Лекция 10 Карбоновые кислоты, лактоны полиоксикарбоновых кислот1. Анализ лекарственных средств карбоновых кислот алифатического ряда и их солей, лактонов ненасыщенных полиоксикарбоновых кислот

Скачать 0.51 Mb. Название Анализ лекарственных средств карбоновых кислот алифатического ряда и их солей, лактонов ненасыщенных полиоксикарбоновых кислот Анкор Лекция 10 Карбоновые кислоты, лактоны полиоксикарбоновых кислот1.docx Дата 28.04.2017 Размер 0.51 Mb. Формат файла Имя файла Лекция 10 Карбоновые кислоты, лактоны полиоксикарбоновых кислот1.docx Тип Анализ #4491 страница 1 из 3

1   2   3 Анализ лекарственных средств карбоновых кислот алифатического ряда и их солей, лактонов ненасыщенных полиоксикарбоновых кислот. 1 Общая характеристика группы. Карбоновые кислоты алифатического ряда - это производные углеводородов, в которых один или несколько атомов водорода замещены на карбоксильную группу Введение карбоксильной группы в молекулу органического вещества снижает его фармакологическую активность и токсичность. Диссоциация кислот придает кислотам раздражающее действие, поэтому в медицинской практике чаще используются их соли: натриевые, калиевые, магниевые, кальциевые, железа (II). Применяются как носители фармакологически активных ионов. Карбоновые кислоты проявляют слабые кислотные свойства. Карбоновые кислоты подобно минеральным диссоциируют в водных растворах, степень диссоциации их зависит от величины и характера радикала. Трихлоруксусная кислота в 700 раз сильнее уксусной, а молочная – пропионовой. Карбоксильная группа является функциональной группой карбоновых кислот, она придаёт им кислотные свойства. Химические свойства Кислотность – растворяются в гидроксидах щелочных металлов и карбонатах с образованием солей. Соли подвергаются гидролизу – рН>7. Образуют окрашенные соединения с солями тяжелых металлов (растворимые и осадки) вступают в реакцию этерификации со спиртами с образованием сложных эфиров. Кроме карбоксильной карбоновые кислоты могут содержать другие функциональные группы, например, спиртовую (молочная, лимонная, глюконовая кислоты) или аминогруппу (аминокислоты - глутаминовая, аминалон, метионин и др.). В их структуре может быть одна (уксусная и молочная кислоты), две или три карбоксильных группы (лимонная кислота). Препараты солей карбоновых кислот Калия ацетат Kalii acetas Кальция лактат Calcii lactas Натрия цитрат для инъекц. Natrii citras pro injectionibus кальция глюконат Calcii gluconas натрия вальпроат Valproate Sodium Acediprolum Общая характеристика карбоновых кислот алифатического ряда Номенклатура По международной номенклатуре существует 2 варианта построения химического названия. Название кислоты образуется из названия соответствующего углеводорода путем добавления к нему окончания: «-овая кислота», а в случае двухосновных кислот: «-диовая кислота». 2 1 СН3 – СООН – этановая кислота 3 2 1 СН3 – СН2 – СООН - пропановая кислота 4 3 2 1 СН3 – СН2 – СН2 – СООН – бутановая кислота 4 3 2 1 НООС – СН2 – СН2 – СООН – бутандиовая кислота При нумерации наименьший номер дается карбоксильной группе, т.к. углерод карбоксильной группы считается составной частью углеродного скелета. По второму варианту карбоксильная группа рассматривается как заместитель в соответствующем углеводороде. К названию углеводорода добавляется окончание: «карбоновая кислота»; а в случае двухосновных кислот: «дикарбоновая кислота». Углеродный атом карбоксильной группы в нумерацию на включается. 