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).
Реакция с реактивом Несслера
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.
Реакции окислительной конденсации
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.
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
Реакция с нитропруссидом натрия
Кетоны замещают нитрозогруппу в нитропруссиде с образованием окрашенных в красный цвет продуктов замещения.
Количественный анализ
Обратная йодометрия в щелочной среде.
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.
Оксимный метод (косвенное кислотно-основное титрование)
Метод основан на свойстве кетонов и альдегидов образовывать с гидроксиламина гидрохлоридом оксимы с выделением эквивалентного количества хлороводородной кислоты, которую оттитровывают щелочью.
Гравиметрия по оксиму или фенилгидразонам
б-Кетольная группа
б-Кетольная группа, пирокатехиновое кольцо, гидразидная группа обусловливают (аналогично альдегидной группе) восстановительные свойства соединения.
Препараты, содержащие б-кетольную группу (кортизон, гидрокортизон, дезоксикортизона ацетат, преднизон, преднизолон и др.), обладают восстановительными свойствами, поэтому они взаимодействуют с окислителями по общей схеме:
Качественный анализ
Для препаратов с б-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.
Качественный анализ
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:
Качественный анализ
1. Реакции окисления
Реакция серебряного зеркала
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.
Реакция с сульфатом меди (II)
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
Качественный анализ
Реакция этерификации
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.
Реакция комплексообразования
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 |
|
Количественный анализ
Алкалиметрический метод нейтрализации для карбоновых кислот
Ацидиметрический метод вытеснения для солей карбоновых кислот
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
б-Аминокарбоксильная группа
Качественный анализ
Реакция с нингидрином
б-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.
Реакция комплексообразования
Аминокислоты в щелочной среде образуют с солями меди (II) внутрикомплексные соединения, окрашенные в темно-синий цвет.
Количественный анализ
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 (г-лактон), пантолактон (пантотенат кальция), сердечные гликозиды, дикумарины.
Лактамы - внутримолекулярные амиды кислот: пенициллины, цефалоспорины.
Качественный анализ
Реакции щелочного и кислотного гидролиза для сложных эфиров и амидов
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.
Гидроксамовая реакция
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).
Количественный анализ
1. Метод щелочного гидролиза, вариант обратного титрования