Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Анализ лекарственных веществ по ФГ.Стр 1 из 4Следующая ⇒
Лекция Качественные реакции на функциональные группы органических лекарственных средств. Анализ лекарственных веществ по функциональным группам
Функциональные группы (ФГ) – это связанные с углеводородным радикалом отдельные атомы или группы атомов, которые вследствие своих характерных свойств могут быть использованы для целей идентификации и количественного определения лекарственных веществ. Классификация ФГ Основана на названии входящих в них элементов. Она условна, т.к. многие ФГ являются смешанными 1. Кислородосодержащие функциональные группы: – ОН - гидроксильная (спиртовая или фенольная); С = О - карбонильная (альдегидная – С = О или кетонная R – С – R ); Н || – СООН - карбоксильная: О R– О – С – R′ - сложно-эфирная || О R – O – R′ - простая эфирная
2. Азотсодержащие функциональные группы: –NH2 - первичная аминогруппа алифатическая или ароматическая; –NH– - вторичная аминогруппа; N– - третичная аминогруппа (третичный атом азота); Ar– NO2 - ароматическая нитрогруппа;
– C =O , –С =O или – С =O - амидная; NH2 NH– –N – – С – NH – С – - имидная; || || О О
–SO2NH – - сульфамидная;
–СН=N– или С=N– - азометиновая;
–NH–С –NH– - остаток мочевины || О 3. Прочие:
- ароматический (фенильный) радикал N - пиридиновый цикл
Haℓ ковалентно связанный галоген (С1, Br, I, F).
Анализ лекарственных веществ по ФГ. I. Лекарственные вещества, содержащие спиртовый гидроксил. Спиртовый гидроксил Аℓk – ОН – это гидроксил, связанный с алифатическим углеводородным радикалом. Его содержат ЛВ группы спиртов (спирт этиловый, глицерин), карбоновых кислот и их солей (кальция глюконат и др.), терпенов (ментол, терпингидрат), производных фенилалкиламинов (эфедрина гидрохлорид), антибиотиков ароматического ряда (левомицетин ) и некоторых других групп ЛВ. Идентификация. 1. Реакция этерификации Основана на свойстве спиртов в присутствии водоотнимающих средств с кислотами или их ангидридами образовывать сложные эфиры: низкомолекулярные эфиры обнаруживают по запаху, высокомолекулярные – по температуре плавления. С2Н5ОH + CH3COOH → CH3C = O + Н2О спирт этиловый О–CH3 этилацетат, фруктовый запах 2. Реакция окисления Основана на свойстве спиртов окисляться до альдегидов, которые обнарживают по запаху. В качестве реагентов используют различные окислители: калия перманганат, калия дихромат, гексацианоферрат (III) калия и др. Наибольшую аналитическую ценность имеет калия перманганат, который восстанавливаясь, меняет степень окисления от (+7) до (+2) и обесцвечивается, т.