3 2 1 СН3 – СН2 – СН2 – СООН – 1 – пропанкарбоновая кислота 2 1 НООС – СН2 – СН2 – СООН – 1,2 – этандикарбоновая кислота Применяется также тривиальная номенклатура: СН3 – СООН – уксусная кислота СН3 – СН2 – СООН – пропионовая кислота СН3 – СН2 – СН2 – СООН – масляная кислота НООС – СН2 – СН2 – СООН – янтарная кислота Химические свойства карбоновых кислот Химические свойства карбоновых кислот обусловлены наличием в молекуле карбоксильной группы, которая характеризуется высокой полярностью за счет смещения электронной плотности от атома водорода по направлению к карбоксильному атому кислорода. δ- О δ+ // R─C \ δ- δ+ О←Н Кислотно-основные свойства. Смещение электронной плотности от атома водорода, значительно ослабляет связь – О – Н. вследствие этого карбоксильная группа способна отщеплять протон. В водных растворах карбоновые кислоты диссоциируют, образуя карбоксилат-ион (анион соответствующей кислоты) и протон. R – СООН R – СОО - + Н+ Сами кислоты проявляют достаточно сильные кислотные свойства. pKa кислот около 4,7-4,8 (данное значение соответствует величине рН, при котором соединение ионизировано на 50%). Длина радикала практически не влияет на силу кислотных свойств. Введение в углеводородный радикал электроноакцепторных заместителей, обладающих отрицательным индуктивным эффектом (-I), таких как: галогены,Ю гидроксильная группа, нитрогруппа, дополнительная гидроксильная группа, приводит к значительному повышению (на 1-3 единицы рКа) кислотности карбоксильной группы Н │ CI←C←C←О←Н │ ║ Н О Алкильные группы, обладающие положительным индуктивным эффектом (+I), наоборот, ослабляют кислотные свойств карбоксильной группы. Н │ Н3С→С→СООН │ Н Реакции солеобразования. Карбоновые кислоты взаимодействуют с реакционно-способными металлами (К, Nа), основаниями, карбонатами и гидрокарбонатами щелочных металлов (калия и натрия), образуя соответствующие соли. О О // // R─C + Nа2СО3 2 R─С + СО2 + Н2O \ \ О─Н ОNа Калиевые и натриевые соли карбоновых кислот, как правило, бесцветны и водорастворимы. Кислоты в анионной форме (в виде солей) реагируют с солями тяжелых металлов (меди (II), железа (III), кобальта(II)) c образованием труднорастворимых осадков. Соли меди окрашены в сине-зеленый, железа- в желто-розовый, кобальта – в розовый цвет. Данные реакции можно использовать для доказательства подлинности карбоновых кислот. Реакция этерификации. При нагревании смеси карбоновых кислот с этанолом в присутствии концентрированной серной кислоты, как водоотнимающего средства, происходит образование сложного эфира. H2SO4 k R – COOH + HO - R´ R – C – O - R´ - H2O ║ O Сложные эфиры, как правило, обладают характерным фруктовым запахом. Получение Карбоновые кислоты 1. Из галогенпроизводных. 2. Окислением спиртов Соли карбоновых кислот – нейтрализацией соответствующих кислот карбонатом калия, натрия или кальция. Все соли затем очищают перекристаллизацией. Кислоту вальпроевую получают синтетически. 2-пропилвалериановая кислота ФП Калия ацетат Kalii acetas (ЛН) Potassium Acetate (МНН) CH3COOK Получение уксусную кислоту нейтрализуют эквивалентным количеством K2CO3 2CH3 COOH + 2K2CO3 → 2CH3COOK + CO2↑ + H2O калия ацетат Описание – Белый кристаллический порошок со слабым запахом уксусной кислоты. Гигроскопичен, на воздухе расплывается. Очень легко растворим в воде и легко спирте. Водные растворы имеет щелочную реакцию среды, т.