AgCl – белый творожистый, растворимый в растворе аммиака;
AgBr – светло-желтый творожистый, трудно растворимый в растворе аммиака;
Agl – желтый, нерастворимый в аммиаке.
3.1.2. Дегалогенирование при действии щелочи. Галогенсодержащие препараты нагревают с раствором гидроксида натрия:
3.1.3. Восстановительная минерализация. На галогенсодержащий препарат действуют цинком в кислой или щелочной среде, при этом выделяется атомарный водород, который и расходуется на восстановительное дегалогенирование.
3.2. Отщепление ковалентно связанного хлора: спекание со смесью для спекания
В качестве смеси для спекания ГФ X рекомендует смесь безводного карбоната натрия и оксида кальция или смесь нитратов и карбонатов. После прокаливания содержимое тигля растворяют в горячей воде, фильтруют и в фильтрате определяют хлорид-ион.
3.3. Отщепление ковалентно связянного фтора: сплавление с металлическим натрием
Препарат сплавляют с металлическим натрием, к плаву прибавляют воду, фильтруют и в фильтрате определяют фторид-ион.
После дегалогенирования галоген открывают соответствующей реакцией:
– осаждения:
– окисления-восстановления:
Вг2 окрашивает хлороформ в желто-бурый цвет.
I2 окрашивает хлороформ в розово-фиолетовый цвет.
– комплексообразования:
– реакцией с цирконийализариновым красным (I) в присутствии уксусной кислоты (на F-):
Методика. 0,2 г бромизовала кипятят с 5 мл раствора гидроксида натрия в течение 3 минут, охлаждают и фильтруют. К фильтрату прибавляют разведенную хлороводородную кислоту до кислой реакции среды, 1 мл раствора хлорамина, 1 мл хлороформа и взбалтывают. Хлороформный слой окрашивается в желто-бурый цвет.
Варианты:
– метод Фаянса: прямое титрование, уксуснокислая среда, индикаторы – бромфеноловый синий, эозинат натрия;
– метод Фольгарда (йодоформ, фторотан) – обратное титрование, азотнокислая среда, индикатор – железоаммониевые квасцы:
– модифицированный метод Фольгарда (бромкамфора). К препарату после дегалогенирования прибавляют железоаммониевые квасцы, 0,1 мл титрованного раствора тиоцианата аммония и титруют раствором нитрата серебра до исчезновения красноватого окрашивания:
NH4Fe(SO4)+3 NH4SCN –
Метод основан на окислительной минерализации органического йодсодержащего вещества пермангантом калия и концентрированной серной кислотой до йодата, который определяют йодометрически после удаления избытка окислителя. Избыток перманганата калия восстанавливают нитритом натрия, избыток последнего – мочевиной, так как перманганат калия и нитрит натрия являются окислителями по отношению к йодиду.
где n – количество атомов йода в органическом соединении.
Если в качестве окислителя используют пергидроль и концентрированную серную кислоту, то образующийся йодид-ион окисляют перманганатом и далее поступают аналогично методике, описанной выше.
Применяется для количественного анализа лекарственных веществ, содержащих органически связанный галоген, серу, фосфор. Сущность метода состоит в разрушении органических веществ путем их сжигания в атмосфере кислорода, растворении образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости и последующем определении элементов, находящихся в растворе в виде ионов, титриметрическим или фотоэлектроколориметрическим методом.
Сжигание навески анализируемого вещества проводят в колбе Шенигера, в которой укрепляют в платиновой спирали или корзиночке анализируемое вещество, завернутое в обеззоленный фильтр (рис. Колба Шенигера). Опыт показывает, что лучше всего сжигание происходит в держателе в виде спирали, так как в этом случае обеспечивается свободный доступ кислорода к навеске и ее равномерное горение. В месте горения под действием катализатора развивается температура 1200-1300 °С, и процесс длится менее минуты. После сгорания пробы колбу встряхивают и оставляют на 30 минут при периодическом перемешивании до полного перехода продуктов сгорания в поглотительный раствор (то есть до полного исчезновения тумана в колбе). Затем определяют соответствующий галоген или другой ион в поглотительном растворе.
3.1. Хлорсодержащий (бромсодержащий) препарат сжигают в токе кислорода, при этом образуется смесь газообразных продуктов: хлор, хлористый водород, гипохлорит (бром, бромистый водород, гипобромит). Действием поглотительного раствора (пероксида водорода) хлор восстанавливается до хлорид-ионов (бромид-ионов). Последние оттитровывают меркуриметрически по индикатору дифенилкарбазону до светло-фиолетового цвета.