е. делает реакцию наиболее эффектной: [O] О R – СН2 – ОН → R – C – OH O // 3C2H5OH + K2Cr2O7 + 3 H2SO4 → 3CH3–C–H + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + 7 H2O спирт этиловый ацетальдегид – запах свежих яблок Окислению могут сопутствовать побочные химические реакции. Например: - в случае эфедрина (фармакопейная реакция) - гидраминное разложение по схеме: to, NaOH, K3[Fe(CN)6] CH – CH2 – NH → C = O↑ + CH3 – CH2 – NH | | | | | OH CH3 CH3 H CH3 эфедрин безальдегид запах горького миндаля 3. Реакция комплексообразования - с сульфатом меди ( II ) в щелочной среде Основана на свойстве многоатомных спиртов и аминоспиртов образовывать окрашенные комплексные соединения с сульфатом меди ( II ) в щелочной среде. СН2ОН СН2О Cu СН ОН + СuSO4 + 2NaOH → CH O + Na2SO4 + 2H2O
СН2ОН СН2ОH глицерин растворимое комплексное соединение синего цвета CH – CH2 – NH • HCl + CuSO4 + NaOH → Na2SO4 + 2 H2O + | | | OH CH3 CH3 эфедрина гидрохлорид
+ CH – CH2 – NH Cu растворимое комплексное соединение, | | | которое при извлечении в эфир окрашивает его O- CH3 CH3 2 в фиолетово-красный цвет
Идентификация 1. Реакция комплексообразования - с хлоридлм железа (III ). Основана на свойствах фенольного гидроксила образовывать с хлоридом железа ( III ) растворимые окрашенные комплексные соединения, чаще синий или фиолетовый. На цвет влияет число фенольных гидроксилов и др.ФГ. ОН O FeCl2 + FeCl3 + HCl синее фенол ОН О
FeCl ОН + FeCl3 О + 2HCl
резорцин фиолетовое
СООН СОO + FeCl3 Fe Cl + 2HCl ОН О кислота салициловая фиолетовое 2.Реакция бромирования ароматического кольца. Основана на способности ЛС вступать в реакции электрофильного замещения по ароматическому кольцу в о- и п- положениях по отношению к фенольному гидроксилу. Если ФГ в ароматическом кольце несколько, то должна быть согласованная ориентация. ОН ОH
Br Br + 3Br2 ↓ + 3HBr
фенол Br СООН Br Br + 3Br2 ↓+ 3HBr + СО2↑ ОН ОН
кислота салициловая Br ОН
НО –СН –СН2 –NН –СН3 + Br2 →
ОН адреналин 3.Реакция образования азокрасителя – азосочетание с солями диазония в щелочной среде. Основана на способности ЛС за счет фенольного гидроксила вступать в реакцию азосочетания с солями диазония в щелочной среде. N N N = N ONa ОН + NaOH Cl-
ОН R R ONa резорцин азокраситель (оранжево-красный цвет) 1. Реакция окисления . Основана на способности фенолов окисляться до хинонов, окрашенных в розовый или реже в желтый цвет. ОН О
[O] ОН [O] -Н2О
OH O гидрохинон п-хинон ОН О фенол OH O [O] [O] -Н2О
пирокатехин о-хинон
2. Реакция образования индофенолового красителя. Основана на окислении фенолов до хинонов, которые при конденсации с аммиаком или аминопроизводным и избытком фенола образуют индофеноловый краситель, окрашенный в фиолетовый цвет.
HO O = = [O+ NH3 O= =NН + Н] OH ─ H2O
[O] O= N OH ─ H2O
индофеноловый краситель 6. Реакция конденсации с альдегидами или ангидридами кислот: - с формальдегидом в присутствии концентрированной серной кислоты с образованием ауринового красителя, окрашенного в красный цвет. Реакция является фармакопейной для кислоты салициловой.
