Контрольная работа по "Фармацевтический анализ"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСТИТЕТ

МИНИСТЕРСТВА  ЗДРАВООХРАНЕНИЯ И СОЦИАЛЬНОГО  РАЗВИТИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

(ГОУ  ВПО НГМУ  МИНЗДРАВСОЦРАЗВИТИЯ  РОССИИ)

 

 

 

Кафедра фармацевтической химии

 

 

Контрольная работа № 2

 

Вариант № 1

 

 

 

Выполнил: студент фармацевтического факультета заочного отделения 4 курса,

группа 3

Ковалик А. А.

                                            Проверил: преподаватель кафедры

                            фармацевтической химии

                                                                 Лигостаев А.В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Новосибирск 20012г.

1. Особенности анализа органических лекарственных веществ.  Физические и физико-химические показатели подлинности и чистоты органических лекарственных препаратов.

 

Методы анализа органических лекарственных  веществ отличается от методов анализа  неорганических лекарственных веществ, и имеют свои особенности. Для того чтобы определить принадлежность данного вещества к органическим соединениям, необходимо прежде всего открывать в нем присутствие углерода. Наиболее надежным способом открытия углерода в органическом соединении является сжигание этого соединения с каким-либо окислителем.

 В состав органической молекулы вещества могут входить кроме углерода и водорода, другие неорганические элементы, галогены – Cl, Br, F, I.

В анализе органических лекарственных  веществ большое значение имеет  определение соответствующих физических и химических показателей, которые могут служить не только для целей идентификации, но и критерием чистоты лекарственных веществ.

Характерной особенностью органических лекарственных веществ является наличие функциональных групп. Функциональные группы определяют подход к анализу  органических  характер реакций  идентификации и методов количественного  определения.

        Зная реакции  обнаружения функциональных групп,  можно легко и сознательно  подойти к анализу любого сложного  по структуре лекарственного  вещества органической природы

Физические и  физико-химические показатели подлинности  и чистоты органических лекарственных  препаратов.¹

Подлинность ЛВ подтверждают показатели: описание, внешнего вида, его физические свойства, физические константы и растворимость в различных растворителях.

Физические свойства твердых ЛВ оценивают по форме кристаллов или по виду аморфного вещества, его устойчивости к свету, кислороду воздуха, гигроскопичности и степени выветривания, запаху, цвету, степени белизны. Для жидкостей устанавливают цвет, запах, летучесть, подвижность, воспламеняемость.

Температура плавления – это температура, при которой вещество переходит из твердого состояния в жидкое. По ГФ XI под температурой плавления понимают интервал температур между началом плавления (появление первой капли жидкости) и концом плавления (полным переходом вещества в жидкое состояние). Это постоянная величина, которая может меняться даже от небольшого количества примесей.

Для ЛВ, неустойчивых при нагревании устанавливают температуры разложения, когда происходит резкое изменение вещества (вспенивание).

Температура затвердевания -  наиболее высокая температура, при которой в течение короткого времени происходит переход ЛВ из жидкого в твердое состояние.

Температуру кипения устанавливают для жидких ЛВ.  По ГФ XI используют температурные пределы перегонки – интервал между начальной (в приемник перегоняются первые 5 капель жидкости) и конечной (когда в пар перешло 95% жидкости) температурой кипения при нормальном атмосферном давлении 101,3 кПа (760 мм рт ст.).

Плотность – определяют с помощью пикнометра в тех случаях, когда надо установить плотность с точностью до 0,001, или ареометра (точностью до 0,01).

Вязкость (внутреннее трение) – Для жидких ЛВ определяют относительную вязкость, принимая вязкость воды за единицу. Различают также динамическую (абсолютную), удельную,  приведенную, характеристическую, кинетическую вязкость.

