Анализ лекарственных средств группы

Анализ лекарственных средств группы алифатических алканов

» data-shape=»round» data-use-links data-color-scheme=»normal» data-direction=»horizontal» data-services=»messenger,vkontakte,facebook,odnoklassniki,telegram,twitter,viber,whatsapp,moimir,lj,blogger»>

Анализ лекарственных средств группы алифатических алканов, их галогено- и кислородсодержащих соединений. Глава 5.

ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ
- Предварительные испытания
- Анализ индивидуальных лекарственных веществ
СПИРТЫ
- Химические свойства
- Анализ индивидуальных лекарственных веществ
ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ. СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ (АЛИФАТИЧЕСКИЕ)
АЛЬДЕГИДЫ
- Анализ индивидуальных лекарственных веществ
УГЛЕВОДЫ
- Химические свойства
- Анализ индивидуальных лекарственных веществ

Освоение человеком органических веществ и выделение их из природных источников диктовалось практическими потребностями. С давних нор известны масла, жиры, сахар, крахмал и многие другие вещества.

Первый период развития органической химии, называемый эмпирическим, охватывает большой промежуток времени – от первоначального знакомства человека с органическими веществами до возникновения органической химии как науки. В этот период познание органических веществ, способов их выделения и переработки происходило опытным путём. К концу эмпирического периода были известны многие органические соединения.

Следующий период, аналитический, связан с появлением методов установления состава органических веществ. Именно в этот период было показано, что все органические соединения содержат углерод. Кроме углерода, в составе органических соединений были обнаружены такие элементы, как водород, азот, фосфор, которые в настоящее время называют элементами-органогенами. Стало ясно, что органические соединения отличаются от неорганических прежде всего по составу.

ЛС органического происхождения составляют большую часть фармацевтических препаратов. В отличие от неорганических, большинство органических соединений не являются электролитами, поэтому для их анализа обычно не могут быть применены реакции ионного типа, используемые для неорганических соединений. В то время как большинство реакций между неорганическими соединениями протекают мгновенно вследствие обмена ионами, реакции органических веществ, как правило, идут медленно, и часто их можно остановить на стадии образования промежуточных продуктов.

Характерной особенностью органических соединений является наличие в их молекуле определённых функциональных групп. Характер таких групп не только определяет реакции подлинности, но и лежит в основе метода количественного определения органических ЛС.

В исследовании органических ЛС большое значение имеет определение физических констант. Так, для твёрдых ЛС характерным показателем является температура плавления (Т_пл). Для характеристики отдельных ЛС служат: показатель температурных интервалов перегонки, плотность, показатель преломления и удельное вращение. Для идентификации масел и жиров характерны такие химические константы, как кислотное число, число омыления, йодное число и т.д. Эти показатели не только важны в определении подлинности ЛС, но и являются критериями чистоты.

Классификация

Лекарственные вещества, производные ациклических алканов, их галогено- и кислородсодержащие соединения разделяют на следующие подгруппы:

парафины и их галогенопроизводные (галотан, хлорэтил);
спирты и эфиры (спирт этиловый, глицерин, нитроглицерин, диэтиловый эфир);
альдегиды и их производные (раствор формальдегида, метенамин, хлоралгидрат);
углеводы (глюкоза, сахароза, лактоза, крахмал).

1. ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ

К данной группе относятся производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода заменены атомами галогена (табл. 5).

По характеру галогена различают фтор-, хлор-, бром- и йодпро- изводные.

В соответствии со шкалой Полинга галогены являются более электроотрицательными элементами, чем атом углерода, находящийся в состоянии sр 3 – гибридизации. Вследствие этого электронная плотность ковалентной связи углерод-галоген смещена в сторону атома галогена, другими словами, связь С—Hal полярная. Пара валентных электронов, образующих эту связь, сдвинута к более электроотрицательному атому. Следовательно, повышается вероятность того, что при разрыве полярной связи оба электрона отойдут к более электроотрицательному атому.

Однако, кроме электроотрицательности, нужно учитывать и другие факторы, в частности энергию связи. Энергия связи является мерой её прочности. Связь С-F намного прочнее, чем даже связь С-С, не говоря уже о связях С-С1 и С-Вr и особенно Сl . Наблюдаемое явление объясняется поляризуемостью атомов, связанной с их размерами. Чем больше диаметр атома, тем легче он поляризуется и тем легче происходит гетеролитический разрыв связи (см. табл. 6).