O HOOC – – H || H – – COOH к.H2SO4 + H – C – H + → HO OH Салициловая кислота Формальдегид
HOOC – – CH2 – – COOH к. H2SO4 → → HO OH
HOOC – – CH = – COOH → НО О ауриновый краситель (красное окрашивание) III. Лекарственные вещества, содержащие карбонильную группу (альдегидную,кетонную) Различают альдегидную группу R– С = О , в которой карбонил связан с Н водородом и кетонную группу R – С – R , в которой карбонил связан с двумя углеводородными радикалами || О Альдегидную группу содержат формальдегид, глюкоза и др. Ряд лекарственных веществ образует альдегид при гидролитическом разложении (метенамин, анальгин и др.). Кетогруппа входит в структуру кортикостероидов, гестагенных гормонов; адрогенных гормонов; бициклических терпенов. Идентификация. 1. Реакция окисления. Основаны на способности альдегидов окисляться в щелочной среде до арбоновых кислот. а) Реакция с реактивом Толленса – гироксид диамином серебра - реакция «серебряного зеркала» - при нагревании наблюдают серебристый налет металлического серебра на стенках пробирки О О // t0 // R – C – Н + 2[Ag(NH3)2]OH + NH4OH → R – C – ONH4 + 2Ag ↓ + H2O + 3NH3↑ б) Реакция с реактивом Фелинга – при нагревании наблюдают кирпично-красный осадок оксида меди I. СООК СООК O O // Н –С –О t0 // Н –С –ОН R – C – H +2 Сu + NaОН Cu2О↓ + R – C – ONa + 2 Н –С –О Н –С –ОН
СООNa СООNa в) Реакция с реактивом Несслера - выпадает осадок металлической ртути темно-серого цвета. О О // // R – С – Н + К2[HgI4] + 3КОН → R – С – ОК + Hg↓ 4КI + 2 Н2О 2. Реакции конденсации: А) С фенолами – образуется ауриновый красителькрасного цвета (альдегиды) (см. фенолы) Б) С первичными аминами и их производными – образуются основания Шиффа желтого или желто-оранжевого цвета. (альдегиды и кетоны) N H2 N=CH-R
+ R – C = O → + H2O | H R R
IV . Лекарственные вещества, содержащие карбоксильную группу. R– СООН
Эту группу содержат: ЛВ из группы карбоновых кислот, их соли (калия ацетат), гидроксикислот (натрия цитрат и гидроцитрат, кальция глюконат), аминокислоты (кислота глютаминовая, кислота аминокапроновая), ароматические кислоты (кислота бензойная, натрия бензоат), фенолокислоты (салициловая кислота, натрия салицилат, кислота ацетилсалициловая) и др.ЛС Идентификация 1. Взаимодействие с солями тяжелых металлов - железа (III) или меди (II ) - с образованием окрашенных простых и комплексных солей. Основаны на способности ЛС за счет карбоксильных групп образовывать окрашеннын прочные или комплексные соединения с ионами железа ( III ) или меди ( II ) 3 СН3СООК + FeCl3 → (СН3СОО)3 Fe + 3КCl Красно-бурое окрашивание - СООNa - COO - 6 + 2FeCI3 +10H2O → Fe•Fe(OH)3•7H2O↓+6NaCI + 3 + 3 - COOH осадок розовато-желтого цвета
В реакции могут участвовать и другие ФГ COOH COO- + CuSO4 → Cu2+↓ + H2SO4
N N синий осадок 2. Реакция этерфикации. Основана на способности ЛС за счет карбоксильной группы образовывать со спиртами сложные эфиры, которые доказывают по запаху О СООH к.H2 SO4 , t0 C – O – CН3 + CН3 – ОН ОН - Н2О ОН метилсалицилат 3. Реакция декарбоксилирования (для кислот салициловой и никотиновой). При нагревании этих кислот в присутствии натрия карбоната или натрия цитрата выделяется углекислый газ (декарбоксилирование), продукты декарбоксилирования обнаруживают по запаху. СООH t0 , Na2CO3
+ CО2 N N пиридин СООH t0 , натрия цитрат + CО2 ОН ОН фенол 4. Реакция выделения кислот. (характерна для солей) Сильные минеральные кислоты (серная, хлористоводородная, азотная) вытесняют более слабые органические кислоты из их солей. Образующиеся осадки кислот отделяют и определяют температуру плавления - СООNa - COOН + HNO3 → ↓ + NaNO3
t пл. 120-124,50С Идентификация 1. Реакция образования азокрасителя - диазотирование с последующим азосочетанием – образуются азосоединения, окрашенные в оранжево-красный или в вишневый цвет Основана на способности ЛС, содержащих ПААГ вступать в реакцию диазотирования с нитритом натрия в кислой среде, с последующим азосочетанием с щелочными растворами фенолов NH2 N≡N
+ NaNO2 + 2 HCl → Cl + NaCl + 2 H2O
SO2 –NH - R SO2 –NH – R
NaO
N≡N N=N OH NaOH Cl + →
SO2 –NH - R SO2 –NH - R азокраситель 2. Реакции окисления. Лекарственные вещества, содержащие ПААГ, легко окисляются различными окислителями и даже кислородом воздуха с образованием окрашенных продуктов. Появление окраски может быть обусловлено также веществами, образующимися в результате их последующей конденсации с избытком ароматического амина (образование индофенолового красителя). Эта реакция является официнальной для фенацетина и парацетамола.