Растворимость – в фармакопейном анализе рассматривают, как свойство ЛВ растворяться в различных растворителях. С ее помощью определяют доброкачественность большинства ЛВ. В качестве растворителей используют воду, растворы кислот и щелочей (карбонатов), различные органические растворители (этанол, метанол, хлороформ, эфир, ацетон, гексан, дихлорэтан, этилацетат) и масла.²

Методика определения растворимости  по ГФ XI основана на том, что навеска  предварительно растертого (в необходимых  случаях) препарата вносится в отмеренный объем растворителя и непрерывно перемешивается в течение 10 мин при (20±2)°С. Растворившимся считают препарат, в растворе которого в проходящем свете не наблюдается частиц вещества. Если для растворения препарата требуется более 10 мин, то его относят к числу медленно растворимых. Их смесь с растворителем нагревают на водяной бане до 30° С и наблюдают полноту растворения после охлаждения до (20±2)°С и энергичного встряхивания в течение 1—2мин. Более детальные указания об условиях растворения медленно растворимых лекарственных веществ, а также препаратов, образующих мутные растворы, приведены в частных статьях. Показатели растворимости в различных растворителях указываются в частных статьях. В них оговариваются случаи, когда растворимость подтверждает степень чистоты лекарственного вещества.

В ГФ XI, вып. 1 (с. 149) включен метод фазовой растворимости, который осуществляет количественную оценку степени чистоты лекарственного вещества путем точных измерений значений растворимости. Метод основан на правиле фаз Гиббса, которое устанавливает зависимость между числом фаз и числом компонентов в условиях равновесия. Суть установления фазовой растворимости заключается в последовательном прибавлении увеличивающейся массы препарата к постоянному объему растворителя. Метод фазовой растворимости отличается объективностью, не требует для выполнения дорогостоящего оборудования, знания природы и структуры примесей. Это позволяет использовать его для качественного и количественного анализов, а также для изучения стабильности и получения, очищенных образцов препаратов (до степени чистоты 99,5%). Метод позволяет отличать оптические изомеры и полиморфные формы лекарственных веществ, применим ко всем видам соединений, которые образуют истинные растворы.

Установление рН среды - степень кислотности или основности растворов необходимо учитывать при выполнении испытаний чистоты лекарственных препаратов и количественного определения. От значений рН растворов зависят сроки хранения ЛВ, а также особенности их применения. Принцип обнаружения кислотности и щелочности, заключается в нейтрализации этих веществ в растворе препарата или в водном экстракте. Нейтрализацию выполняют в присутствии индикаторов (фенолфталеин, метиловый красный, тимолфталеин, бромфеноловый синий и др). О кислотности или щелочности судят либо по окраске индикатора, либо по ее изменению, либо устанавливают количество титрованного раствора щелочи или кислоты, затраченное на нейтрализацию.

Значение  рН ориентировочно (до 0,3 ед.) можно определить с помощью индикаторной бумаги или универсального индикатора. ГФ XI рекомендует колориметрический и потенциометрический способы.

Потенциометрическое определение рН основано на измерении электродвижущей силы элемента, составленного из стандартного электрода (с известным значением потенциала) и индикаторого электрода, потенциал которого зависит от рН испытуемого раствора. Для установления рН среды используют потенциометры или рН-метры различных марок. Их настройку осуществляют с помощью буферных растворов. Потенциометрический способ определения рН отличается от колориметрического более высокой точностью. Он имеет меньше ограничений, может быть применен для определения рН в окрашенных растворах, а также в присутствии окислителей и восстановителей. (ГФ XI, вып. 1).

Определение прозрачности и мутности растворов – по ГФ (с. 757) и ГФ XI, вып. 1 (с. 198) устанавливают путем сравнения при вертикальном расположении пробирок испытуемой жидкости с тем же растворителем или с эталонами. Жидкость считают прозрачной, если при ее освещении матовой электролампой (мощностью 40 Вт) на черном фоне не наблюдается присутствие нерастворенных частиц, кроме единичных волокон. По ГФ X эталоны представляют собой взвесь, полученную из определенных количеств белой глины. Эталонами для определения степени мутности по ГФ XI служат взвеси в воде из смесей определенных количеств гидразина сульфата и гекса- метилентетрамина. Вначале готовят 1%-ный раствор гидразина сульфата и 10%-ный раствор гексаметилентетрамина. Смешиванием равных объемов этих растворов получают исходный эталон.

Окраску жидкостей по ГФ XI, вып. 1 (с. 194) устанавливают путем сравнения испытуемых растворов с равным количеством одного из семи эталонов при дневном отраженном свете на матово-белом фоне. Для приготовления эталонов используют четыре основных раствора, полученных смешением в различных соотношениях исходных растворов хлорида кобальта, дихромата калия, сульфата меди (II) и хлорида железа (III). В качестве растворителя для приготовления основных растворов и эталонов используют раствор серной кислоты (0,1 моль/л).

