Реакции подлинности

Реакции комплексообразования. Реагенты – соли серебра, меди (II), железа (III), кобальта (II), ртути (II), никеля, свинца и других металлов. Эффект реакции – образование трудно растворимых в воде соединений. Окраска определяется цветом лекарственного вещества и реагента, а также строением образующегося комплексного соединения. Осадки могут иметь характерную форму кристаллов. Особенности проведения реакций (см. " Карбоксильная группа", п.2).

Методики.

1. Лекарственные вещества, не растворимые в воде: барбитал, фено-барбитал, бензобарбитал (бензонал), теобромин, теофиллин, сульфади-метоксин, сульфален, фталилсульфаметизол (фталазол), карбутамид (букарбан).

Около 0, 2 г лекарственного вещества взбалтывают в течение 2-3 мин. с 3 мл раствора натрия гидроксида (0, 1 моль/л), фильтруют (к фильтрату можно добавить 1-2 мл воды), фильтрат делят на четыре части. Проводят реакции, добавляя по 3-5 капель одного из реактивов: железа (III) хлорида, кобальта (II) хлорида, меди (II) сульфата, серебра нитрата. Результаты заносят в таблицу.

2. Лекарственные вещества, растворимые в воде (натриевые соли): тиопентал-натрий, гексобарбитал-натрий (гексенал), сульфацетамид-натрий (сульфацил-натрий).

Около 0, 2 г лекарственного вещества растворяют в 3 мл воды. Раствор делят на четыре части и проводят реакции, как указано в п.1.

3. Около 0.05 г изониазида растворяют в 3 мл воды, делят на четыре части и проводят реакции, как указано в п.1.

Количественное определение

1. Метод кислотно-основного титрования в среде протофильного растворителя (диметилформамида). Растворитель усиливает слабые кислотные свойства вторичной аминогруппы. Титранты: раствор натрия метилата или натрия гидроксида в смеси метилового спирта и бензола (толуола). Индикатор – раствор тимолового синего в диметилформамиде.

Пример 1:

f_{экв (барбитурата)}=1

Пример 2:

f_{экв (фталазола)}=1/2

2. Косвенный алкалиметрический метод нейтрализации (способ заместительного титрования). Основан на свойстве вторичной аминогруппы кислотного характера образовывать труднорастворимые соединения с серебра нитратом и выделением эквивалентного количества азотной кислоты. Титрант: раствор натрия гидроксида. Индикатор – феноловый красный (теофиллин, теобромин), бромтимоловый синий (рибофлавин).

f_{экв (теофиллина)}=1

3. Ацидиметрический метод нейтрализации (вытеснения). Используется для натриевых солей. Основан на сильных основных свойствах натриевых солей барбитуратов и сульфаниламидов. Титрант – раствор кислоты хлороводородной. Индикатор – метиловый оранжевый.

f_{экв (гексенала)}=1

Третичный и четвертичный атом азота

Третичный алифатический атом азота

(третичная аминогруппа).

Третичный атом азота в гетероцикле.

Четвертичный атом азота или

четвертичное аммониевое основание

(ЧАО) в виде соли.

Химические свойства

1. Кислотно – основные: проявляют основные свойства за счет неподеленной электронной пары третичного атома азота или положительного заряда на четвертичном атоме азота. Сила основных свойств зависит от характера атома азота, строения гетероцикла и природы радикалов, связанных с атомом азота. ЧАО (примеры 4 и 5) проявляют очень сильные основные свойства, полностью ионизированы в водных растворах. Их соли с неорганическими кислотами имеют нейтральную реакцию среды. Третичные алифатические амины (1) и соединения, содержащие полностью гидрированный гетероцикл с алкильным радикалом у атома азота (2), являются сильными основаниями (рКа 9-11). Гетероциклические соединения с ароматическим кольцом (3) проявляют слабые основные свойства (рКа от 0 до 5, 5 в зависимости от характера гетероцикла). Сильные основания (с рКа 9-11) образуют устойчивые соли с кислотами (минеральными и органическими), слабые основания – только с минеральными кислотами, соли неустойчивы.