Таблица 6. Основные характеристики ковалентных связей в галотеналканах

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

Проба Бельштейна

Предварительная проба Бельштейна служит для подтверждения наличия галогена в молекуле вещества органической природы. При прокаливании препарата на медной проволоке происходит окрашивание пламени в зелёный цвет (галоидные соединения меди).

Медную проволоку длиной 10—12 см с загнутым в форме ушка концом или медную проволоку, предварительно обработанную азотной кислотой, промывают дистиллированной водой, прокаливают в пламени спиртовки до исчезновения окраски пламени. После охлаждения проволоки в её ушко помещают 3—5 мг вещества и снова вносят в пламя. Если пламя спиртовки или газовой горелки окрашивается в зелёный цвет, можно сделать вывод о наличии в испытуемом веществе галогена. При его отсутствии характерной окраски пламени не наблюдается.

В случае положительного эффекта пробы Бельштейна да подтверждения наличия галогена в молекуле неизвестного вещества и для определения наличия хлора, брома и йода проводят дополнительные испытания путём минерализации веществ в присутствии безводного карбоната натрия. Образующиеся галогенид-ионы обнаруживают и идентифицируют известными реакциями.

Способы переведения ковалентносвязанных галогенов в ионное состояние и идентификация галогенов

Минерализация фторсодержащих соединений:

1) Сплавление с металлическим натрием.

2) Сжигание в колбе с кислородом.

Методика. Метод сжигания веществ в атмосфере кислорода применяется для определения галогенов (хлора, брома, йода, фтора), а также серы и фосфора. Суть метода состоит в разрушении органических веществ сожжением в атмосфере кислорода, растворении образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости с последующим определением элементов, находящихся в растворе в виде ионов.

В колбу для сжигания наливают воду или другую поглощающую жидкость (для хлора и брома — это раствор пероксида водорода, для йода— раствор гидроксила натрия, для фтора – вода) и пропускают в течение .3-5 мин ток кислорода. Затем поджигают свободный конец узкой полоски фильтровальной бумаги и немедленно плотно закрывают колбу пробкой, смоченной водой. Во время сжигания следует придерживать пробку рукой. По окончании сжигания колбу оставляют на 30-60 мин при периодическом перемешивании, после чего проводят определение тем или иным методом, подходящим для данного элемента.

Доказательство наличия фтора

1) С цирконий-ализариновым реактивом.

После нагревания с расплавленным металлическим натрием реакционную смесь разводят водой, добавляют раствор кислоты уксусной для нейтрализации щелочи и затем — смесь, состоящую из равных объёмов растворов ализаринового красного С и циркония (IV) нитрата в кислоте хлороводородной; красный цвет раствора переходит в жёлтый:

Обесцвечивание раствора железа (III) тиоцианата.

Фториды обесцвечивают красного цвета раствор железа (III) тиоцианата:

Образование опалесценции или белого осадка кальция фторида.

Фториды при взаимодействии с растворимыми солями кальция и бария дают белый осадок:

Для всех фторсодержащих соединений.

Нагревание фторсодержащих органических соединений в смеси калия хромата и концентрированной Н₂SО₄ приводит к образованию кислоты фтороводородной (плавиковой). Последняя, взаимодействует со стеклом, образуя маслянистые капли.

Методика: 0,5 мл 1% раствора хромата калия нагревают с концентрированной Н₂SО₄ в пробирке на водяной бане в течение 5 мин. Раствор легко смачивает стенки пробирки, не оставляя масляных капель. К раствору добавляют 0,01 г фторсодержащего препарата и снова нагревают в течение 5 минут. Раствор не смачивает стенки пробирки, оставаясь в виде масляных капель.

Минерализация хлор- и бромсодержащих соединений

Нагревание с кристаллическим натрия гидрокарбонатом.
Нагревание с водным (левомицетин) или спиртовым (хлор- этил) раствором натрия гидроксида.
Восстановление цинковой пылью в кислой или щелочной среде при нагревании (бромкамфора).
Сжигание в колбе с кислородом.

Минерализация йодсодержащих соединений

Нагревание кристаллического препарата в сухой пробирке (выделение фиолетовых паров йода).
Нагревание с концентрированной кислотой серной.
Нагревание со спиртовым раствором серебра нитрата.
Сжигание в колбе с кислородом.

АНАЛИЗ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Галотан (фторотан).

