Контрольная работа по "Фармацевтический анализ"

Качественная реакция обнаружения  альдегидной группы – реакция «серебряного зеркала»:

AgNO3 + NH4OH → NH4NO3 + AgOH

2Ag → AgO2 + H2O

Ag2O + 4NH3 + H2O → 2[Ag (NH3)2] OH

CH3–CH=O + 2[Ag (NH3)2] OH → CH3COONH4 + 2Ag + 3NH3 + H2O

Восстановление металлического серебра  дает блестящий налет на стенках  пробирках.

8. Реакция поликонденсации.

Реакция фенола с формальдегидом⁴:

 

 

Реакция идёт по всем трём положениям - 2,4,6.

 

 

  

3. Опишите особенности обнаружения органически связанного иона галогена.⁵

Поскольку галогены с органической частью молекулы связаны прочной  ковалентной полярной связью, Для обнаружения галогена необходимо разрушить его связь с углеродом и перевести галоген в ионное состояние.

Способы переведения  ковалентно-связанного галогена в ионное состояние

1. Проба Бейльштейна.

Присутствие хлора, брома или йода в органических соединениях можно  обнаружить при слабом нагревании в  бесцветном пламени горелки, помещенного на медную проволоку раствора исследуемого вещества. Пламя при этом окрашивается в зеленый цвет в результате образования летучих галогенидов меди (I):

 

 

Фторсодержащие органические соединения не дают реакции Бейльштейна, так как фторид меди нелетуч. Кроме того, этой реакцией нельзя определить, какой галоген содержится в молекуле.

2. Проба на иодсодержащие препараты.

Некоторые органические соединения йода уже при  слабом нагревании в пробирке разлагаются, выделяя йод в виде фиолетовых паров. В некоторых случаях для окисления органического вещества с целью обнаружения йода чаще всего применяется нагревание с концентрированной серной или азотной кислотой:

 

 

3. При нагревании этанольного раствора галогеносодержащего лекарственного средства с раствором серебра нитрата в азотнокислой среде образуется осадок галогенида серебра:

 

 

Таким методом можно обнаружить присутствие слабосвязанного галогена. Для открытия галогена с более  прочной связью препарат кипятят 5-10мин с раствором натрия гидроксида. При этом образуется натрия бромид или натрия хлорид.

 

 

В случае особо прочной связи  галогена с углеродом (например, у  галоген-ароматических производных) применяют «жесткие» методы, например, сплавление с сухими натрия или калия гидроксидами с дальнейшим анализом образующихся галогенидов.

В аналогичных случаях используют также метод переведения галогена в ионное состояние путем сплавления вещества с металлическим натрием с последующим анализом соответствующих галогенидов:

 

 
    1. Восстановительные методы переведения ковалентно-связанного галогена в ионное состояние:

Реакции восстановления галогенопроизводных сводятся обычно к действию на препарат атомарным водородом, который получают взаимодействием порошкообразного Zn с раствором CH3COOH или H2SO4, или с раствором натрия (калия) гидроксида. В результате реакции образуется галогенид натрия или галогеноводородная кислота:

 

 

 

2. Окислительная минерализации: методы «сухого» и «мокрого» озоления.

Метод «сухого озоления» - при сжигании препарата со смесью натрия (калия) карбоната или кальция оксида с калия нитратом (смесь для сжигания) галоген переходит в галогенид натрия (калия), который после растворения определяют принятыми для неорганических галогенидов методами:

 

Метод «мокрой» окислительной минерализации  основан на деструкции органического  вещества с образованием неорганических окисленных форм йода (чаще йодатов):

 

 

3. Метод сжигания в колбе с кислородом.

Сущность метода состоит в разрушении органических веществ в атмосфере  кислорода, растворении образующихся продуктов сгорания в поглощающей жидкости и последующем определении элементов, находящихся в растворе в виде ионов.

 
4. Реакции, подтверждающие наличие в молекуле спиртового гидроксила⁶. Приведите химизм в общем виде.