3.2. Навеску йодсодержащего препарата сжигают в токе кислорода, образующиеся при этом продукты сгорания: йод, йодистый водород, гипойодит – под действием поглотительного раствора гидроксида натрия окисляются до гипойодита. Последний окисляют бромом до йодат-иона, избыток брома удаляют при помощи муравьиной кислоты, добавляя ее до обесцвечивания раствора. Образовавшийся иодат-ион восстанавливают иодид-ионом в кислой среде до йода, который затем оттитровывают тиосульфатом натрия (индикатор – крахмал).
3.3. Навеску фторсодержащего препарата сжигают в токе кислорода, образующийся при этом фтористый водород переводят в поглотительный раствор – воду и титруют ториметрически по индикатору ализариновому красному С до красно-малинового окрашивания.
В точке эквивалентности:
Этиленовая связь
Реакция с бромом протекает по механизму электрофильного присоединения (АЕ) через промежуточный π-комплекс (I) с образованием конечного дибромпроизводного (II) и обесцвечивания бромной воды.
В щелочной среде происходит обесцвечивание раствора перманганата калия и окисление до дигидроксипроизводного.
С хлоридом сурьмы (III) лекарственные вещества, имеющие в своей структуре этиленовую группу, образуют окрашенные -комплексы.
Методика. 1-2 капли масляного раствора ретинола ацетата, эргокальциферола растворяют в 1 мл хлороформа, прибавляют 5 мл раствора хлорида сурьмы: появляется нестойкое синее окрашивание, оранжево-розовое окрашивание.
Фотоэлектроколориметрия по реакции образования -комплекса.
Ацетиленовая связь
Протекает так же, как с этиленом, с образованием дибромэтиленового производного -СВг=СВг- и обесцвечивания бромной воды.
Реакция сопровождается обесцвечиванием раствора перманганата калия и образованием неустойчивых енолов (I), которые отщепляют молекулу воды, образуя кетоны (II).
Концевая ацетиленовая группа, обладая кислотными свойствами, за счет замещения водорода может образовывать серебряные соли.
Косвенное кислотно-основное титрование
Реакция (3) лежит в основе метода количественного анализа лекарственных веществ с концевой ацетиленовой группой; азотная кислота от-титровывается затем раствором гидроксида натрия по фенолфталеину:
Подвижная метиленовая группа
Реакция конденсации с ароматическими альдегидами
Препараты (камфора и ее производные, ментол), содержащие в своей структуре подвижную метиленовую группу образуют с ароматическими альдегидами в присутствии концентрированной серной кислоты, окрашенные продукты конденсации.
Методика. 0,01 г. препарата (камфора, сульфокамфорная кислота, сульфокамфокаин, ментол, валидол) растворяюг в 1 мл концентрированной серной кислоты и прибавляют 1 мл 1 % раствора ванилина (или n-диметиламинобензальдегида) в концентрированной серной кислоте. Наблюдается окрашивание. Добавляют 1 мл воды, отмечают окончательное окрашивание.
Результаты заносят в таблицу:
|
Препарат |
Окрашивание |
|
|
без добавления воды |
после добавления воды |
|
Пиридиновый цикл
Под действием 2,4-динитрохлорбензола (тиоцианата аммония, хлорамина Б) в щелочной среде происходит расщепление пиридинового цикла с образованием окрашенного в бурый или красный цвет производного глутаконового альдегида (I). Последний в результате гидролиза превращается в глутаконовый альдегид (II).
Методика. К 0,01-0,05 г препарата (изониазида, фтивазида, никотиновой кислоты) прибавляют 0,05 г 2,4-динитрохлорбензола, 3 мл 95 % спирта и кипятят в течение 2-3 минут. После охлажденя прибавляют 2 капли раствора гидроксид натрия – появляется красно-бурое окрашивание, переходящее в кирпично-красное (изониазид), желтовато-бурое, усиливающееся при стоянии (фтивазид), буро-красное (никотиновая кислота).
Фенильный радикал
Фенильный заместитель обладает очень слабым -I и +М эффектом, поэтому в реакции SE вступает очень трудно и в жестких условиях.
Под действием концентрированной азотной кислоты в присутствиии концентрированной серной кислоты образуются моно-, ди- и тринитропроизводные желтого цвета.
