Искусство
Языки
Языкознание
Вычислительная техника
Информатика
Финансы
Экономика
Биология
Сельское хозяйство
Психология
Ветеринария
Медицина
Юриспруденция
Право
Физика
История
Экология
Промышленность
Энергетика
Этика
Связь
Автоматика
Математика
Электротехника
Философия
Религия
Логика
Химия
Социология
Политология
Геология
Лекция 8 Функ анализ. Общие методы анализа органических лекаствнных средств. Функциональный анализ
 Скачать 1.1 Mb.
|
|
ОБЩИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА ОРГАНИЧЕСКИХ ЛЕКАСТВННЫХ СРЕДСТВ. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ. Препараты могут иметь разнообразную химическую структуру - от алифатических соединений, до сложнейших полициклических. Разнообразие и сложность химической структуры и определяет необходимость применения для их анализа целого комплекса физических, химических, физико-химических и биологических методов анализа:
Функциональные группы (ФГ) – это реакционно-способный атом или группа атомов, связанные с углеводородным радикалом, обуславливающие химические свойства вещества, его фармакологическую активность, а также принадлежность к определенному классу органических соединений. Классификация ФГ основана на названии входящих в них элементов. Она до некоторой степени условна, т. к. многие ФГ являются смешанными (содержат несколько элементов). Кислородсодержащие ФГ:  Азотсодержащие ФГ:  3. Прочие R-Hal ковалентно связанный галоген (Cl, Br, J, F). R – S – R1 ковалентно связанная сера R – SH сульфгидрильная (меркаптогруппа) и т.д. Реакции на ФГ, за редким исключением, носят универсальный характер, следовательно, знание свойств ФГ дает возможность предсказать способы испытаний любого органического вещества. ЛВ являются, как правило, полифункциональными соединениями, что позволяет надежно идентифицировать это соединение, используя комплекс реакций. В то же время, наличие нескольких ФГ в одном веществе оказывает влияние на эффект некоторых общих реакций и на свойства их продуктов. Это повышает избирательность реакций, позволяет обнаруживать одним реактивом в смесях близкие по строению ЛВ. Если реакция протекает количественно и стехиометрично, они могут быть использованы для количественного определения. ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА, СОДЕРЖАЩИЕ СПИРТОВОЙ ГИДРОКСИЛ. Спиртовой гидроксил – гидроксильная группа, связанная с алифатическим или алициклическим углеродным радикалом. Его содержат ЛВ из группы спиртов (этиловый спирт, глицерин), карбоновых кислот и их солей (кальция лактат, кальция глюконат), терпены (ментол, терпингидрат) и др. (эфедрина гидрохлорид, левомицетин, прегнин, метилтестостерон).
    кип. 2 ч пиридин +  + CH3COOH ментол уксусный ангидрид белый кристаллический осадок, Т°пл
 спирты проявляют слабые восстановительные свойства. Окисляются только сильными окислителями. В качестве реагентов используют сильные окислители: калия перманганат, калия бихромат, хлорная кислота, 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.  ацетальдегид имеет запах свежих яблок Окислению могут сопутствовать побочные химические реакции. Например: - в случае эфедрина (фармакопейная реакция) – гидраминное разложение по схеме:  - в случае молочной кислоты (фармакопейная реакция на кальция лактат) – декарбоксилирование:  Примеры Из реакций окисления первичных спиртов наибольший интерес представляет реакция «йодоформной» пробы:  Йодоформ – желтый осадок с резким, характерным запахом. Реакция идет по стадиям:  Эта реакция позволяет отличить этиловый спирт от метилового. Реакция характерна не только для этанола, но и для веществ, содержащих:
Вторичные спиртыокисляются до кетонов. Ментол окисляясь до ментона активирует метиленовую группу в положении 6, которую затем идентифицируют реакцией конденсации с ванилином. 
