Методичка: Анализ органических лекарственных веществ по функциональным группам

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).

Если после гидролиза образуется ароматический амин, то определение заканчивают реакцие диазотирования (нитритометрия).

Простая эфирная группа

Качественный анализ

Реакция образования оксониевых солей

Простые эфиры обладают слабыми основными свойствами, поэтому они способны протонироваться с образованием оксониевых солей желтого цвета. этерификация спирт электрофильный гидроксил

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.

Реакция гидролиза

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.

Количественный анализ ФЭК по оксониевой соли.

б - Гидроксикарбоксильная группа

Качественный анализ

1. Реакция окисления б-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 в-нафтола и нагревают на водяной бане; появляется зеленое окрашивание.

Первичная ароматическая аминогруппа

Качественный анализ

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.

Реакции электрофильного 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.

Реакция образования бромпроизводных

Ароматические амины замещают атомы водорода бензольного кольца в орто- и пара- положениях на галоген, образуя нерастворимые соединения.

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.

Реакции окисления

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).

Реакции конденсации с альдегидами

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.

Количественный анализ

Нитритометрия

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.

Методы галогенирования

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.

Броматометрия

Прямое титрование.

2.2. Йодхлорметрия

Обратное титрование. Избыток ICl определяют йодометрически (индикатор - крахмал).

Фотоэлектроколориметрический метод на основе реакции образования азокрасителя

Вторичная ароматическая аминогруппа

Качественный анализ

Реакция нитрозирования

Вторичные ароматические амины с нитритом натрия в солянокислой среде образуют нитрозосоединения изумрудно-зеленого цвета.

Количественный анализ

Нитритометрия, основанная на реакции нитрозирования (см. выше).

Амидная, имидная, сульфамидная группы, вторичная аминогруппа

Качественный анализ

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.

Количественный анализ

Кислотно-основное титрование в среде протофильного растворителя (диметилформамида)

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)

Качественный анализ

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