Фенильное кольцо нитруют и для усиления окраски добавляют спиртовый раствор щелочи (дикаин) или спиртовый раствор щелочи и ацетон (тропановые алкалоиды).
Методика. В фарфоровой чашке к 0,01 г препарата (атропина сульфата, тропацина) добавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты и выпаривают на водяной бане досуха. К остатку прибавляют 5 капель 0,5 н. спиртового раствора гидроксида калия и 5 капель ацетона. Появляется фиолетовое окрашивание, постепенно исчезающее при стоянии.
Ковалентно связанная сера
Для обнаружения ковалентно связанной серы лекарственное вещество необходимо предварительно минерализовать.
1. Чаще всего минерализацию проводят, нагревая препарат (сульфаниламидные препараты, производные бензотиодиазина, пенициллины) с концентрированной азотной кислотой или с нитратами и карбонатами (сульфокамфорная кислота). При этом образуется сульфатная сера, которую определяют реакцией с солями бария.
Методика. К 0,01 г препарата (пенициллины, цефалоспорины) в пробирке прибавляют 2-3 мл концентрированной азотной кислоты и кипятят) в течение 2-3 минут. По охлаждении добавляют 0,5 мл раствора хлорида бария. Выпадает белый осадок.
2. Гетероциклическую серу (тиамины, пенициллины, цефалоспорины) можно определять после кипячения и сплавления препарата со щелочью. Образующийся при этом сульфид-ион либо сразу определяют по реакции с ацетатом свинца, либо подкисляют раствор хлористоводородной кислотой и выделяющийся сероводород улавливают бумагой, пропитанной ацетатом свинца.
Методика. 0,2 г тиопентала-натрия растворяют в 5 мл раствора гидроксида натрия, прибавляют 2 мл раствора ацетата свинца и кипятят: выпадает темный осадок. При охлаждении и подкислении концентрированной хлористоводородной кислотой. Выделяется сероводород, обнаруживаемый по запаху и по потемнению фильтровальной бумаги, смоченной раствором ацетата свинца.
Метод сжигания в колбе с кислородом
После сжигания препарата в токе кислорода образующиеся оксиды серы окисляют перекисью водорода до сульфатной серы и определяют бариметрически по металлохромному индикатору торону.
В точке эквивалентности:
R – SH Меркаптогруппа (сульфгидридная группа)
Качественный анализ Реакция комплексообразования
Тиолы являются более сильными кислотами, чем соответствующие НО-кислоты, поэтому они легко образуют соли с солями тяжелых металлов.
Количественный анализ Метод Фольгарда
В основе метода лежит реакция образования серебряной соли по меркаптогруппе, с последующим титрованием избытка нитрата серебра по Фольгарду.
Пиразол (1,2-диазол)
Азольная таутомерия пиразола
В медицинской практике применяются частично и полностью гидрированные производные пиразола – пиразолин и пиразолидин.
К производным пиразолина относятся анальгин, амидопирин, антипирин, пропифеназон, которые имеют общую формулу:
Производным пиразолидина является бутадион:
Наличие в молекулах соединений неустойчивой пиразолиновой системы, а именно (двойная связь) в С3-С4 и гидразиновой группировки (фенилгидразина и дифенилгидразина) обуславливают восстанавливающие свойства, т. е. способность к окислению. В качестве окислителей применяют раствор нитрата серебра, хлорида железа (III), иодата калия, нитрита натрия, хлорамина. Применяя различные окислители, можно дифференцировать препараты, т. к. продукты окисления имеют характерную окраску.
На окислительно-восстановительную способность соединений оказывает влияние и характер заместителя у С4. Наиболее легко окисляются (даже слабыми окислителями) амидопирин и анальгин, при этом происходит разрыв связи между С3 и С4 атомами углерода с образованием диоксопроизводного.
Окисление амидопирина связано с большей полярностью его молекулы вследствии наличия диметиламиногруппы в С4.
Окисление анальгина идет не только за счет пиразолиновой системы, но главным образом за счет сульфитной серы в боковой цепи у С4 .
Методика: 0,1 г препарата растворяют в 4 мл воды, добавляют 2 мл раствора хлороводородной кислоты и разливают в 3 пробирки. В каждую пробирку добавляют по 5 капель одного из растворов: 3 % раствор хлорида железа (III), 1 % раствор нитрита натрия,
0,1 н. раствор йодата калия.