HOH, HCl, t0
HO NH – C – CH3 – CH3COOH HO NH2 → || O
HO NH2 K2Cr2O7 → O NH O N NH2
индофеноловый краситель - фиолетовое окрашивание
3. Реакция конденсации с альдегидами (или – реакция образования оснований Шиффа, или – «лигниновая проба») – желтое или оранжево-желтое окрашивание. «Лигниновую пробу» выполняют на кусочках газетной бумаги в присутствии разведенной хлороводородной кислоты. NH2 N=CHR
+ R – C = O → + H2O | H SO2 –NH - R SO2 –NH –R желтое или оранжево-желтое окрашивание. 2. Реакция галоидирования, в частности, бромирование. Основана на электрофильном замещении атомов водорода бензольного кольца на галоген. Образуются аморфные осадки белого или желтоватого цвета. NH2 NH2 Br Br
+ 2 Br2 → ↓ + 2 HBr
SO2 –NH - R SO2 –NH – R Идентификация. 1. Реакции с осадительными (общеалкалоидными) реактивами. (ОАОР) 1) Реактивы, дающие простые соли: хлорная; марганцевая; тиоцианистая; пикриновая кислоты; танин и др. 2) Реактивы, дающие комплексные соли: - реактив Люголя, Вагнера или Бушарда – раствор йода в йодиде калия; - реактив Драгендорфа – раствор йодида висмута в йодиде калия; - реактив Майера – раствор йодида ртути в йодиде калия – В результате образуются осадки, у которых определяют температуру плавления или форму кристаллов. 2. Реакция выделения оснований. (для солей) Под действием щелочей из солей выделяют основания, у которых определяяют температуру плавления. R3N • HCl + NaOH → NaCl + R3N↓ + H2O t0пл. 3. Реакции с солями тяжелых металлов. (для вторичных аминов) Вторичные амины вступают в реакции солеобразования с солями тяжелых металлов (кобальта, серебра) в слабощелочной среде с образованием окрашенных соединений или осадков. 2 NaOH CoCl2 R – NH – R′ R – N – R′ R – N – R′ | | Na Co | R – N – R′ О O O NH N–Na N- H3C - N NaOH H3C - N CoCl2 H3C - N → → Co O O O N N N N N N | | | 2 CH3 CH3 CH3 теофиллин розовато-белый осадок Идентификация. 1. Гидролитическое разложение (гидролиз) – кислотный или щелочной. Образующиеся продукты гидролиза доказывают соответствующими реакциями. COOH ↓ + CH3COOH OH салициловая кислота уксусная кислота H+, t0 COOH + HOH O–C–CH3 COONa || NaOH, t0 + CH3COONa O OH ацетилсалициловая кислота салицилат натрия ацетат натария Салициловую кислоту доказывают по реакции с хлоридом железа III - фиолетовое окрашивание, а уксусную кислоту – по реакции этерификации с этанолом – фруктовый запах.
