Лекция № 14
Тема « Качественные реакции на функциональные группы»
План:
Гидроксильная (спиртовая, фенольная)
Карбонильная ( альдегидная, карбоксильная, сложно-эфирная)
Первичная ароматическая аминогруппа, третичная аминогруппа( третичный азот)
Имидная, сульфамидная.
Функциональные группы (ФГ)- это связанные с углеродным радикалом отдельные атомы или группы атомов, которые вследствие своих характерных свойств могут быть использованы определения лекарственных веществ.
1. Гидроксильная (спиртовая, фенольная)
I. Спиртовой гидроксил . Alr-OH - это гидроксил, связанный с алифатическим углеводородным радикалом.
Его содержат ЛВ группы спиртов (спирт этиловый и глицерин); карбоновых кислот и их солей (кальция лактат, глюконат и др.); терпенов (ментол, терпингидрат); производных фенилалкиламинов (эфедрина гидрохлорид, мезатон,адреналин);
На основе спиртового гидроксила в анализе содержащих его ЛВ используются следующие реакции:
-этерификации (образования с кислотами или их ангидридами сложных эфиров);
- окисление до альдегидов, а в некоторых случаях и до кислот;
- комплексообразование с ионами меди (II) в щелочной среде.
1.Реакция этерификации в присутствии водоотнимающих средств с кислотами или их ангидридами. Основана на свойстве спиртов образовывать сложные эфиры. В случае низкомолекулярных соединений эфиры обнаруживают по запаху, при анализе ЛВ с высокой молекулярной массой – по температуре плавления.
Реакция этерификации является фармакопейной для спирта этилового.
CH3CH2OH + CH3COOH H2SO4→ CH3CH2OCOCH3
2. Реакция окисления, основана на свойстве спиртов окисляться до альдегидов, которые обнаруживают по запаху. В качестве реагентов используют различные окислители: калия перманганат, калия бихромат, 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 эффектной.
Реакция комплексообразования, основанная на свойстве спиртов образовывать окрашенные комплексные соединения с сульфатом меди (II) в щелочной среде.
Используется для идентификации многоатомного спирта – глицерина и эфедрина гидрохлорида, в котором кроме спиртового гидроксила участвует в комплексообразовании и вторичная аминная группа.
Фенольный гидроксил - это гидроксил, связанный с ароматическим радикалом. Его содержат ЛВ группы фенолы (фенол, резорцин); фенолокислот и их производных (кислота салициловая, фенилсалицилат, салициламид, оксафенамид); производные фенантренизохинолина (морфин гидрохлорид, апоморфин); синестрол, адреналин , мезатон и др.
Химические свойства соединений, содержащих фенольный гидроксил, обусловлены взаимодействием электронной пары с π – электронами ароматического кольца. Это взаимодействие приводит к смещению электронной плотности с ОН- – группы на кольцо, нарушения в нем равномерности распределения электронов, созданию избыточного отрицательного заряда в орто- и пара- положениях. Атом водорода гидроксигруппы ионизирует и придает фенолам слабые кислотные свойства, которые однако редко используются в анализе. наибольшее значение имеют реакции электрофильного замещения водородов в о- и n- положениях ароматического кольца.
На основе свойств фенольного гидроксила используются следующие реакции:
- комплексообразования;
- бромирования ;
- азосочетания;
- окисления;
- образования индофенолового красителя;
- конденсации
1. Реакции комплексообразования фенольного гидроксила с ионами железа (III). Основана на свойствах фенольного гидроксила образовывать растворимые комплексные соединения, окрашенные чаще в синий (фенол) или фиолетовый цвет (резорцин, кислота салициловая), реже в красный (ПАСК – натрия) и зеленый (хинозол).
Состав комплекса, а, следовательно, и их окраска обусловлены количеством фенольных гидроксилов (фенол – синее, резорцин – фиолетовое), и влиянием других функциональных групп.
Реакция рекомендована фармакопеей для большинства соединений, содержащих фенольный гидроксил.
2. Реакция бромирования ароматического кольца. Основана на электрофильном замещении водорода в о- и n- положении на бром с образованием нерастворимого бромопроизводного.
Основные
правила бромирования
- бром замещает водород в о- и n- положении по отношению к фенольному гидроксилу ( наиболее рационноспособное n – положение):
-
при наличии в о- или n-
положениях ароматического кольца
заместителей в реакцию вступает меньше
атомов брома:
-
если в о- или n-
положениях находиться карбоксильная
группа, то при наличии избытка брома
происходит декарбоксилирование и
образование трибромпроизводного:
- если заместитель находится в м- положении, то он не препятствует образованию трибромпроизводного:
- если в соединении содержится два фенольных гидроксила в м- положении, то в результате их согласной ориентации образуется трибромпроизводное
-
если две гидроксильные группы расположены в о- или n- положении друг к другу, то они действуют несогласованно: бромирование не происходит:
3.Реакция азосочетания фенолов с диазореактивом (диазотированная сульфаниловая кислота) с образованием азокрасителя, окрашенного в оранжево-красный цвет.
4. Реакция окисления. Фенолы могут окисляться до различных соединений, но чаще всего до хинонов окрашенных в розовый или реже в желтый цвет.
В частности, реакция окисления рекомендована ГФ для адреналина и норадреналина: в качестве окислителя используется йод при определенном pH среды. При этом образуются окрашенные продукты адренохром и норадренохром.
5. Реакция образования индофенолового красителя. Основана на окислении фенолов до хинонов, которые при конденсации с аммиаком или аминопроизводными и избытком фенола образуют индофеноловый краситель, окрашенный в фиолетовый цвет.
ГФ X рекомендует эту реакцию для идентификации фенацетина и парацетамола, которые, гидролизуясь, выделяют n-аминофеол, обнаруживаемый реакцией образования индофенолового красителя.
6. Реакция конденсации с альдегидами или ангидридами кислот:
С формальдегидом в присутствии концентрированной серной кислоты с образованием ауриноваго ( арилметанового) красителя окрашенного в красный цвет.
Реакция является фармакопейной для кислоты салициловой.
Концентрированная серная кислота на первой стадии реакции играет роль водоотнимающего средства, на второй – является окислителем.
Химизм реакции на резорцин