Бесцветными считают жидкости, не отличающиеся по цвету от воды, а растворы —  от соответствующего растворителя.

Адсорбционная способность и дисперсность используют для обнаружения примесей органических веществ, основанное на их взаимодействии с концентрированной серной кислотой, которая может быть окислителем или дегидратирующим средством. В результате таких реакций образуются окрашенные продукты. Интенсивность полученной окраски не должна превышать соответствующего эталона цветности.

           Для установления чистоты лекарственных препаратов широко используют определение золы (ГФ XI, вып.2, с.24). Прокаливанием навески препарата в фарфоровом (платиновом) тигле устанавливают общую золу. Затем после добавления разведенной соляной кислоты определяют золу, нерастворимую в соляной кислоте. Кроме того, определяют также сульфатную золу, получаемую после нагревания и прокаливания навески препарата, обработанной концентрированной серной кислотой. 
         Для оценки чистоты масел, жиров, воска, некоторых сложных эфиров используют такие химические константы, как кислотное число, число омыления, эфирное число, йодное число (ГФ XI, вып.1, с.191, 192, 193). 
         Кислотное число — масса гидроксида калия (мг), которая необходима для нейтрализации свободных кислот, содержащихся в 1г исследуемого вещества. 
        Число омыления — масса гидроксида калия (мг), которая необходима для нейтрализации свободных кислот и кислот, образующихся при полном гидролизе сложных эфиров, содержащихся в 1г исследуемого вещества. 
        Эфирное число — масса гидроксида калия (мг), которая необходима для нейтрализации кислот, образующихся при гидролизе сложных эфиров, содержащихся в 1г исследуемого вещества (т.е. разность между числом омыления и кислотным числом).

Йодное  число – масса йода (г), которая  связывает 100г исследуемого вещества. В ГФ XI приведены методики установления указанных констант и способы  их расчета.

2. Укажите химические реакции, характерные для карбонильной группы. Напишите уравнения химических реакций.³

 

Органические соединения, в молекуле которых имеется карбонильная группа >C=O, называются карбонильные соединения или оксосоединениями. К ним относятся альдегиды и кетоны.

Для этих соединений характерны реакции присоединения по двойной связи.

1. Реакция нуклеофильного присоединения.

а) образование иминов (азометинов) – оснований Шиффа

     б) образование оксимов

в) образование гидразонов

г) синтез семикарбазонов

2. Реакция с циановодородной  (синильной) кислотой

CH3–CH=O + H–CN → CH3–CH(CN)–OH

Продукты реакции (гидроксинитрилы) служат исходными соединениями для  синтеза гидроксикарбоновых кислот.

3. Взаимодействие со спиртами. Образуются полуацетали ацетали.

 

4. Присоединение гидросульфитов.

Реакция служит для выделения альдегидов из смесей с другими веществами и  для получения их  в чистом виде, поскольку получено сульфопроизводное очень легко гидролизуется

R–CH=O + NaHSO3 → R–CH(OH)–SO3Na

5. Присоединение реактива Гриньяра.

При добавлении раствора галагеналкана в диэтиловом эфире к магниевой стружке легко происходит экзотермическая реакция, магний переходит в раствор и образуется реактив Гриньяра:

R–X + Mg → R–Mg–X,

где R – алкильный или арильный радикал, X – галоген.

Взаимодействием реактива Гриньяра с  формальдегидом можно получить практически  любой первичный спирт (кроме  метанола). Для этого продукт присоединения гидролизуют водой:

H2CO + RMgX → R–CH2–O–MgX → R–CH2–OH

При использовании любых других алифатических альдегидов могут  быть получены вторичные спирты. При  взаимодействии реактива с кетонами получают третичные спирты:

(CH3)2=O + R–MgX → (CH3)2C(R)–O–MgX → (CH3)2C(R)–OH

6. Замещение кислорода карбонильной группы на галогены.

Галогенирующими агентами по отношению к альдегидам и кетонам выступают галогениды фосфора, серы и др.

7. Реакции окисления.

Альдегиды легко окисляются в соответствующие  карбоновые кислоты.

Для их окисления используют оксид  серебра и гидроксид меди (II). Кетоны реагируют только с очень сильными окислителями, которые способны разорвать двойные углеродные связи.