Лекарственные вещества как кислоты или основания

2. Методологические основы анализа лекарственных веществ в лекарственных смесях

Лекарственная форма — сложная динамическая система. В ее состав входят лекарственные вещества, различающиеся химическим строе­нием. Разнообразие химических и физических свойств лекарственных веществ, с одной стороны, позволяет использовать для их определения многочисленные реакции на катионы и анионы, на определенные функциональные группы и элементы структуры. С другой стороны -взаимовлияние функциональных групп лекарственных веществ при анализе, их в смесях (без разделения) бывает значительным вследствие побочных или индуцированных реакций. Иногда анализ затрудняется и тем, что лекарственное вещество в смеси содержится в малом количе­стве, в связи с чем для его определения невозможно применить обще­принятые (например, титриметрические) методы.

Поэтому при исследовании многокомпонентной смеси необходимо всесторонне учитывать физические и химические свойства всех входя­щих (а не только анализируемых) ингредиентов. В этой связи разли­чают два методологических подхода к анализу ингредиентов много­компонентных лекарственных смесей:

когда лекарственные вещества, входящие в состав смеси, харак­теризуются сходными физическими и химическими свойствами (ки­слотно-основными, окислительно-восстановительными и др.), что де­лает необходимым разделение смеси на составляющие компоненты в нейтральной, кислой или щелочной среде (классический аналитический метод);

когда лекарственные вещества, входящие в состав смеси, не об­ладают близкими физическими и химическими свойствами, что дает возможность их анализа без разделения смеси на составляющие ком­поненты.

Для разделения смесей на отдельные компоненты используют не­сколько принципиальных схем, в основе которых лежат различия в ки­слотно-основных свойствах веществ, их растворимости в воде и орга­нических растворителях.

Анализ лекарственных смесей без разделения составляющих их ингредиентов является более предпочтительным, так как при этом со­кращаются потери анализируемых веществ, уменьшаются число опера­ций, время анализа и расход реагентов.

В связи с тем, что номенклатура фармацевтических препаратов чрезвычайно многообразна и постоянно пополняется новыми лекарст-

венными веществами, при разработке схемы анализа и ее практическом выполнении необходимо всесторонне учитывать особенности поведе­ния каждого ингредиента данной прописи.

3. Классификация лекарственных веществ по кислотно-основным свойствам, растворимости в воде и органических растворителях

Для того, чтобы легче ориентироваться в выборе схемы анализа смеси, лекарственные вещества разделяют на шесть групп. В основу классификации положены кислотно-основные свойства веществ. Каж­дая группа характеризуется растворимостью в воде, органических рас­творителях, отношением к растворам минеральных кислот и щелочей. Эта классификация не является универсальной. Так, целый ряд органи­ческих соединений являются амфотерными и поэтому отнесены одно­временно к двум группам. Среди веществ, относящихся к той или иной группе, могут быть представители, свойства которых не совпадают со свойствами группы в целом по признаку растворимости и т.д.

Органические кислоты (карбоновые кислоты, фенолы, енолы, амиды, имиды, и др.). Большинство лекарственных веществ этой груп­пы не растворимы или трудно растворимы в воде (за исключением ки­слоты аскорбиновой, резорцина и некоторых других) и хорошо рас­творимы в органических растворителях.

Соли органических кислот (чаще всего — натриевые, реже -кальциевые или других металлов). Натриевые соли, как правило, хо­рошо растворимы в воде; кальциевые соли — чаще мало растворимы.

Лекарственные вещества этой группы не растворяются в органиче­ских растворителях (за редким исключением).

Органические основания природного и синтетического проис­хождения. Большинство лекарственных веществ этой группы хорошо растворяются в органических растворителях и в водных растворах ки­слот. Но существуют и водорастворимые основания, например, кодеин, амидопирин и некоторые другие.

Соли органических оснований с минеральными и органиче­скими кислотами. Лекарственные вещества этой многочисленной груп­пы в большинстве своем хорошо растворяются в воде и не раство­ряются в органических растворителях. Среди веществ данной группы также имеются исключения: так, хинина сульфат мало растворяется в воде, а папаверина гидрохлорид, аминазин и некоторые другие гидро­хлориды азотистых оснований хорошо растворяются в хлороформе.

Лекарственные вещества органической природы, не имею­щие выраженных кислотных или основных свойств (многие амиды, сложные эфиры и др.). Большинство соединений данной группы не рас-

творяются в воде и хорошо растворяются в органических растворите­лях.

6. Лекарственные вещества неорганической природы. Соедине­ния этой группы относятся к разным классам химических веществ (ок­сидам, кислотам, солям) с различными физико-химическими свойства­ми. В свою очередь их можно разделить на растворимые в воде (ки­слота хлороводородная, соли натрия, сульфаты меди, цинка магния и др.) и нерастворимые в воде (оксиды магния и цинка, кальция сульфат, висмута нитрат основной и др.). Некоторые лекарственные вещества, относящиеся к.солям, подвергаются гидролизу.

Подавляющее большинство лекарственных веществ неорганиче­ской природы не растворяются в органических растворителях.

Источник

Анализ лекарств группы алифатических карбоновых кислот

» 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 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