Отмечают окрашивание, возникающее при добавлении первой капли реактива и конечное окрашивание.
Антипирин не обладает восстановительными свойствами и не окисляется, так как образует внутреннюю соль бетаиновой структуры вследствие перераспределения электронной плотности.
В бетаине уже нет пиразолиновой системы, которая способствует окислению. Бетаин имеет ароматический характер и вступает в реакции электрофильного замещения.
М е т о д и к а: 0,1 г антипирина растворяют в 5 мл воды и прибавляют 5 капель 1 % раствора нитрита натрия. Появляется изумрудно-зеленое окрашивание (SE в C4).
С раствором хлорида железа антипирин вступает в реакцию комплексообразования и образует красное окрашивание – феррипирин.
Методика: 0,1 г препарата растворяют в 5 мл воды и прибавляют 5 капель 3 % раствора хлорида железа (III). Появляется окрашивание.
При подкислении окраска исчезает.
Бутадион как производное пиразолидина (полностью гидрированной системы) более устойчив к окислению. Он может окисляться только в жестких условиях, например кристаллическим нитритом натрия в присутствии концентрированной серной кислоты.
Методика: к 0,01 г бутадиона добавляют 1 мл концентрированной серной кислоты, 0,02 г кристаллического нитрита натрия, встряхивают и слегка нагревают. Появляется оранжевое окрашивание, переходящее в стойкое вишневое.
Устойчивое окрашивание продуктов реакций окисления можно использовать для определения методом ФЭК (расчет по стандартному раствору).
Имидазол
Структуру имидазола содержат алкалоиды пилокарпина гидрохлорид, теофиллин и др.
Имидазол и его производные вступают в реакцию сочетания с солями диазония с образованием азокрасителей (реакция Паули). Сочетание с солью диазония идет во 2-м положении имидазольного цикла, если оно не замещено.
Методика: 0,1 г вещества растворяют в 5 мл воды (р-р А) и добавляют диазотированную сульфаниловую кислоту, стрептоцид или новокаин.
Соль диазония готовят отдельно: к 0,1 г сульфаниловой кислоты прибавляют 2 мл разведенной хлороводородной кислоты и 1 мл 0,1 н. раствора нитрита натрия (р-р Б). К раствору А приливают раствор Б, появляется красное окрашивание.
Производное пурина алкалоид теофиллин, содержащий цикл имидазола, образует азокраситель после гидролиза 30 % раствором натрия гидроксида до теофиллидина.
Методика: 0,1 г теофиллина помещают в фарфоровую чашку, добавляют 2 мл 30 % раствора гидроксида натрия и кипятят до загустения смеси, затем добавляют 10 мл воды (раствор А). Соль диазония готовят отдельно: к 0,1 г стрептоцида добавляют 2 мл разведенной хлороводородной кислоты и 1 мл 0,1 н. раствора нитрита натрия (раствор Б). К раствору А прибавляют раствор Б, появляется красное окрашивание.
Индол (бензопиррол)
Индольный цикл содержат лекарственные вещества резерпин, индометацин, эргоалкалоиды, арбидол, винпоцетин, триптофан и др.
Определение цикла индола производится по реакции Ван-Урка. В основе её лежит механизм электрофильного замещения SE атома водорода во втором или третьем положении цикла индола. Реакцию проводят с n – диметиламинобензальдегидом или ванилином в присутствии концентрированной кислоты и железа (III) хлорида в качестве окислителя. Цвет продукта реакции зависит от химической структуры исходных веществ и условий проведения реакции.
Методика: к 0,1 г порошка препарата добавляют 5 капель раствора ванилина в конц. хлороводородной кислоте или серной кислоте или пара-диметиламинобензальдегида (n-ДМАБА) в конц. серной кислоте. В течение 2 мин появляется окрашивание (резерпин-розовое).
Вопросы для самоподготовки
1. Какая общая ФГ содержится в структуре молекул (см. ГФ X) нижеперечисленных соединений и какие общие качественные реакции можно провести на эти вещества:
– адреналина гидрохлорид, изадрин, норадреналин, парацетамол, фенилсалицилат, резорцин;
– кислота бензойная, кислота салициловая, кислота глютаминовая.
