Анализ лекарственных средств органического происхождения по функ. Анализ лекарственных средств органического происхождения по функциональным группам
 Скачать 0.99 Mb.
|
|
Первичная ароматическая аминогруппа (ПАА) – это группа – NH2, связанная с ароматическим радикалом. Её содержат производные п-аминобензойной кислоты (анестезин, новокаин, новокаинамид), этакридина лактат, сульфаниламиды (стрептоцид, сульфацил-натрий, норсульфазол и др.), производные п-аминосалициловой кислоты (натрия п-аминосалицилат). Ряд лекарственных веществ образуют соединения с ПАА при гидролитическом разложении, это бепаск, производные п-аминофенола (фенацетин, парацетамол), бензодиазепина (нозепам, феназепам, нитразепам). Электронная пара азота первичной аминогруппы находится в сопряжении с π-электронами ароматической системы, что приводит к перераспределению электронной плотности и активизации ароматического кольца в о- и п- положениях. Смещение электронной плотности с атома азота приводит к снижению его основности: как правило, ЛВ из группы первичных ароматических аминов являются слабыми основаниями. На основе свойств ПАА и связанного с ней ароматического радикала в анализе используют следующие реакции: - реакция диазотирования с последующим азосочетанием; - окисления; - конденсации; - галоидирования. Идентификация 5.1. Реакция диазотирования с последующим азосочетанием В основе реакции лежит взаимодействие соединений, содержащих незамещённую ПАА, с нитритом натрия в кислой среде. В результате образуются бесцветные или слабо-жёлтого цвета соли диазония.  Исключение составляет этакридина лактат, в результате диазотирования которого по аминогруппе в образуется диазосоединение, имеющее вишнёво-красную окраску.  Ацильные производные ароматических аминов дают реакцию диазотирования после предварительного гидролитического разложения (парацетамол, фенацетин, тримекаин, фталазол, нозепам и др.). Полученные диазосоединения сочетают с фенолами или ароматическими аминами: β-нафтолом (нозепам, тримекаин, новокаин, сульфаниламидные препараты), резорцином (феназепам), N-(1-нафтил)-этилендиамином (нитразепам). Азосочетание с фенолами и нафтолами наиболее благоприятно проходит в слабощелочной среде, а с аминами в слабокислой. При этом образуются азокрасители вишнёво- или красно-оранжевого цвета.  Реакция диазотирования с последующим азосочетанием включена в раздел «Общие реакции на подлинность» ГФ ХI и широко используется во внутриаптечном контроле. 5.2. Реакции окисления Лекарственные вещества, содержащие ПАА, легко окисляются даже кислородом воздуха с образованием окрашенных продуктов. Появление окраски может быть обусловлено не только продуктами окисления, но и веществами, образующимися в результате последующей их конденсации с избытком ароматического амина. Эта реакция является официнальной для фенацетина и парацетамола.   В случае парацетамола появляется фиолетовое окрашивание, фенацетина – фиолетовое, переходящее в вишнёво-красное. Индофеноловые красители образуются также при окислении сульфаниламидов хлорамином в щелочной среде (в случае стрептоцида образуется синий, переходящий в сине-зелёный; норсульфазола – жёлтый). В этом случае, вероятно, образуются индофеноловые красители о-хиноидной структуры в отличие от п-хиноидной, приведённой выше. Реакции окисления рекомендуются ГФ при идентификации анестезина (извлекающийся в эфирный слой продукт окисления хлорамином жёлтого цвета), новокаина (обесцвечивание калия перманганата), уросульфана (рубиново-крсное окрашивание при действии натрия нитрита при нагревании), норсульфазола (жёлто-розовое окрашивание при окислении перекисью водорода и хлоридом железа). 5.3. Реакция конденсации с альдегидами При взаимодействии в кислой среде с ароматическими альдегидами (п-диметиламинобензальдегид, ванилин и др.) первичные ароматические амины образуют окрашенные в жёлтый или оранжевый цвет основания Шиффа:  5.4. Реакция галоидирования В частности, бромирование, основана на электрофильном замещении атомов водорода бензольного кольца на галоген. Образуются аморфные осадки белого или желтоватого цвета.  Количественное определение 5.5. Нитритометрический метод Основан на свойстве лекарственных веществ, содержащих ПАА, диазотироваться нитритом натрия в кислой среде. Ацильные производные ароматических аминов предварительно гидролизуют. Титрование проводят в присутствии калия бромида (катализатора) при пониженной температуре и медленном добавлении титранта.  