1. Гидроксамовая реакция Основана на взаимодействии сложных эфиров с гидроксиламином в щелочной среде с образованием гидроксамовых кислот, которые доказывают по реакции с солями Fe 3+ и Cu 2+ по образованию окрашенных комплексных соединений - гидроксаматов. Идентификация 1. Гидролитическое разложение (гидролиз) – кислотный или щелочной. Образующиеся продукты гидролиза доказывают соответствующими реакциями. Если образовавшийся амин летуч, то его определяют по запаху или с помощью лакмусовой бумажки. COOH ↓ + NH3↑ H+, t0 OH С – NH2
О + HOH
OH NaOH, t0 COONa + NH3↑ OH 2. Гидроксамовая реакция (аналигично сложным эфирам) Идентификация 1. Реакции с ионами тяжелых металлов (меди II, кобальта II, серебра I), в результате которых образуются комплексные соли различной окраски. При выполнении реакции на кислотные формы их предварительно переводят в солевые действием 0,1н раствора гидроксида натрия. + CuSO4 + 2 NaOH (Co(NO3)2) 2 R– С – NH – С –R′ 2 R– С = N – С –R′ R– С = N – С –R′ || || | || | || О О ONa O O O \ Cu (Co) / O O | || R– С = N – С –R′ H | O O O N // N // N // + CuSO4 R R R (Co(NO3)2) O = ↔ HO – + NaOH →NaO – → R′ R′ R′ N \\ N \\ N \\ | O | O | O H H H O O \\ N N // R R → – O – Co – O – R′ (Cu) R′ // N N \\ O | | O H H 2. Реакция выделения кислотной формы (для солей) Выделившиеся органические кислоты отделяют, высушивают и определяют температуру плавления. R– С = N – С –R′ + HCl → R– С – NH – С –R′↓ + NaCl | || || || ONa O O O toпл. H O | O N // N // R R NaO – + HCl → O = ↓ + NaCl R′ R′ N \\ N \\ | O | O H H toпл. Х. Лекарственные вещества, содержащие сульфамидную группу. О || R –S – NH –R′ сульфамидная || O Содержат ЛС группы сульфаниламидов – САП – (стрептоцид, сульфацил-натрий, норсульфазол, сульфадимезин, фталазол и др.) и др. ЛС.
Идентификация 1. Реакции с ионами тяжелых металлов (меди II, кобальта II, серебра I), в результате которых образуются комплексные соли различной окраски. При выполнении реакции на кислотные формы их предварительно переводят в солевые действием 0,1н раствора гидроксида натрия. О O O || || || R –S – NH –R′ + NaOH → R –S = N –R′ + CuSO4 → R –S = N –R′ || | | O ONa O Cu O | R –S = N –R′ || O
NH2 NH2 NH2 NH2
2 + NaOH → 2 + CuSO4 → ↓ - H2O
O = S–NH – R O = S = N –R O = S=N – R R – N=S = O || | | | O ONa O – Cu – O 3. Реакция на сульфа-группу – Серу обнаруживают после минерализации с концентрированной азотной кислотой. Образующийся сульфат ион доказывают по реакции с хлоридом бария – образуется белый осадок САП + HNO3 → SO42- SO42- + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2 Cl – В НЕВОДНОЙ СРЕДЕ Метод кислотно-основного титрования в неводной среде применяется для количественного определения веществ, представляющих собой кислоты, основания или соли, титрование которых в воде затруднено или невозможно из-за слабых кислотно-основных свойств или малой растворимости. Неводные растворители позволяют изменить силу кислот и оснований, что и используется в фармацевтическом анализе. (Из неорг. и орг. химии вспомнить протолитическую теорию Бренстеда-Лоури кислотных и основных органических соединений). Наиболее распространено кислотно-основное титрование, где различают ацидиметрию и алкалиметрию.