1) Минерализация с последующим определением фторид-иона по реакции с цирконий-ализариновым комплексом.

Методика: 0,5 мл препарата нагревают с 0,05 г расплавленного металлического натрия, охлаждают, осторожно прибавляют 2 мл воды, раствор фильтруют и к фильтрату’ прибавляют 0,5 мл кислоты уксусной ледяной. 0,1 мл полученного раствора прибавляют к 0,2 мл смеси, состоящей из равных объёмов свежеприготовленного раствора ализаринового красного С и 0,1% раствора циркония нитрата в кислоте хлороводородной; красный цвет раствора переходит в светло-жёлтый.

2) После прибавления раствора фторотана к концентрированной Н₂SО₄ препарат должен находиться в нижнем слое. Плотность фторотана (1,865-1,870) больше, чем концентрированной Н₂SО₄ (1.8300—1,8350). Это испытание позволяет также отличить фторотан от хлороформа, имеющего плотность 1,474-1,483.

3) ИК-спектры препарата и стандартного образца фторотана должны быть идентичны.

У фторотана определяют также показатель преломления и температуру кипения.

Чистота. ФС на фторотан регламентирует определение предела кислотности или щёлочности, хлоридов и бромидов, свободных хлора и брома, нелетучего остатка.

Кислотность или щёлочность. Препарат встряхивают с охлаждённой водой. На нейтрализацию водной вытяжки должно расходоваться определённое количество стандартных растворов натрия гидроксида и кислоты хлороводородной,
Хлориды и бромиды. К водной вытяжке из препарата добавляют кислоту азотную и раствор серебра нитрата. Не должна появляться опалесценция.
Свободные хлор и бром. К водной вытяжке из препарата прибавляют раствор калия йодида и крахмал. Если хлор и (или) бром присутствуют в водной вытяжке, пройдет реакция их (как окислителей) с калия йодидом (восстановителем) с образованием свободного йода и появлением синего окрашивания.
Летучие примеси определяют методом ГЖХ.

В препарате определяют также содержание тимола, добавляемого в качестве консерванта. Количественное определение примеси проводят с помощью фотоэлектроколориметрии (ФЭК), измеряя оптическую плотность окрашенного соединения, полученного при взаимодействии галотана с титана диоксидом.

Статья Британской фармакопеи регламентирует определение тимола в галотане с помощью ГЖХ.

Хлорэтил

Подлинность. Идентификацию хлорэтила проводят после предварительной минерализации спиртовым раствором гидроксида калия при нагревании с обратным холодильником:

Охлаждённый раствор даёт характерную реакцию на хлориды:

Препарат испаряется при комнатной температуре. Температура кипения хлорэтила 12—13 С. Для определения температуры кипения в цилиндр, снабжённый пробкой и трубкой, охлаждаемый снаружи ледяной водой, наливают 5 мл хлорэтила, закрывают пробкой, в трубке которой находится термометр с обёрнутым марлей шариком. Конец марли опускают в жидкость, а шарик термометра находится на поверхности хлорэтила. Ледяную воду заменяют на воду температуры 24—26 °С и наблюдают за температурой кипения. Препарат должен испариться при 12-13 °С.

Плотность 0,919-0,923 при 0°С (определяют предварительно охлаждённым ареометром в цилиндре, который охлаждается ледяной водой).

Чистота.

1) Кислотность. Препарат встряхивают в делительной воронке с ледяной водой. К водному слою добавляют индикатор бромтимоловый синий. Окраска раствора должна измениться от прибавления определённого количества 0,05 н. раствора натрия гидроксида .

2) Спирт этиловый. Недопустимую примесь спирта этилового определяют по реакции образования йодоформа:

Так как примесь спирта этилового является недопустимой, добавление реактивов к водной вытяжке из препарата не должно приводить к появлению мути.

Органические примеси. Препарат смешивают с концентрированной Н₂SО₄ в пробирке, погруженной в ледяную воду. Полученный раствор должен оставаться бесцветным (органические примеси обугливаются).

Источник

Анализ лекарств группы алифатических карбоновых кислот

Анализ лекарственных средств группы алифатических карбоновых кислот и оксикислот, кислоты аскорбиновой, алифатических аминокислот и их производных. Глава 6.