Индикация конечной точки титрования проводится: - с помощью внутренних индикаторов, например, тропеолин 00 или его смесь с метиленовым голубым, нейтральный красный. Избыток титранта окисляет индикатор и его окраска изменяется. - с использованием внешнего индикатора – йодкрахмальной бумаги (пропитанной водными растворами крахмала и калия йодида фильтровальной бумаги), на неё в конец титрования наносят каплю раствора из колбы, в которой находится анализируемый раствор, по окончании диазотирования на бумаге проявляется синее пятно от выделившегося йода. Это свидетельствует о появлении в титруемом растворе некоторого избытка титранта и наступлении точки эквивалентности. 2NaNO2 + 2KI + 4HCl → I2 + 2NO + 2KCl + 2NaCl + 2H2O I2 + KI + крахмал → синее окрашивание 5.6. Методы галоидирования Основаны на электрофильном замещении атомов водорода ароматического кольца, активированного первичной аминогруппой, атомами галогена. Броматометрический метод, способ прямого титрования KBrO3 + 5KB r+ 3H2SO4 → 3Br2 + 3K2SO4 + 3H2O  М.э. = ¼ М.м. Методом прямого бромирования определяют анестезин, новокаин, стрептоцид, хотя в целом метод имеет ограниченное применение в анализе рассматриваемой группы лекарственных веществ в связи со свойством последних окисляться избытком брома. Йодхлорметрический метод, способ обратного титрования. Избыток йодмонохлорида определяют йодометрически.  ICl + KI → I2 + KCl I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6 М.э. = ¼ М.м. Метод используется для количественного определения производных ПАБК, натрия п-аминосалицилата, сульфаниламидных препаратов (стрептоцид, сульгин, сульфадимезин и др.). 5.7. Фотоколориметрия и спектрофотометрия в видимой области На основе реакций образования азокрасителя или шиффовых оснований. 6. Лекарственные вещества, содержащие ароматическую нитрогруппу Ароматическая нитрогруппа – это группа NO2, связанная с ароматическим радикалом. Её содержат производные нитрофенилалкиламина (левомицетин), 4-аминохинолина (трихомоноцид), 8-оксихинолина (нитроксолин), 5-нитрофурана (фурацилин, фурадонин, фуразолидон), бензодиазепина (нитрозепам). Нитрогруппа содержит элементы обладающие большим сродством к электрону, поэтому проявляют значительный электроноакцепторный эффект. На основе свойств нитрогруппы, связанной с ароматическим радикалом, используются следующие реакции идентификации содержащих её лекарственных веществ: - восстановление до аминогруппы; - образование солей ациформы. Идентификация 6.1. Восстановление до ароматической аминогруппы Ароматические нитросоединения обычно окрашены в бледно-жёлтый цвет (нитрогруппа – хромофор). При наличии других заместителей интенсивность и глубина окраски часто усиливаются. Все нитросоединения в кислой среде восстанавливаются до соответствующих аминосоединений, при этом жёлтая окраска препаратов исчезает. Реакция протекает по следующей схеме. Ar-NО2 → ArNO → Ar-NHOH → Ar-NH2 В качестве восстановителя используют, как правило, металлический цинк (в виде пыли) в кислой среде. Образовавшиеся соединения с ПАА доказывают по реакции диазотирования с последующим азосочетанием или реакции конденсации с ароматическими альдегидами.  Следует отметить особенность производных 5-нитрофурана. После их восстановления окраска исчезает, а образующееся соединение с первичной аминогруппой быстро разлагается с раскрытием фуранового цикла. По этой причине получение азокрасителя на основе вышеназванных соединений не удаётся. 6.2. Образование аци-солей Ароматические нитросоединения, содержащие в о- и п-положениях группу с подвижным атомом водорода, при действии щелочей окрашиваются в жёлтый или оранжевый цвет вследствие образования солей аци-формы.   Аналогично ведут себя производные 5-нитрофурана. Как кислоты эти вещества реагируют со щёлочью, образуя окрашенные аци-соли. При действии разбавленного раствора щёлочи происходит перераспределение электронной плотности, депротонирование гидразидной группы и увеличение цепи сопряжения. В результате чего происходит изменение окраски и увеличение её интенсивности.  При действии концентрированных растворов щелочей и при нагревании реакция идёт с раскрытием фуранового цикла.  При действии растворов щелочей в неводной среде нитропроизводные образуют аци-соли иной окраски, чем в водной. Например, фурацилин в водной среде образует аци-соль оранжево-красной окраски, в среде ДМФА – фиолетовой. Количественное определение 6.3. Нитритометрический метод После восстановления нитрогруппы до аминогруппы. Метод рекомендован ГФ для количественного определения левомицетина, парацетамола и фенацетина (после предварительного гидролитического разложения). 