Ацидиметрия Определяют ЛС, обладающие слабыми основными свойствами (азотсодержащие органические основания и их соли). В качестве растворителя использую вещества кислотного характера (ледяная уксусная кислота, муравьиная кислота, уксусный ангидрид и др.), которые способствуют ионизации слабого основания за счет его протонирования. Титрант – 0,1н хлорная кислота (HClO 4) Индикатор – кристаллический фиолетовый и некоторые другие. Метод основан на усилении слабых основных свойств препарата при растворении его в среде протогенного растворителя (или – растворителя кислотного характера, или – растворителя противоположного характера)
А) Определение оснований б/в CH3COOH R 3 N + HClO 4 → [ R 3 N + ] ClO 4 - 1 моль 1 экв. | H f экв . = 1 M 1/ z = Mm
Б) Определение солей Соли галогеноводородных кислот азотистых оснований определяют в присутствии уксусного ангидрида, для связывания галогеноводородных кислот, которые ионизируют и в неводной среде вновь могут вступать в реакцию солеобразования с определяемым веществом. В этом случае результаты титрования будут занижены. Уксусный ангидрид связывает галогенид-ионы (Cl-, Br-, I-) в соответствующие галогенангидриды кислот. CH3 – C =O \ б/в CH3COOH R3N•HHal + HClO4 + O → [R3N+]ClO4- + CH3COOH + 1 моль 1 экв. / | + CH3 – C = O CH3 – C =O H \ f экв . = 1 M1/z = Mm Hal f экв . зависит от числа центров основности, т.е. числа атомов азота
N.B.! Особенность – у атропина сульфата – образуются две соли: перхлорат и гидросульфат. б/в CH3COOH [R3N]2•H2SO4 + HClO4 → [R3N+]ClO4- + [R3N+]HSO4- 1 моль 1 экв. | | H H перхлорат атропина гидросульфат атропина f экв . = 1 M 1/ z = Mm
Алкалиметрия Определяют ЛС, обладающие слабыми кислотными свойствами (барбитураты-кислоты и некоторые другие). В качестве растворителя используют вещества основного характера (диметилфармамид [ДМФА], пиридин и др.), которые способствуют ионизации анализируемого вещества за счет отнятия у него протона. Титрант – 0,1н раствор гидроксида натрия или гидроксида калия в среде метилового спирта и бензола, т.е. метилат натрия (калия) – CH3 ONa Индикаторы – тимоловый синий, бромтимоловый синий. Метод основан на усилении слабых кислотных свойств препарата при растворении его в среде протофильного растворителя (или – растворителя основного характера, или – растворителя противоположного характера). H | O O N // N // R R ДМФА O = ↔ HO – + CH3ONa → R′ R′ N \\ N \\ | O | O H H 1 моль 1 экв. O N // R →NaO – + CH3OH R′ N \\ | O H fэкв. = 1 M1/z = Mm
Оба метода неводного титрования требуют постановки контрольного опыта. Методы титрования в неводных средах являются фармакопейными и применяются для количественного определения субстанций ЛС, обладающих слабыми кислотными или слабыми основными свойствами, а также их лек. форм. Лекция Качественные реакции на функциональные группы органических лекарственных средств. Анализ лекарственных веществ по функциональным группам
Функциональные группы (ФГ) – это связанные с углеводородным радикалом отдельные атомы или группы атомов, которые вследствие своих характерных свойств могут быть использованы для целей идентификации и количественного определения лекарственных веществ. Классификация ФГ Основана на названии входящих в них элементов. Она условна, т.к. многие ФГ являются смешанными 1. Кислородосодержащие функциональные группы: – ОН - гидроксильная (спиртовая или фенольная); С = О - карбонильная (альдегидная – С = О или кетонная R – С – R ); Н || – СООН - карбоксильная: О R– О – С – R′ - сложно-эфирная || О R – O – R′ - простая эфирная
2. Азотсодержащие функциональные группы: –NH2 - первичная аминогруппа алифатическая или ароматическая; –NH– - вторичная аминогруппа; N– - третичная аминогруппа (третичный атом азота); Ar– NO2 - ароматическая нитрогруппа;
– C =O , –С =O или – С =O - амидная; NH2 NH– –N – – С – NH – С – - имидная; || || О О
–SO2NH – - сульфамидная;
–СН=N– или С=N– - азометиновая;
–NH–С –NH– - остаток мочевины || О 3. Прочие:
- ароматический (фенильный) радикал N - пиридиновый цикл
Haℓ ковалентно связанный галоген (С1, Br, I, F).
Анализ лекарственных веществ по ФГ. |
Последнее изменение этой страницы: 2019-05-08; Просмотров: 897; Нарушение авторского права страницы