к. при гидролизе образуется гидроксид калия: CH3COOK+ H2O↔CH3COOН + КОН При действии диоксида углерода разложение. CH3COOK+ CO2 +H2O↔CH3COOН + КНCO3 Подлинность ФС ИК – спектр в рекомендуемых ФС условиях, который должен полностью совпадать с полосами поглощения прилагаемого рисунка спектра стандартного образца, характерные пики на группы COO- и OH. Доказывают катион K+по известным реакциям (см. ГФ Х1, Т.1, с.161,162). ФС пламя горелки – фиолетового цвета. ФС с винной кислотой в среде ацетата натрия – белый кристаллический осадок, который растворим в минеральных кислотах и щелочах. Проводят в среде ацетата натрия для связывания выделяющейся кислоты. При охлаждении и добавлении спирта. с гексацианноферратом натрия – желтый кристаллический осадок. Доказывают ацетат-ион ФС по реакции этерификации при нагревании с этиловым спиртом в присутствии серной кислоты концентрированной – фруктовый запах сложного эфира. CH3COOK+ 2C2H5OH → 2CH3COOC2H5 фруктовый запах ФС по реакции солеобразования с хлоридом железа (III) в нейтральной среде, в результате которой образуется красно-бурое окрашивание Чистота избыточная щелочность в пределах ФС допустимое содержание общих примесей: хлориды, сульфаты, тяжёлые металлы, кальций, железо. Недопустимая примесь восстанавливающих веществ с калия перманганатом в серно кслой среде при нагревании в течении 1 мин должна сохраняться окраска. «Потеря в массе при высушивании», которая нормируется в определённых пределах ФС. Количественное определение ФС методом прямой ацидиметрии в среде протогенного растворителя - безводной уксусной кислоты. Титрант – хлорная кислота. Метод основан на нейтрализации ЛВ как слабого основания и образовании солей с анионом титранта. Титрование прямое, индикатор кристаллический фиолетовый (переход от фиолетового окрашивания до зеленого). В растворе ЛВ его протонизация: СНзСООК + СНзСООН → СН3СООКН+ + СНзСОО- ацетат-ион усиление слабых основных свойств ЛВ. В титранте перенос протона: НС1O4 + СНзСООН → С1O4- + СН3СООН2+ перхлорат-ион ион ацетония (ацилония) усиление кислотных свойств титранта Титрант – хлорная кислота в среде б/в CH3COOH является самой сильной кислотой. Нейтрализация протонированной соли – солеобразование СНзСООКН+ + С1O4- → КСlO4 + СНзСООН Регенерация растворителя СН3СООН2+ + СНзСОО- → 2 СН3СООН Суммарно: СН3СООК + НСlO4 → КСlO4 + СН3СООН f=l Параллельно проводят контрольное титрование V= (Vо – Vк) С% = (Vопыта – Vконтр.) ·К· T · 100% а В водной среде прямая ацидиметрия. Титрование по варианту вытеснения прямое, индикатор тропеолин 00 окраска из желтой в красноватую. CH3COOK+ HCl→ CH3COOH+ KCl Хранение: в хорошо укупоренной таре, предохраняющей от влаги. Применение: источник калия при гипокалийемии и диуретик. Кальция лактат Calcii lactas (ЛН) Calcium lactate (МНН) Получение Кальция лактат получают из глюкозы, при молочнокислом брожении. При температуре 35-45°С образуется молочная кислота. Молочную кислоту нейтрализуют кальция карбонатом. глюкоза Описание лактат - белый мелкий аморфный порошок без запаха, выветривающийся на воздухе. Медленно растворим в воде, легко - в горячей воде, очень мало растворим в спирте, эфире и хлороформе Подлинность ИК – спектр в рекомендуемых ФС условиях, который должен полностью совпадать с полосами поглощения прилагаемого рисунка спектра стандартного образца. Доказывают катион Ca2+по известным реакциям (см. ГФ Х1, Т.1, с.161,162). 1)ФС Реакция образования оксалата кальция – белый осадок. 2) ФС пламя горелки – кирпично-красного цвета. лактат-ион – используют его свойство окисляться за счёт спиртовой группы. 1) не ФС реакция йдоформная проба . Желтый осадок и запах йодоформа. CH3CH(OH)COOН + 3I2+ 5NaOH→ CHI3↓+ 3NaI + 2CH3COONa + 4H2O 2) ФС реакция основана на его окислении калия перманганатом в серной кислотедо ацетальдегида, который обнаруживается по запаху свежих яблок. Перманганат-ион (розовая окраска) восстанавливается при этом до иона марганца (II) и раствор обесцвечивается Ацетальдегид можно доказать также по почернению бумажки, смоченной реактивом Несслера или темно-бурый осадок, по синей окраске с нитропруссидом натрия   1   2   3