6.4. Фотоколориметрия и спектрофотометрия На основе реакции с раствором едкого натра (фармакопейные методики для фурадонина и фуразолидона). 7. Лекарственные вещества, содержащие вторичную и третичную аминогруппы Вторичная и третичная аминогруппы – это ФГ, входящие в структуру вторичных и третичных аминов. Их можно рассматривать как производные аммиака, у которого два или три атома водорода замещены на углеводородные радикалы:    аммиак вторичный амин третичный амин Вторичная и третичная аминогруппы могут быть представлены и гетероатомом азота (вторичным, третичным), входящим в состав цикла лекарственного соединения. Во всех вышеназванных случаях атом азота имеет неподелённую пару электронов и придаёт соединениям свойства оснований, сила которых зависит от природы радикалов и атомных групп, связанных с азотом. В медицинской практике лекарственные соединения, содержащие рассматриваемые ФГ применяются в виде солей и реже оснований. Примерами лекарственных соединений, содержащих вторичную аминогруппу, являются эфедрина гидрохлорид, адреналина гидротартрат, дикаин; третичную – новокаин, ксикаин, тримекаин, аминазин; вторичный гетероатом азота – дибазол, теофиллин; третичный – кодеин, морфина гидрохлорид, промедол, атропина сульфат, хинозол, папаверина гидрохлорид. Идентификация 7.1. Реакции с осадительными (общеалкалоидными) реактивами В соответствии с основными свойствами соединения данной группы могут образовывать в солянокислой среде, даже в сильно разбавленных растворах труднорастворимые в воде, чаще всего окрашенные соединения с кислотами, солями тяжелых металлов, комплексными йодидами. Используемые для этих целей реактивы делят обычно на 2 группы:
[R3N]∙HCl + KMnO4 → [ R3N]∙HMnO4 ↓ + KCl 
раствор йода в йодиде калия (KI3) – реактив Люголя, Вагнера или Бушарда (отличаются концентрациями йода и калия йодида) – кофеин, дибазол; раствор йодида висмута в йодиде калия (K[BiI4]) – реактив Драгендорфа – для обнаружения азотсодержащих веществ основного характера при хроматографии в тонком слое сорбента; раствор йодида ртути в йодиде калия (K2[HgI4]) – реактив Майера – платифиллина гидротартрат, секуринина нитрат; фосфорномолибденовая кислота – реактив Зонненштейна H3PO4*12MoO3*3H2O; фосфорновольфрамовая кислота – реактив Шейблера H3PO4*12WoO3*3H2O и др. Например: R3N∙HCl + nI2 + KI → R3N∙ nI2∙HI ↓ + KCl R3N∙HCl + KBiI4 → [R3N]∙HBiI4 ↓ + KCl Реакции с данными реактивами не являются специфичными, но специфичность их возрастает, если продукты реакции имеют кристаллическое строение и плавятся при определенной температуре. Так, пикраты аминов, чаще всего имеют желтую окраску, характерную форму кристаллов и четкий интервал температуры плавления (пикраты атропина, пахикарпина, стрихнина и др.). Характерную форму кристаллов имеют также перманганат кокаина, перйодид морфина и др. По температуре плавления определяют подлинность дикаина в виде роданида, циклодола в виде перхлората и др. 7.2. Реакция выделения оснований В связи с тем, что вторичные и третичные амины обладают слабыми основными свойствами, они могут быть выделены из водных растворов солей щелочными реагентами в виде маслянистой жидкости (новокаин) или осадка, у которого можно определить температуру плавления, например при фармакопейном анализе атропина сульфата, папаверина гидрохлорида. R3N∙HCl + NaOH → R3N↓+ NaCl + H2O 7.3. Реакции с солями тяжелых металлов В имидазольном кольце атом водорода при вторичном гетероатоме азота придает соединениям слабые кислотные свойства (теофиллин, дибазол). В связи с этим для их качественного анализа могут быть использованы реакции, основанные на образовании нерастворимых солей с ионами тяжелых металлов. В качестве реактива на теофиллин ГФ Х рекомендует раствор хлорида кобальта. Предварительно препарат переводят в натриевое производное. Получается белый с розоватым оттенком осадок.  Количественное определение 7.4. Кислотно-основного титрования в протогенном растворителе Метод основан на солеобразовании слабого основания с титрантом в среде протогенного растворителя, усиливающего основные свойства анализируемого вещества. Титрантом служит раствор хлорной кислоты в безводной уксусной кислоте, индикатором – кристаллический фиолетовый. а) Химизм при определении лекарственных соединений, являющихся основаниями:  б) Химизм при определении лекарственных соединений, являющихся солями:  Соли галогеноводородных кислот азотсодержащих органических оснований титруют в присутствии уксусного ангидрида для связывания галогенид-ионов в трудно диссоциируемое соединение. Необходимость добавления уксусного ангидрида определяется тем, что