– анестезин, новокаин, фенилсалицилат, кислота ацетилсалициловая, кортизона ацетат;
– никотинамид, оксафенамид, салициламид, парацетамол, фен– – ацетин, тримекаин, ксикаин;
норсульфазол, сульфацил-натрий, натрия пара-аминосалицилат;
– парацетамол, фенацетин, ксикаин, тримекаин;
– дибазол, кофеин, новокаин;
– фурацилин, левомицетин, нитроксолин, нитрозепам;
– ортофен, дихлотиазид, левомицетин;
– дийодтирозин, трийодтиронин,билигност;
– барбитал, норсульфазол, сульфацил-натрий.
2. Какие общие качественные реакции можно провести на:
– левомицетин, сульфадимезин;
– гексаметилентетрамин, гексамидин, формалин?
3. Наличием каких ФГ обусловливаются основные свойства органических соединений? Объясните реакции солеобразования при получении следующих веществ; представьте их в виде катионитов и анионитов:
4. Назовите ФГ, обусловливающую реакции кислотного и щелочного гидролиза, и напишите уравнения реакций на примере оксафенамида и салициламида.
5. Укажите возможные методы количественного определения парацетамола и салициламида.
6. Какие типы цветных реакций применяют для доказательства ароматической нитрогруппы? Приведите уравнения.
7. Какие реактивы можно применить для характеристики препаратов, содержащих фенольный гидроксил, альдегидную группу ароматическую аминогруппу, сложноэфирную, амидную группы, лактонную и лактамную связи.
8. Какие свойства гексаметилентетрамина позволяют отнести его к препаратам, дающим реакции, характерные для альдегидной группы.
9. Назовите наиболее чувствительную из реакций окисления альдегидов, применяемую на практике для обнаружения примесей их в лекарственных препаратах.
10. Из приведенных ниже формул лекарственных средств выберите те, которые содержат в молекуле спиртовый гидроксил и фенольный гидроксил:
11. Какие из соединений относятся к группе сложных эфиров: валидол, ацетилсалициловая кислота, анестезин, кокаина гидрохлорид, димедрол.
12. Сравните основность аминогрупп в соединениях, формулы которых приведены:
13. Напишите в общем виде уравнения гидроксамовой реакции. Какие соединения дают эту реакцию?
14. Какими реакциями и в каких условиях можно доказать наличие хлора в молекулах препаратов, формулы которых приведены ниже (хлор, связанный с углеродом, ион хлора в составе соли)?
Вопросы для подготовки к коллоквиуму
1. Особенности анализа органических лекарственных средств.
2. Классификация основных ФГ; понятие ФГ.
3. Общие реакции идентификации и количественный анализ соединений, содержащих:
– спиртовый гидроксил;
– фенольный гидроксил;
– карбонильную группу;
– карбоксильную группу;
– сложноэфирную, лактонную, амидную группы;
– третья.
4. Реакции на подлинность, описанные в настоящем пособии, для препаратов (по ГФ Х):
– ацеклидина (с. 39);
– ацетилсалициловой кислоты (с. 41);
– вторая и третья реакции для анестезина (с. 93);
– первая реакция для хингамина (с. 170);
– первая и вторая реакции для кокаина гидрохлорида (с. 193);
– четвертая реакция для кортизона ацетата (с. 214);
– первая реакция для диэтиламида никотиновой кислоты (с. 235);
– первая реакция для дибазола (с. 243);
– вторая реакция для дикаина (с. 244);
– первая и вторая реакция для эфедрина гидрохлорида (с. 267);
– первая и вторая реакции для левомицетина стеарата (с. 390);
– вторая реакция подлинности для метандростенолона (с. 415);
– метилсалицилата (с. 425);
– третья реакция для морфина гидрохлорида (с. 430);
– первая и вторая реакции для новокаина (с. 478);
– первая и вторая реакции для оксилидина (с. 506);
– реакции идентификации для парацетамола (с. 516);
– реакции идентификации для фенилсалицилата (с. 531);
– первая и третья реакции для трихомонацида (с. 709).