Реакции подлинности

Реакции соле- и комплексообразования: протекают по типу ионного обмена. В реакцию вступают соли органических оснований. Введение дополнительного количества минеральной кислоты способствует количественному протеканию реакции. Реагенты: соли неорганических кислот – аммония тиоцианат, калия дихромат, калия иодид; органические кислоты – пикриновая, щавелевая, танин; соли комплексных кислот – калия тетрайодо (III) висмутат K[BiI₄], аммония тетратиоцианато (II) цинкат (NH₄)₂[Zn(SCN)₄], аммония тетратиоцианато (II) кобальтат аммония (NH₄)₂[Co(SCN)₄], тетратиоцианатодиаммин (III) хромат (аммония рейнекат) NH₄[Cr (NH₃)₂ (SCN)₄]; раствор йода в калия йодиде K[I₃] или I₂ + KI и другие. Эффект реакции – образование труднорастворимых в воде соединений. Окраска определяется цветом лекарственного вещества и реагента. Осадки могут иметь характерную температуру плавления или форму кристаллов.

Примеры:

Реакция протекает по вторичной и третичной аминогруппе, проявляющих более сильные основные свойства, чем атом азота гетероцикла.

Методика. К 1 капле 1% раствора вещества (бендазола гидрохлорида (дибазола), кофеина, прокаина гидрохлорида (новокаина), папаверина гидрохлорида) прибавляют 4-5 капель кислоты хлороводородной, 2-3 капли раствора одного из реактивов (I₂ в KI, KBiI₄, K₂Cr₂O₇, (NH₄)₂[Co(SCN)₄], пикриновая кислота), наблюдают эффект реакции. Результаты заносят в таблицу.

Количественное определение

1. Метод кислотно-основного титрования в среде протогенного растворителя, усиливающего слабые основные свойства третичной аминогруппы. Растворитель ледяная уксусная кислота или уксусный ангидрид. Титрант – раствор хлорной кислоты в ледяной уксусной кислоте. Индикатор – раствор кристаллического фиолетового в ледяной уксусной кислоте.

1.1. Титрование в среде ледяной уксусной кислоты. Соли галогенводородных кислот определяют в присутствии ацетата ртути (II) для связывания галогенводородных кислот, которые легко ионизируют и вновь вступают в реакцию солеобразования. Результаты будут занижены. Ацетат ртути (II) связывает гидрогалогениды в малодиссоциирующее соединение.

f_{экв (вещества)}=1

1.2. Титрование в среде уксусного ангидрида. При титровании гидрогалогенидов не требуется добавление ацетата ртути (II).

f_{экв (вещества)}=1

2. Ацидиметрический метод нейтрализации в водной среде. Используется для соединений обладающих, сильными основными свойствами (рКа от 4, 5 и выше), применяющихся в виде оснований (кодеин, метенамин). Титрант – раствор кислоты хлороводородной. Индикаторы – метиловый красный, метиловый оранжевый, тимоловый синий (в зависимости от рКа лекарственного вещества).

Кодеин (рКа 8, 00; ионизация на 99, 9% достигается при рН 5, 0). Индикатор – метиловый красный (интервал рН перехода цвета 4, 2-6, 2). f_{экв (кодеина)}=1

3. Алкалиметрический метод нейтрализации (вытеснения). Используется для солей третичных аминов. Основан на слабых кислотных свойствах солей. Титрант – раствор натрия гидроксида. Индикатор – фенолфталеин (интервал рН перехода цвета 8, 2-10, 0). Титрование проводят в среде органических растворителей (спирт этиловый, хлороформ), которые извлекают выделяющееся основание и смещают равновесие реакции вправо.

f_{экв (новокаина)}=1

Новокаин (рКа 8, 80; при рН 10 будет оттитровываться только 94% соединения; органические растворители понижают ионизацию соединения, извлекают основание, тем самым достигается практически 100% переведение соли в основание).

4. Йодометрический метод. Основан на свойстве соединений с третичным и четвертичным атомом азота осаждаться раствором йода в калия йодиде в виде полийодидных комплексов. Проводится вариантом обратного титрования в кислой среде.

f_{экв (кофеина)}=1/2х2=1/4

5. Комплексонометрический метод (косвенный). Основан на свойстве соединений с третичным и четвертичным атомом азота (с рКа от 4 и выше) осаждаться солями комплексных кислот, в состав которых входит металл: K[BiI₄], (NH₄)₂[Zn(SCN)₄].