галогенводородные кислоты, которые выделяются при титровании могут ионизировать даже в неводной среде и вновь вступать в реакцию солеобразования с анализируемым соединением, т. е. лекарственное вещество окажется недотитрованным (определение не пройдет количественно). Ранее для этой цели применяли ацетат ртути (II), однако ввиду высокой токсичности этот реактив был снят. Молярная масса эквивалента определяемых соединений при анализе оснований или их солей зависит от количества в их молекулах вторичных или третичных аминогрупп основного характера. Например, для эфедрина и морфина гидрохлоридов, ацеклидина fэкв = 1, для пахикарпина гидройодида, хинина гидрохлорида fэкв = ½. При определении атропина сульфата по реакции с хлорной кислотой образуется перхлорат атропина и его гидросульфат, в связи с чем fэкв = 1.  Метод является официнальным практически для всех органических оснований и их солей. 7.5. Ацидиметрический метод в водной среде Метод основан на использовании основных свойств аминов. Титрантом является раствор хлористоводородной кислоты. Эквивалентную точку устанавливают в присутствии смешанного индикатора (смесь равных количеств растворов метилового оранжевого и метиленового синего).  кодеин М.э. = М.м. / n, где n- количество реакционноспособных атомов азота основного характера в молекуле определяемого соединения Например, так определяют гексаметилентетрамин в экстемпоральных лекарственных формах. 7.6. Алкалиметрический метод вытеснения в смешанной среде Метод основан на вытеснении слабого основания из его соли. Титрантом служит раствор гидроксида натрия, индикатором фенолфталеин. Препарат растворяют в воде и титрование проводят в присутствии органического растворителя, который добавляют для извлечения выделяющегося основания.  М.э. = М.м. / n, где n- количество моль щелочи, участвующих в реакции. Метод используется для количественного определения солей органических оснований во внутриаптечном контроле. 7.7. Йодометрический метод. Вариант комплексообразования Метод основан на образовании перйодидов аминов с раствором йода в кислой среде. Используется способ обратного титрования. R3N + nI2 + KI → R3N∙nI2∙HI + KCl R3N∙HX+ nI2 + KI + HCl → R3N∙nI2∙HI + KCl + HX I2 + 2Na2S2O3 → 2NaI + Na2S4O6 Метод является официнальным для количественного определения кофеина в составе кофеин-бензоата натрия. 7.8. Алкалиметрический метод. Способ заместительного титрования Метод применим для анализа лекарственных соединений, содержащих атом водорода при вторичном гетероатоме азота в имидазольном кольце, и основан на реакции взаимодействия определяемого соединения с нитратом серебра и выделением эквивалентного количества азотной кислоты. Титрантом служит раствор гидроксида натрия, индикатор – феноловый красный. Этим методом по ГФ Х определяют теофиллин. М.э. = М.м.  7.9. Нитритометрический метод Применяется для анализа лекарственных веществ, содержащих вторичную арил-, алкил- аминогруппу и способных под действием нитрита натрия в кислой среде образовывать нитрозосоединения. Титрантом является раствор нитрита натрия, индикатором нейтральный красный или тропеолин 00. Таким образом, по ГФ определяют дикаин.  7.10. Экстракционно-фотометрический метод В основе данного метода лежат реакции взаимодействия лекарственных веществ основного характера с кислотными красителями (эозин, тимоловый синий, тропеолин 00, метиловый оранжевый, пикриновая кислота и др.). Образующиеся продукты реакции (ионные ассоциаты) экстрагируют органическим растворителем и у полученного окрашенного раствора измеряют оптическую плотность. Экстракционная фотометрия является высокочувствительным методом и используется для количественного определения ЛВ в лекарственных формах с малым содержанием анализируемого компонента (например, атропина сульфата в лекарственных формах). 8. Лекарственные вещества, содержащие сложноэфирную группу  Сложноэфирная группа включает остаток кислоты и спирта (или фенола). Её содержат производные салициловой кислоты (фенилсалицилат, кислота ацетилсалициловая), п-аминобензойной кислоты (анестезин, новокаин, дикаин), стероидных гормонов (дезоксикортикостерона ацетат, кортизона ацетат, эстрадиола дипропионат), производные тропана (атропина сульфат, гоматропина гидробромид, тропацин, тропафен, кокаина гидрохлорид), хинуклидина (ацеклидин, оксилидин), кальция пангамат, кокарбоксилаза, токоферола ацетат, пиридоксальфосфат, нитроглицерин. На основе химических свойств этой ФГ в анализе ЛВ её содержащих используются следующие реакции: - гидролитического разложения;  - гидроксамовая реакция  |