Производные алифатических карбоновых кислот
Кислота аскорбиновая
Аминокислоты и их производные

Алифатические кислоты играют большую роль в жизнедеятельности организма (молочная, пировиноградная, лимонная, уксусная). В связи с этим их соли, применяющиеся как ЛС, имеют анионы, не чуждые организму, хотя их использование основано на действии на организм катионов (за исключением натрия цитрата для инъекций).

Изучаемая в данной теме кислота аскорбиновая (витаминное ЛС) является лактоном ненасыщенной оксикислоты, проявляет кислотные свойства за счет присутствия в молекуле енольных гидроксилов.

Поскольку ни один живой организм не обходится без аминокислот, они широко используются как ЛС, участвующие в азотистом обмене, в функционировании нервной системы.

ПРОИЗВОДНЫЕ АЛИФАТИЧЕСКИХ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ

Общие свойства лекарственных веществ группы алифатических карбоновых кислот приведены в табл. 12.

Физические свойства

Приведенные в табл. 12 лекарственные вещества являются растворимыми в воде солями алифатических карбоновых кислот. Кальция глюконат используется в виде инъекционного раствора. Калия ацетат при растворении в воде дает щелочную реакцию среды вследствие гидролиза:

Натрия цитрат в виде 4—5% раствора используется для консервирования крови, так как связывает ионы кальция крови, участвующие в процессе ее свертывания. Растворимость для натрия цитрата указана в частях, что связано со способом его применения.

Гигроскопичность калия ацетата необходимо учитывать при его хранении (хорошо укупоренная тара). Кристаллогидраты (кальция лактат, натрия цитрат да инъекций, кальция глюконат) при хранении выветриваются, поэтому хранятся в аналогичных условиях.

Химические свойства и определение иодлинности

Анионы кислот обычно доказываются с помощью реакций образования солей (осадок белый или окрашенный или растворимые окрашенные соли).

Ацетат-ион: реакция с железа (Ш) хлоридом;

Циграт-ион: реакция с раствором кальция хлорида:

Осадок образуется только при кипячении. При комнатной температуре цитрат кальция в воде растворим.

Глюконат-ион: реакция с железа (III) хлоридом. Наличие нескольких окси-групп и карбоксильной группы позволяет образовать соль с FeCl₃ светло-зеленого цвета. Соль в воде растворима.

Лактат-ион: используется способность оксикислот к окислению с образованием различных продуктов. При окислении лактат-иона калия перманганатом получается ацетальдегид, обнаруживаемый по характерному запаху:

Окисление лактатов йодом в щелочной среде приводит к образованию йодоформа, имеющего характерные цвет и запах:

Ацетат-ион может быть идентифицирован по реакции образования этиланетата, имеющего яблочный запах:

Присутствие катионов натрия, калия, кальция доказывается обычными аналитическими реакциями.

1) по окрашиванию пламени в желтый цвет;

2) по реакции с цинка уранилацетатом:

1) по окрашиванию пламени в фиолетовый цвет;

2) по реакции с кислотой виннокаменной:

Реакцию проводят в присутствии натрия ацетата для связывания выделяющейся кислоты.

1) по кирпично-красному окрашиванию пламени;

2) по реакции с аммония оксалатом:

Методы количественного определения

Ацидиметрия

Метод основан на способности сильных минеральных кислот вытеснять органическую кислоту из ее соли.

При определении калия ацетата индикатор – тропеолин 00 не изменяет окраску от выделяющейся уксусной кислоты и изменяет — от избыточной капли кислоты хлороводородной:

Количественное определение натрия цитрата проводят в присутствии эфира, извлекающего кислоту лимонную, и окраска индикатора (метиленовый синий + метиловый оранжевый) меняется от избыточной капли кислоты хлороводородной:

Кислотно-основное титрование в неводной среде

кислота уксусная ледяная; титрант — 0,1 М раствор кислоты хлорной; индикатор — кристаллический фиолетовый:

Титрант готовят растворением кислоты хлорной в кислоте ледяной уксусной, поэтому титрант представляет собой ионную пару:

Титровние завершается образованием слабого электролита. В данном случае – кислоты уксусной:

Ионообменная хроматография

На примере натрия цитрата видно, что пропускание раствора лекарственного вещества через колонку с катионитом приводит к образованию кислоты лимонной, которую далее оттитровывают стандартным 0,05 М раствором натрия гидроксида:

Кальция лактат и кальция глюконат определяют по иону кальция комплексонометрически.