 

1. Реакция этерификации. При этом низкомолекулярные спирты образуют летучие эфиры, обнаруживаемые по характерному запаху, а эфиры высокомолекулярных спиртов – это осадки (как правило, белого цвета), которые идентифицируют по температуре плавления:

R1–OH + R2–COOH → R2–COOR1 + H2O

2. Реакции окисления. Применяют реже. В результате образуются специфические продукты окисления, которые идентифицируют органолептически, по цвету или подвергают их дополнительным испытаниям. Например, при окислении спирта этилового дихроматом калия в кислой среде образуется ацетальдегид, имеющий характерный резкий запах и образуется соль хрома (III), имеющая зеленую окраску.

3C2H5OH + K2Cr2O7 + 4H2SO4 → 3CH3–COH + Cr2(SO4) + K2SO4 + 7H2O

3. Многоатомные спирты (глицерин, глюкоза и др.) образуют комплексные

соли с ионами тяжелых  металлов. Предварительно смешивают раствор меди

(II) сульфата  со щелочью, в результате выпадает голубой осадок. При добавлении к нему нескольких капель многоатомного спирта осадок растворяется с образованием ярко-синего раствора.

 

 

 

 

 

 

 

5. Кислотно-основное титрование в неводных средах и его применение в фармацевтическом анализе. В каких случаях и для каких лекарственных веществ НД рекомендует этот метод? В чем преимущество этого метода перед обычным методом нейтрализации? Приведите уравнения реакций на примере определения димедрола.

 

Метод кислотно-основного титрования в неводных средах позволяет титровать с достаточной четкостью не только сильные кислоты и основания, но также слабые, очень слабые кислоты, основания, их соли и многокомпонентные смеси часто без их предварительного разделения. Так, этот метод позволяет определять физиологически активную часть в солях алкалоидов. Кроме того, методом неводного титрования можно определять вещества, плохо растворимые в воде. Нахождение точки конца титрования в неводных средах может осуществляться индикаторным, потенциометрическим, «кондуктометрическим, амперометрическим и другим методами.

Титрование  в неводных средах имеет преимущество перед водным титрованием потому, что позволяет определять концентрацию слабых кислот и оснований, часто  мало растворимых в воде. Этот метод  позволяет определять соли слабых кислот и слабых оснований, которые невозможно оттитровать в воде. Удобен метод для анализа многокомпонентных смесей, часто без их предварительного разделения. Этот метод дает более точные результаты по сравнению с титрованием в воде, так как вследствие небольшого поверхностного натяжения неводных растворителей размеры капель титрованных растворов меньше капель водных растворов.

В теории неводного титрования большое значение имеет влияние характера растворителя и природы растворенного вещества на взаимодействие между ионами и молекулами растворителя и растворенного в нем вещества.

1. Кислотные (протогенные) растворители: фтористый водород HF, серная кислота, муравьиная кислота, уксусная кислота (безводная).

Молекулы протогенных растворителей легко отдают протоны и превращаются в основания.

Чем сильнее  кислые свойства растворителей, тем  сильнее его влияние на слабые основания. Например, анилин, являющийся очень слабым основанием в воде, в среде безводной уксусной кислоты  проявляет сильные основные свойства и может определяться методом нейтрализации.

2. Индифферентные (апротные или апротонные) растворители: углеводороды - бензол и его производные, галогенопроизводные углеводородов    (например,   хлороформ, четыреххлористыи углерод и др.). Молекулы этих растворителей не способны ни отдавать, ни присоединять протоны. В этих растворителях хорошо титруются смеси оснований.

Большинство фармацевтических препаратов являются слабыми кислотами, основаниями, либо их солями, которые в водной среде определить трудно. Для подобных препаратов ГФ X и ввела метод кислотно-основного титрования в неводных средах.

Метод позволяет количественно  определить органические вещества, проявляющие  в водной среде очень слабые основные или кислотные свойства. Неводное титрование органических оснований (R₃N) и их солей (R₃N∙HA) выполняют, используя в качестве растворителей безводные уксусную кислоту, уксусный ангидрид, муравьиную кислоту или их сочетания. Титрантом служит раствор хлорной кислоты, индикаторами – кристаллический фиолетовый, тропсолин ОО, метиловый оранжевый.