Оглавление
Фармацевтический анализ по функциональным группам……………8
Спиртовый гидроксил…………………………………………………...8
Енольный гидроксил……………………………………………………14
Фенольный гидроксил………………………………………………….15
Карбонильная группа (альдегидная и кетонная)……………………...25
-Кетольная группа……………………………………………………..32
Пирокатехиновое кольцо……………………………………………….33
Гидразидная группа……………………………………………………..34
Карбоксильная группа…………………………………………………..35
-Аминокарбоксильная группа………………………………………...37
Сложноэфирная (лактонная) и амидная (лактамная) группы………..38
Простая эфирная группа………………………………………………...43
Первичная ароматическая аминогруппа……………………………….46
Вторичная ароматическая аминогруппа……………………………….53
Амидная, имидная, гидразидная, сульфамидная группы,
вторичная аминогруппа…………………………………………………53
Третичная аминогруппа (третичный атом азота) …………………….55
Азометиновая группа…………………………………………………...61
Гуанидиновая группа……………………………………………………62
Ароматическая нитрогруппа…………………………………………....62
Ковалентно связанный галоген………………………………………...65
Этиленовая связь………………………………………………………...72
Ацетиленовая связь……………………………………………………..73
Подвижная метиленовая группа………………………………………..74
Пиридиновый цикл………………………………………..…………….75
Фенильный радикал……………………………………………………..76
Ковалентно связанная сера……………………………………………..77
Пиразол (1,2-диазол) ……………………………………………………79
Имидазол………………………………………..……………………….82
Индол (бензопиррол) …………………………………………………...84
Вопросы для самоподготовки…………………………………………..85
C
O
CH
2
OH
NH
C
NH
2
NH
S
H
'
OR
R
C
O
O
C
R
+
OH
'
R
O
R
C
O
R
COOH
N
,
t
o
CH
CH
NH
CH
3
OH
CH
3
эфедрин
3
[Fe(CN)
6
]
-K
4
[Fe(CN)
6
]
C
O
H
бензальдегид
+H
3
C
H
O
C
+NH
2
CH
3
-
O
+ Na+
ONa
OH
+ 3Br
Br
-3HBr
OH
Br
Br
Br
d +
d -
d -
d -
d -
OH
d -
-H
2
O
HO
N
O
O
d +
S
E
OH
O
O
O
N
желтый
O
O
N
N
O
O
ONa
-
+
темно-желтый
NaOH
NaO
C
O
ONa
C
O
CH
2
OH
+ 2[Ag (NH
3
)
2
]OH , t , O
2
o
3NaOH, t
o
R
C
O
CH
2
OH
+
+ 2KNa[(CuC
4
H
4
O
6
)
2
], 2KOH,
Ag + R
ONH
4
O
C
+ 3NH
3
+ 2H
2
O + CO
2
2CuOH + R
C
O
ONa
+ 4KNaC
4
H
4
O
6
+
+ 2H
2
O + CO
2
желтый
t
o
CuO
2
+ H
2
O
C
N
N
N
NH
красный формазан
+ R
OH
O
C
+ NaCl + CO
2
+ H
2
O
+
Cl , NaOH, O
2
+
C
N
N
N
N
-
OH
OH
R
+ 2KNa[Cu(C
4
H
4
O
6
)
2
], 2KOH
+ 2[Ag (NH
3
)
2
]OH , OH
-
Ag + R
O
O
черный
+ 2NH
4
OH
CuO
2
+ H
2
O
t
o
желтый
+ 4KNaC
4
H
4
O
6
+ 2H
2
O
O
2CuOH + R
кирпично-красный
O
N
H
I
3
+
-
N
H
HgI
4
+
-
2
N
H
4
[
B
(
O
H
)
4
]
+ H
C
l
N
H
4
C
l
+ H
[
B
(
O
H
)
4
]
n
М
Э=
N
O
2
O
H
аци-соль
K
+
-
O
N
O
O
нитроксолин
K
O
H
аци-соль
N
a
O
H
,
t
o
левомицетин
O
2
N
C
H
O
H
C
H
N
H
C
O
C
H
C
l
2
C
H
2
O
H
H
N
N
a
O
O
C
C
H
O
O
H
C
H
2
O
H
+ N
H
3
+ H
O
C
H
2
C
O
O
O
N
a
+ 2N
a
C
l
2K
M
n
O
4
+ 5N
a
N
O
2
+ 3H
2
S
O
4
2M
n
S
O
4
+ 5N
a
N
O
3
+ K
2
S
O
4
+ 3H
2
O
I
C
H
3
O
R
N
N
C
H
3
H
O
H
,
H
+
гидролиз
N
N
H
2
H
метилфенилгидразин
O
N
N
C
H
3
окрашивание
I
I
N
N
R
O
O
H
O
H
,
H
+
гидролиз
N
N
H
H
дифенилгидразин
O
N
N
азобензол
(окрашивание)
–CH3