К лекарственному веществу прибавляют избыток реагента, образующийся осадок отфильтровывают. Далее возможны два варианта:

5.1. В фильтрате определяют избыток реагента комплексонометрическим методом.

5.2. Осадок растворяют в органическом растворителе (ацетон, ДМФА) и определяют металл, содержащийся в осадке, комплексонометрическим методом.

f_{экв (димедрола)}=2 (2 молек. димедрола – 1 ат. цинка – 1 молек. трилона Б)

6. Лаурилсульфатный метод. Разработан для соединений, содержащих третичный атом азота. Основан на реакции солеобразования (ионного обмена) между лекарственным веществом и лаурилсульфатом натрия (ЛСН). Проводится вариантом двухфазного титрования: образующийся в процессе титрования продукт реакции экстрагируется в хлороформ. Индикатор – диметиловый желтый, находится также в хлороформном слое; в точке эквивалентности происходит изменение окраски органической фазы из желтой в красную.

f_{экв.(промедола)}=1

7. Спектрофотометрия в видимой области спектра. Используют реакции с K[BiI₄], (NH₄)₂[Co(SCN)₄], “кислотными красителями “ (пикриновая кислота, эозин, тропеолин 00, метиловый оранжевый и другие). Образующиеся продукты реакции (ионные ассоциаты) экстрагируют органическими растворителями и у полученного окрашенного экстракта измеряют оптическую плотность. Метод высокочувствителен, используется для количественного определения ЛВ в препаратах с малым содержанием определяемого компонента.

Ковалентно связанный галоген

Ковалентно связанный галоген – это галоген, входящий в структуру молекулы органического вещества и связанный ковалентной связью с атомом углерода. По природе галогена различают фтор – (галотан (фторотан), фторурацил и др.); хлор – (хлорэтил, хлоралгидрат), бром – (бромизовал, бромкамфора и др.) и йодсодержащие ЛВ (йодоформ, тиреоидин, лиотиронин (трийодтиронин).

Поскольку атомы галогенов с органической частью молекулы связаны не ионогенно, для их обнаружения вещество необходимо минерализировать, то есть разрушить связь галогена с углеродом и перевести ковалентно связанный галоген в ионогенное состояние. Выбор метода минерализации определяется прочностью связи углерод - галоген (она падает от фтора к йоду), строением галогенсодержащего ЛВ (алифатического, ароматического, гетероциклического ряда) и может осуществляться несколькими способами:

1) непосредственное взаимодействие с реагентом (йодоформ с раствором серебра нитрата в азотнокислой среде);

2) гидролитическое расщепление водным (бромизовал) или спиртовым (хлорэтил) раствором щелочи (галогенсодержащие ЛВ алифатического ряда);

3) восстановительная минерализация водородом в момент выделения (Zn + NaOH, Zn + CH₃COOH) или металлическим натрием (для фторпроизводных):

- сжигание в колбе с кислородом (для всех галогенсодержащих веществ);

- прокаливание со смесью для спекания (для всех, кроме фторсодержащих);

- проба Бейльштейна;

- 4) окислительная минерализация (только для йодсодержащих веществ);

- “сухая” (нагревание без реактивов);

- ”мокрая” (нагревание с концентрированной серной кислотой);

-

Подлинность

Состоит из двух стадий:

1) минерализация ковалентно связанного галогена;

2) доказательство галогенид-иона или галогена обычными аналитическими реакциями.

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

Проба Бейльштейна очень чувствительна, но является косвенным методом доказательства галогена, т.к. не позволяет определить природу галогена и анализировать фторсодержащие ЛВ, поскольку фторид меди не летуч.

2. Ковалентно связанный йод доказывают методом окислительной минерализации (“сухой” или “мокрой”); выделяются фиолетовые пары йода.

Методика. 1.Нагревают 0, 1 г йодоформа в сухой пробирке.

2.Нагревают 0, 1г лиотиронина (трийодтиронина) или тиреоиодина в пробирке с 1 мл концентрированной серной кислоты.