КИСЛОТА АСКОРБИНОВАЯ

Кислота аскорбиновая, возможно, имеет генетическое родство с моносахаридами, что проявляется в сходстве структурных фрагментов молекул. Поэтому витамин С содержится в органах многих культурных и диких растений. Суточная потребность человека в кислоте аскорбиновой выше, чем в других витаминах, и составляет примерно 30 мг.

Физические свойства

Кислота аскорбиновая — белый кристаллический порошок кислого вкуса; легко растворим в воде, Имееет 2 ассиметрических атома углерода, Оптически активна. Физико-химические свойства кислоты аскорбиновой приведены в табл. 13.

ГФ требует определить угол вращения (α) 2% раствора и рассчитать удельное вращение по формуле;

где С — концентрация раствора;

I — длина трубки поляриметра — 1 дм.

Из-за нестойкости препарата при нагревании для определения Т_[Ы его предварительно сушат при температуре 60 °С в течение 2 ч. Скорость подъёма температуры — 5″ в 1 мин (по той же причине).

Препарат поглощает свет в УФ-области спектра, что также используется при анализе подлинности.

Химические свойства и анализ подлинности

Кислотные свойства. Аскорбиновая кислота является ϒ-лактоном, содержащим 2 спиртовых гидроксила в 5-м и 6-м положениях и 2 енольных гидроксила во 2-м и 3-м положении. Енольные гидроксилы обладают кислотными свойствами, дают кислую реакцию на лакмус, взаимодействуют и с NaОН и NaНСО₃. Кислотные свойства более выражены у гидроксила в 3-м положении:

На наличии кислотных свойств основана реакция образования аскорбината железа. Реактив — железа (II) сульфат, не обладающий свойствами окислителя:

Следует иметь в виду, что аскорбиновая кислота является лактоном и при действии сильных щелочей лактонное кольцо гидролизуется, а затем образуется фурфурол:

Восстановительные свойства.

Окислители (АgNO₃, КМnО₄, J₂, FеС1₃, реактив Фелинга и др.) окисляют кислоту аскорбиновую до кислоты дикетоаскорбиновой.

Для определения подлинности препарата обычно используют в качестве окислителей растворы 2.6-дихлорфенолиндофенолята натрия и серебра нитрата. При взаимодействии кислоты аскорбиновой с аммиачным раствором серебра нитрата выпадает темный осадок металлического серебра:

Синее окрашивание 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия исчезает от действия на реактив кислотой аскорбиновой:

При действии сильных окислителей образуется фурфурол (см. выше).

Методы количественного определения

Алкалиметрия

Кислотные свойства кислоты аскорбиновой выражены в достаточной степени, что позволяет количественно определять лекарственное вещество алкалиметрически. Кислота аскорбиновая титруется стандартным 0,1 М раствором натрия гидроксида как одноосновная кислота по енольному гидроксилу в 3-м положении:

Выраженные восстановительные свойства кислоты аскорбиновой лежат в основе нескольких методик количественного определения данного лекарственного вещества (йодатометрия, йодометрия, йодхлормегрия).

Йодатометрия

Кислоту аскорбиновую титруют в присутствии калия йодида, небольшого количества кислоты хлороводородной и крахмала 0,1 и. стандартным раствором калия йодата до синего окрашивания:

Избыточная капля титрованного раствора калия йодата реагирует с калия йодидом, выделяя йод, который указывает на конец титрования:

Йодометрия

Кислота аскорбиновая окисляется титрованным раствором йода в нейтральной, слабокислой или слабощелочной средах до кислоты дегидроаскорбиновой.

Возможны и другие методики, например титрование натрия 2,6- дихлорфенолиндофенолятом.

Кислота аскорбиновая используется в виде порошков, таблеток и растворов для инъекций. Поскольку в растворах она легко окисляется, инъекционные растворы готовят на воде, насыщенной СО₂, с добавлением стабилизаторов-антиоксидантов (Na₂SO₃, Na₂S₂O₅). В раствор для инъекций добавляют натрия гидрокарбонат, так как препарат имеет кислую реакцию среды, раздражающую ткани.

При йодатометрическом методе количественного определения кислоты аскорбиновой в инъекционном растворе следует учитывать наличие антиоксидантов-стабилизаторов, которые будут реагировать с титрантом — КIO₃. Поэтому вначале к раствору добавляют раствор формальдегида, связывающий антиоксиданты:

Затем кислоту аскорбиновую титруют стандартным раствором калия йодата.

Источник