Карбоксильная группа

Реакции подлинности

Реакции конденсации  с ароматическими альдегидами (см. раздел "Первичная ароматическая аминогруппа").

Количественное  определение

Метод кислотно-основного  титрования в среде протогенного растворителя (ледяной уксусной кислоты, уксусного ангидрида). Аналогично третичному атому азота (см. раздел). Предложен в ФС для норэпинефрина (норадреналина) гидротартрата, леводопы,  метилдопы, аминалона, кислоты аминокапроновой. 

 

Первичная ароматическая аминогруппа

Реакции подлинности

1. Реакция образования азокрасителя. Основана на свойстве веществ с первичной ароматической аминогруппой образовывать с нитритом натрия в кислой среде соли диазония, которые при сочетании с фенолами (в щелочной среде) или ароматическими аминами (в кислой среде) дают азокрасители. Реакция азосочетания проходит преимущественно в пара-положении, а если оно занято - в орто-положении. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методика. 0,05 г бензокаина (анестезина), прокаина гидрохлорида (новокаина), натрия пара-аминосалицилата, сульфацетамид-натрия (сульфацил-натрия), сульфадиметоксина, сульфалена, растворяют в 1 мл разведенной хлороводородной кислоты, прибавляют 2 – 3 капли раствора нитрита натрия; полученный раствор прибавляют (каплями) к 1 – 2 мл щелочного раствора b-нафтола. Появляется оранжево-красное окрашивание.

 

2. Реакция окисления. В качестве окислителей используют хлорамин, пероксид водорода, калия бихромат, калия перманганат в кислой среде.

Методики. 2.1. 0,05 г прокаина гидрохлорида (новокаина) растворяют в 2 мл воды, прибавляют 3 капли разведенной серной кислоты и по каплям раствор калия перманганата (0,1моль/л). Фиолетовая окраска моментально исчезает.

2.2. 0,05 г бензокаина (анестезина) растворяют в 2 мл воды с  5 каплями разведенной хлороводородной кислоты и прибавляют 1 мл раствора хлорамина. Через 2 – 3 мин. добавляют 1 мл эфира и взбалтывают; эфирный слой окрашивается в оранжевый цвет.

2.3. 0,05 г натрия пара-аминосалицилата  растворяют в 1 мл воды, добавляют  1 мл ледяной уксусной кислоты и каплями раствор хлорамина; появляется бледно-розовое окрашивание, переходящее в оранжево-красное.   

3. Реакция конденсации с ароматическими альдегидами. Продукты реакции первичных аминов с п-диметиламинобензальдегидом или ванилином в среде хлороводородной кислоты окрашены в желто-оранжевый цвет.

 

 

 

 

 

 

Методика. К 0,02 г бензокаина (анестезина), прокаина гидрохлорида (но-

вокаина), натрия пара-аминосалицилата, сульфалена прибавляют 0,5 мл раствора п-диметиламинобензальдегида и 3 капли конц. хлороводородной кислоты; появляется желто-оранжевое окрашивание. 

При проведении экспресс-анализа  эта реакция проводится в капельном 

варианте (реакция Овчинникова).

Методика. На бумагу, содержащую лигнин, помещают несколько крупи-

нок ЛВ и 1 каплю разведенной  хлороводородной кислоты. Появляется желто-оранжевое окрашивание. (Лигнин содержит ароматические альдегиды: конифериловый и др.)

Количественное  определение

1. Нитритометрический метод. Основан на свойстве ЛВ, содержащих первичную ароматическую аминогруппу, диазотироваться нитритом натрия в кислой среде. Титрование проводят в присутствии катализатора – калия бромида, который одновременно является и стабилизатором соли диазония.

 

 

 

 

 

f_{экв (вещества)}=1

При определении ацильных производных  ароматических аминов предварительно проводят кислотный гидролиз.

 

 

 

 

 

 

 

 

f_{экв (вещества)}=1

Индикация основана на окислительных  свойствах титранта – нитрита  натрия. Применяются:

1. внутренние индикаторы: тропеолин 00 (изменение окраски от красной к бесцветной (желтой) вследствие окисления тропеолина 00), нейтральный красный (от красно-фиолетовой к синей);
2. внешний индикатор – йодкрахмальная бумага: капля анализируемой смеси наносится на йодкрахмальную бумагу.

 

 

2. Методы галоидирования. Основаны на электрофильном замещении атомов водорода ароматического кольца, активированного первичной аминогруппой, на атомы галогена. Броматометрия, йодометрия – применяются ограниченно и только варианты прямого титрования, т.к. возможно окисление аминогруппы избытком брома или йода. Целесообразнее применять йодхлорметрический метод (вариант обратного титрования).

 

 

 

 

Избыток йодмонохлорида определяется йодометрически. f_{экв (вещества)}=1/4.

 

 

3. Спектрофотометрия в видимой области спектра. Используют реакции образования азокрасителя, конденсации с ароматическими альдегидами.

 

Ароматическая нитрогруппа

Химические  свойства

1. Нитрогруппа способна восстанавливаться  через ряд промежуточных стадий  до первичной аминогруппы:

 

 

2. В присутствии щелочей  некоторые нитросоединения образуют  соли аци-формы, часто интенсивно окрашенные.