3. Методы восстановительной минерализации:

3.1. Металлическим натрием для фторсодержащих ЛВ.

Вследствие высокой прочности связи фтор-углерод минерализацию проводят действием сильного восстановителя – металлического натрия при нагревании. Образующийся фторид-ион доказывают косвенно по разрушению цирконий - ализаринового красителя вследствие связывания Zr⁺⁴ в более прочный комплекс с фторидом, при этом окраска раствора изменяется от красно-фиолетовой до желтой. Способ используется для обнаружения фтора в галотане (фторотане), фторурациле, тегафуре (фторафуре), фторхинолонах и др.

3.2. Прокаливание со смесью для спекания (KNO₃, Na₂CO₃)

3.3. Водородом в момент выделения (Zn + NaOH, Zn + CH₃COOH)

Варианты 3.2. и 3.3. используются для алифатических, алициклических, ароматических и гетероциклических ЛВ, содержащих йод, бром и хлор. Образующиеся галогенид - ионы доказывают реакциями:

а) реакцией осаждения серебра нитратом в азотнокислой среде;

б) окислением бромидов (хлорамином Б в кислой среде) и йодидов (натрия нитритом или железа (Ш) хлоридом в кислой среде соответственно до брома и йода, которые извлекают в хлороформный слой. Бром окрашивает хлороформ в желто-бурый цвет, йод в розовый или фиолетовый.

Методика. 0, 1 г хлорхинальдола кипятят с 2 мл раствора натрия гидроксида и 0, 2 г цинковой пыли в течение 3 мин., охлаждают, фильтруют. К фильтрату прибавляют разв. азотную кислоту до кислой реакции среды, 0, 5 мл раствора серебра нитрата; образующийся белый творожистый осадок растворим в растворе аммония гидроксида.

4. Гидролитическое разложение для ЛВ, содержащих галоген в алифатической цепи (кроме фтора) проводят при нагревании с водным (бромизовал) или спиртовым (хлорэтил) раствором щелочи, образующийся галогенид-ион доказывают обычными аналитическими реакциями.

Методика. 0, 1 г бромизовала кипятят с 3 мл раствора натрия гидроксида в

течение 3 мин., охлаждают, прибавляют разведенной хлороводородной кислоты до кислой реакции среды, 0, 5 мл раствора хлорамина, 1 мл хлороформа и взбалтывают. Хлороформный слой окрашивается в желто-бурый цвет.

Количественное определение

Количественное определение ЛВ, содержащих ковалентно связанный галоген, включает переведение его в ионогенное состояние и последующее определение полученного соединения подходящим методом.

1. Аргентометрические методы после востановительной минерализации (Zn + NaOH, Zn + CH₃COOH) или гидролитического разложения (алифатические соединения). Фактор эквивалентности зависит от количества атомов галогена (1/n)

Варианты: Фаянса (прямое титрование, уксуснокислая среда, индикаторы – бромфеноловый синий или эозинат натрия);

Фольгарда (обратное титрование, азотнокислая среда, индикатор – железоаммонийные квасцы);

Косвенный метод Фольгарда (обратное титрование, азотнокислая среда, индикатор – железоаммонийные квасцы + 0, 1 мл тиоцианата аммония).

f_{экв (бромкамфоры)}=1

f_{экв (лиотиронина)}=1/3

f_{экв (йода)}=1/6. f_{экв (вещества)}=1/6 х n, где n – число атомов йода в молекуле вещества.

3. Метод сжигания в колбе с кислородом (ГФ ХI, вып.1, стр. 181). Метод основан на сожжении органического вещества в атмосфере кислорода, растворении образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости и последующем определении элементов, находящихся в растворе в молекулярном и ионном виде.

3.1. Определение фтора. Продукты сжигания фторсодержащего органического соединения (фториды) поглощают водой и определяют одним из методов.

3.1.1. Ториметрический метод, вариант прямого титрования. Метод основан на свойстве фторидов количественно вступать в реакцию с нитратом тория (IV) с образованием фторида тория (IV). Индикатор – ализариновый красный, переход окраски от желтой к розовой.

f_{экв (фтора)}=1. f_{экв (вещества)}=1/n, где n – число атомов фтора

в молекуле вещества.