Неводное титрование органических веществ, проявляющих кислотные свойства (фенолы, барбитураты, карбоновые кислоты, сульфаниламиды и др.), выполняют, используя в качестве растворителя диметилформамид или его смесь с бензолом. Титрантом служит раствор гидроксида натрия в смеси метанола и бензола или раствор метилата натрия. В качестве индикатора используют тимоловый синий.⁷

Методом неводного титрования определяют содержание димедрола в препарате. Титрование осуществляют в безводной (ледяной) уксусной кислоте с добавлением ртути (II) ацетата для связывания HCl. В качестве титранта используют хлорную (надхлорную) кислоту.

До добавления титранта происходит связывание хлорид-ионов. Продуктами реакции являются: диметил-2-(дифенилметокси)-этиламин, практически недиссоциирующая соль – ртути (II) хлорид (сулема) и уксусная кислота в молекулярной форме:

       Далее образовавшееся основание реагирует с растворителем – уксусной кислотой:

От начала титрования до точки эквивалентности  протекают два сопряженных кислотно-основных процесса:

При достижении точки эквивалентности  в растворе не остается частиц с  основными свойствами, кислотность  среды увеличивается при добавлении каждой лишней капли HClO₄ и индикатор (кристаллический фиолетовый) меняет окраску.

6. Какие методы количественного определения ароматических кислот и их солей используют в химическом анализе лекарственных веществ. Поясните роль органических растворителей при проведении анализа. Напишите уравнения реакций. Рассчитайте эквиваленты.

 

Способы количественного определения  бензойной и салициловой кислот основаны на использовании алкалиметрического метода. В качестве растворителя используют этанол. Этанол предварительно нейтрализуют по фенолфталеину. Затем растворяют навеску и титруют 0,1 М раствором гидроксида натрия с тем же индикатором.

Эквиваленты кислот:

Э = 1

М_эк(С₆Н₅СООН) = М(С₆Н₅СООН)/Э = 122 г/моль

М_эк(С₆Н₄ОНСООН) = М(С₆Н₄ОНСООН)/Э = 138 г/моль

Натрия бензоат, натрия салицилат, как и другие соли сильных оснований и слабых кислот, количественно определяют ацидиметрическим методом. Титруют раствором хлороводородной кислоты, используя смешанный индикатор (смесь равных количеств метилового оранжевого и метиленового синего). Титрование ведут в присутствии эфира, так как выделяющаяся кислота (бензойная или салициловая) изменяет pH водного раствора до 2,5–3,0, что приводит к изменению окраски индикатора до наступления эквивалентной точки. Присутствие эфира предотвращает это явление, так как он извлекает выделяющуюся бензойную (салициловую) кислоту:

 

Эквиваленты солей:

Э = 1

М_эк(С₆Н₅СООNa) = М(С₆Н₅СООNa)/Э = 144 г/моль

М_эк(С₆Н₄ОНСООNa) = М(С₆Н₄ОНСООNa)/Э = 160 г/моль.

 

7. Приведите уравнения общих реакций идентификации фенацетина и парацетамола; анестезина и натрия n-аминосалицилата. ⁸

 

фенацетин         парацетамол

Общей реакцией идентификации фенацетина и парацетамола является реакция с раствором дихромата калия в присутствии разбавленной хлороводородной кислоты. Парацетамол образует неизменяющееся фиолетовое окрашивание. Фенацетин в этих условиях приобретает фиолетовое окрашивание, которое переходит в вишнево-красное. Испытание основано на реакциях гидролиза, окисления и образования производных индофенола:

Непрореагировавший  n-амнофенол при взаимодействии с хинонимином образует индофенол

Раствор парацетамола при действии азотной  кислоты приобретает желто-бурую  окраску. Наличие свободного фенольного гидроксила в молекуле придает растворам парацетамола восстанавливающие свойства. Поэтому при нагревании с аммиачным раствором нитрата серебра выпадает серый осадок серебра.

анастезин натрия n-аминосалицилат

 

Общая реакция  для соединений, имеющих незамещенную первичную ароматическую аминогруппу (образование азокрасителя):