 

Качественный анализ

1. Реакция восстановления ароматической нитрогруппы до первичной ароматической аминогруппы (с последующим доказательством). Реагент – металлический цинк в кислой среде при нагревании. Первичный ароматический амин доказывают по реакции образования азокрасителя или оснований Шиффа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Методика. К 0,1 г хлорамфеникола (левомицетина), нитроксолина прибавляют 3 мл 25% хлороводородной  кислоты и 0,3 г цинковой пыли, кипятят в течение 3–4 мин. После охлаждения фильтруют. С фильтратом проводят реакции на первичную ароматическую аминогруппу (см. раздел).

 

          2. Реакция образования аци-солей. Проводится для ароматических соединений, содержащих в орто- или пара-положениях относительно нитрогруппы группу с подвижным атомом водорода (ОН, NН₂, СН₂, СН). При действии щелочей образуются калиевые или натриевые соли аци-форм, имеющие соответствено орто- или пара-хиноидную структуру и окрашенные в ярко-желтый, оранжевый или красный  цвет.

 

 

 

 

 

 

 

 

Окрашенные соли аци-форм образуют также производные 5-нитрофурана.

 

 

 

 

Методика. 0,01 г нитроксолина, хлорамфеникола (левомицетина), нитрофурала (фурацилина), фуразолидона растворяют в 1 – 2 мл воды, спирта или диметилформамида, прибавляют 2 – 3 капли водного или спиртового раствора щелочи (в случае левомицетина нагревают). Появляется окрашивание.  

 

Количественное  определение

1. Нитритометрический метод после восстановления нитрогруппы до аминогруппы (см. раздел "Первичная ароматическая аминогруппа").

2. Спектрофотометрия в видимой области спектра (на основе реакций образования аци-солей, азокрасителей).

 

Вторичная аминогруппа

 

 

 

 

 

 

 

Химические  свойства

1. Кислотно-основные. Проявляет основные свойства за счет неподелённой пары электронов атома азота. Сила основных свойств зависит от природы радикалов, связанных с атомом азота. рКа алифатических аминов (пример 1) и полностью гидрированных гетероциклов (4) ~ 10 – 11 (сильные основания); рКа аминов с одним ароматическим циклом (2) ~ 4 – 7 (слабые основания); рКа аминов с двумя ароматическими циклами (3) и гетероциклов с ароматическим кольцом (5) ~ 1 (очень слабые основания).

 

2. Нитрозирование. Протекает под действием натрия нитрита в кислой среде. Нитрозопроизводные имеют различную растворимость в воде (иногда осаждаются в ходе реакции), бесцветны или окрашены (редко).

 

3. Окислительно-восстановительные. Практически не проявляются (в отличие от первичных аминов). 

Реакции подлинности

Реакции соле- и комплексообразования. Аналогично третичному атому азота (см. раздел).

Количественное  определение

1. Метод кислотно-основного титрования в среде протогенного растворителя (ледяной уксусной кислоты, уксусного ангидрида). Аналогично третичному атому азота (см. раздел). Предложен в ФС для эфедрина гидрохлорида, эпинефрина (адреналина) гидротартрата, изопреналина гидрохлорида (изадрина), фенотерола (беротека), сальбутамола, верапамила, пропранолола гидрохлорида (анаприлина), флуоксетина.

 

2. Нитритометрический метод. Предложен для соединений, в которых вторичная аминогруппа связана с ароматическим (бензольным) циклом. Основан на свойстве вторичных аминов вступать в реакцию нитрозирования.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f_{экв (дикаина)}=1

Условия определения  – см. раздел "Первичная ароматическая  аминогруппа".

 

          3. Алкалиметрический метод нейтрализации (вытеснения). (см. раздел " Третичный атом азота").

 

Вторичная аминогруппа  в составе имидной, сульфамидной, гидразидной функциональных групп и в некоторых гетероциклических соединениях

          Вторичная аминогруппа в ряде  случаев проявляет слабые кислотные свойства, что связано с перераспределением неподеленной пары электронов атома азота, вследствие чего водород становится подвижным, отщепляется в виде протона. Это наблюдается в следующих случаях.

          1. Вторичная аминогруппа,находящаяся в имидной группе (барбитураты, теобромин, рибофлавин, метилурацил, фторурацил, нитрофурантоин (фурадонин).

 

 

 

           2. Вторичная аминогруппа, находящаяся в замещенной сульфамидной группе (сульфаниламиды, карбутамид (букарбан), глибенкламид, глипизид, гликлазид, гликвидон, гидрохлоротиазид (гипотиазид).

 

 

 

 

          3. Вторичная аминогруппа, находящаяся в гидразидной группе (изониазид, фтивазид, ниаламид, фурацилин).

 

 

 

          4. Вторичная аминогруппа в некоторых гетероциклах, например, в имидазоле: теофиллин, бендазола гидрохлорид (дибазол), клонидина гидрохлорид (клофелин), омепразол.

 

 

 

 

 

 

 

Химические  свойства

1. Кислотно-основные. Слабые кислотные свойства. рКа от 7 до 8,5 (группы 1–2; 4) рКа 9–10 (группа 3). Под действием гидроксидов и карбонатов щелочных металлов происходит таутомерная перегруппировка (амидо – имидольная).

 

 

Водород имидольной формы  отщепляется и замещается на металлы.

 

2. Гидролиз. Аналогично амидной ФГ (см. раздел).

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