3.1.2. Спектрофотометрия в видимой области спектра (длина волны 580 нм). Определение связано с уменьшением оптической плотности растворов комплекса тория (IV) с арсеназо-I в присутствии фторидов.

Расчет ведут с использованием градировочного графика.

3.2. Определение хлор - и бромсодержащих органических веществ. В качестве поглощающей жидкости используют раствор пероксида водорода, затем смесь нейтрализуют щелочью по бромфеноловому синему и галогенид ионы определяют меркуриметрически в азотнокислой среде в присутствии индикатора дифенилкарбазона (изменение окраски от желтой к розовато – фиолетовой). Расчет ведут на содержание хлора или брома

f_{экв (хлора, брома)}=1. f_{экв (вещества)}=1/n, где n – число атомов хлора или

брома в молекуле вещества.

3.3. Определение йода. Поглощающей жидкостью является раствор щелочи. Образующиеся йодсодержащие соединения окисляют бромом до йодата, который определяют йодометрически.

f_{экв (йода)}=1/6. f_{экв (вещества)}=1/6 х n, где n – число атомов йода в молекуле вещества.

Ковалентно связанная сера

Это сера, входящая в состав ЛВ и связанная ковалентной связью с атомом углерода. Её содержат производные фенотиазина, пиримидино-тиазола, сульфаниламиды, антибиотики-b-лактамиды, аминокислоты (цистеин, ацетилцистеин, метионин).

Подлинность

Анализ основан на предварительной минерализации до неорганического серусодержащего иона, который доказывают известными аналитическими реакциями. При этом используют два метода минерализации:

1. Окислительная минерализация. Проводится путём нагревания сухого вещества с концентрированной азотной кислотой или сплавлением с окислительной смесью (KNO₃ + K₂CO₃). При этом ковалентно связанная сера окисляется до сульфат-иона (серной кислоты или её солей), который доказывают по реакции:

Методика. К 0, 1 г серусодержащего соединения прибавляют 1 мл конц. азотной кислоты, кипятят 1-2 минуты, после охлаждения фильтруют через двойной фильтр. К фильтрату добавляют 0, 5 мл разведённой хлороводородной кислоты и 1 мл раствора бария хлорида; выпадает белый осадок.

2. Восстановительная минерализация. Лекарственное серусодержащее органическое вещество сплавляют с гидроксидом натрия или нагревают с 10% его раствором. Ковалентно связанная сера образует сульфид, который доказывают по запаху; по реакции с нитропруссидом натрия или после подкисления по потемнению фильтровальной бумажки, смоченной ацетатом свинца.

Количественное определение (ГФ XI, вып.1, с. 185)

Метод основан на сожжении серусодержащего органического соединения в колбе с кислородом и поглощении образующихся продуктов пероксидом водорода. Образующийся сульфат - ион определяют бариметрически. Индикатор - смешанный (смесь водного раствора метиленового синего и раствора торона), изменение окраски от жёлто-зелёной к розовой.

f_{экв (серы)}=1. f_{экв (вещества)}=1/n, где n – число атомов серы в молекуле вещества.

Ковалентно связанный азот

Доказательство ковалентно связанного азота в качественном анализе используется крайне редко. Так, в тегафуре (фторафуре) его доказывают по реакции восстановительной минерализации цинком в щелочной среде до аммиака, который определяют по посинению красной лакмусовой бумажки. Для идентификации аммиака можно использовать также реакцию с реактивом Несслера или определять его по запаху.

Количественное определение

1. Метод Кьельдаля (ГФ XI, в. 1, с. 180). Метод основан на сжигании (минерализации) органического азотсодержащего соединения конц. серной кислотой до аммиака (для трудносжигаемых веществ – в присутствии катализаторов: оксида ртути или металлического селена). Образующийся сульфат аммония в аппарате Кьельдаля разлагают щёлочью до аммиака, который улавливают раствором борной кислоты. Образующуюся соль оттитровывают хлороводородной кислотой.

f_{экв (азота)}=1. f_{экв (вещества)}=1/n, где n – число атомов азота в молекуле вещества.

2. Видоизменённый метод Кьельдаля (см «Амидная ФГ»).