Спирты – это очень слабые кислоты, солей со щелочами они не образуют. На силу кислотных свойств влияют характер заместителя в радикале и число гидроксильных групп в соединении: с увеличением их числа сила кислотных свойств возрастает:
CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4  синий цвет 
эфедрин  ЛЕКАРСТВЕННЫЕ ВЕЩЕСТВА, СОДЕРЖАЩИЕ КАРБОНИЛЬНУЮ (АЛЬДЕГИДНУЮ И КЕТОННУЮ) ГРУППУ  Альдегидной называется группа, в которой карбонил связан с атомом водорода и углеводородным радикалом (алифатическим или ароматическим). Кетонной называется группа, в которой карбонил связан с двумя углеводородными радикалами (алифатическими или ароматическими). К карбонильным соединениям относятся вещества, содержащие α-кетольную группировку, которая включает связанные между собой кетонную и спиртовую группы. Альдегидную группу содержат формальдегид, глюкоза. Ряд веществ образуют альдегидную группу при гидролитическом разложении: гексаметилентетрамин, анальгин, гексамидин, нозепам. Кетогруппа входит в структуру кортикостероидов (преднизолон), бициклицеских терпенов – камфора, бромкамфора и т.д. α-кетольную группировку содержат гормоны коркового слоя надпочечников и их полусинтетические аналоги. Химические свойства соединений, содержащих альдегидную группу, определяются строением:
σ-  O R - Cσ+ H Всё это обуславливает высокую реакционную способность альдегидов. Наиболее характерны для альдегидов реакции окисления и нуклеофильного присоединения. Кетоны менее реакционноспособны. В отличие от альдегидов они окисляются только в жестких условиях. Практическое значение для анализа ЛВ, содержащих кетогруппу, имеют лишь реакции конденсации с аминами и их производными. Типы реакций, используемых для идентификации альдегидов:
2.1 Конденсации 2.2 Замещения 2.3 Присоединения
Тип реакций окислительно-восстановительный. ЛВ, содержащие альдегидную группу, окисляются до карбоновых кислот с тем же числом атомов углерода. Реакция идет даже при действии слабых окислителей: раствора йода, растворов комплексных соединений серебра, меди, ртути в щелочной среде при нагревании. Ионы серебра (I), меди (II) и ртути (II) восстанавливаются до свободных металлов или их оксидов, образуя окрашенные осадки, раствор йода обесцвечивается. 1.1. Реакция с аммиачным раствором нитрата серебра (реакция серебряного зеркала). В основе окисление альдегида до кислоты и восстановление Ag+ до Ag↓. AgNO3 + 2NH4OH → [Ag(NH3)2]NO3 +2H2O  НСОН + 2[Ag(NH3)2]NO3 + H2O → HCOONH4 + 2Ag↓+ 2NH4NO3+ NH3↑ Формальдегид, окисляясь до аммонийной соли муравьиной кислоты, восстанавливает до металлического серебро, которое осаждается на стенках пробирки в виде блестящего налета «зеркала» или серого осадка. 1.2. Реакция с реактивом Фелинга (комплексное соединение меди (II) с калий-натриевой солью винной кислоты). Альдегиды восстанавливают соединение меди (II) до оксида меди (I), образуется кирпично-красный осадок. (готовят перед употреблением). реактив Феллинга 1 - раствор CuSO4 реактив Феллинга 2 – щелочной раствор калий-натриевой соли винной кислоты При смешавании 1:1 реактивов Феллинга 1 и 2 образуется синее комплексное соединение меди (II) с калий-натриевой солью винной кислоты:  синее окрашивание   При взаимодействии с альдегидом синее окрашивание реактива исчезает, образуется промежуточный продукт - желтый осадок гидроксида меди (I), сразу разлагающийся на красный осадок оксида меди (I) и воду. 2KNa[Cu(C4H4O6)2] +R-COH +2NaOH + 2KOH →R-COONa +4KNaC4H4O6+2CuOH↓ + H2O желтый 2CuOH↓ → Cu2O↓ + H2O Желтый осадок кирпично-красный осадок 1.3. Реакция с реактивом Несслера (щелочной раствор тетрайодмеркурат (II) калия). Формальдегид восстанавливает ион ртути до металлической ртути – осадок темно-серого цвета. R-COH + K2[HgI4] +3KOH → R-COOK + 4KI + Hg↓ + 2H2O Черный
На атоме углерода расположен центр электрофильности. Альдегиды и кетоны реагируют с нуклеофильными реагентами. В эту группу входят реакции конденсации альдегидов с фенолами, реакции замещения и конденсации альдегидов и кетонов с аминами. 2.1 Реакции конденсации с фенолами (характерна для альдегидов). В присутствии концентрированной серной кислоты образуется бесцветный продукт конденсации, при последующем окислении которого получаются интенсивно окрашенные соединения хиноидной структуры. В качестве реактивов используется салициловая или хромотроповая кислоты.   2.2 Реакции замещения (конденсации) с аминами или их производными (характерны для ЛВ, содержащих как альдегидную, так и кетонную группы). Для кетонов это единственный вид фармакопейных реакций!!! В качестве реактивов используются соединения с аминогруппой:
При этом образуются осадки (реже растворимые соединения – основания Шиффа) соединения с азометиновой связью – основания Шиффа, оксимы, гидразоны, семикарбазоны, которые характеризуются определенной температурой плавления, разложения и (или) окраской. Примеры 2.1.1. с п-аминобензолсульфамидом (стрептоцид) ванилин (альдегидная группа) → желтое окрашивание основания Шиффа. Чаще эта реакция используется для идентификации ароматических аминов, когда реактив – альдегид.  2.1.2. Камфора (кетонная группа) с гидроксиламином в нейтральной среде → белый осадок оксима (Т°пл)  Сульфокамфорная кислота (кетонная группа) с 2,4 – динитрофенилгидразином образуется желто-оранжевый или желтый осадок гидразона (Т°пл)  O R - C +H2N – N – C – NH2 → R – C = N – N – C – NH2 + H2OH │ ║ │ │ ║ H O H H O семикарбазид семикарбазон 2.3 Реакции присоединения. 2.3.1. Реакция с фуксинсернистой кислотой. Эта кислота бесцветна, но при добавлении вещества с альдегидной группой образуется хиноидная структура красно-фиолетового цвета. При добавлении минеральных кислот окрашивание исчезает, за исключением формальдегида, в присутствии которого окраска сохраняется. Кетоны этой реакции не дают.  2.3.2.с натрия гидросульфитом реакция образования бисульфитных производных. Продукт присоединения – кристаллическое вещество с определенной Т°пл. OH O │ R - C + NaHSO3 → R – C – SO3NaH │ H |