Методы количественного определения алкалоидов

Для количественного определения алкалоидов используют титриметрические (объемные), гравиметрические (весовые), а также физико-химические методы анализа (фотоэлектроколориметрия, спектрофотомерия в видимой, УФ- и ИК-частях спектра, хроматографические методы).

Из титриметрических (объемных) методов определения лекарственных препаратов из группы алкалоидов чаще всего используются методы кислотно-основного титрования. При этом следует учитывать особенности анализа алкалоидов-оснований и алкалоидов-солей.

1. Количественное определение лекарственных веществ из группы алкалоидов-оснований. Чаще всего для количественного определения этой группы веществ используется кислотно-основное титрование в неводных растворителях. Основное преимущество этого метода в том, что лекарственное вещество определяется по физиологически активной части молекулы. Для анализа субстанцию алкалоида растворяют в кислом (протогенном) неводном растворителе или смеси растворителей, в которых возрастает степень ионизации оснований. В практике фармацевтического анализа при титровании органических оснований наиболее часто в качестве растворителя используется кислота уксусная ледяная (содержание СН₃СООН не менее 98,0% м/м), а в качестве титранта – стандартный раствор кислоты хлорной HClO₄ в кислоте уксусной ледяной. Химические процессы, протекающие в процессе титрования алкалоидов-оснований при таких условиях, можно отразить нижеприведенными реакциями.

1) Растворение кислоты хлорной в кислоте уксусной ледяной:

HClO₄ + СН₃СООН CH₃COOH₂⁺ + ClO₄^–

2) Растворение основания алкалоида (R₃N) в кислоте уксусной ледяной:

R₃N + СН₃СООН → [R₃NH]⁺ + СН₃СОО^–

3) Взаимодействие протонированного основания с перхлорат-ионом:

[R₃NH]⁺ + ClO₄^– → [R₃NH]⁺· ClO₄^–

4) Взаимодействие ацетоний- и ацетат-ионов:

CH₃COOH₂⁺ + СН₃СОО^– → 2СН₃СООН

Суммарная реакция: R₃N + HClO₄ → [R₃NH]⁺· ClO₄^–

Для фиксирования точки конца титрования органических оснований в неводных средах обычно применяют индикатор кристаллический фиолетовый или устанавливают ее потенциометрически.

Для веществ, которые проявляют выраженные основные свойства, используют ацидиметрическое титрование в водных (цитизин) или спирто-водных (кодеин) растворах. В данном случае также возможен обратный метод кислотно-основного титрования, то есть прибавления к препарату избытка титрованного раствора кислоты, избыток которого оттитровывают раствором щелочи.

Теобромин и теофиллин количественно определяют методом алкалиметрии по заместителю (косвенная алкалиметрия). Данный метод основан на кислотных свойствах этих алкалоидов и их способности образовывать нерастворимые серебряные соли с выделением эквивалентных количеств азотной кислоты, которую оттитровывают стандартным раствором натрия гидроксида по индикатору феноловому красному.

2. Количественное определение лекарственных веществ из группы алкалоидов-солей. Для количественного определения алкалоидов-солей можно использовать метод ацидиметрии в неводной среде. Здесь важно отметить, что диссоциация слабых карбоновых кислот в ледяной уксусной кислоте подавляется полностью. Это дает возможность количественно титровать кислотой хлорной органические соли алкалоидов по основанию (платифиллина гидротартрат, сферофизина бензоат и др.). Диссоциация же сильных минеральных кислот подавляется уксусной кислотой только частично, в связи с чем при титровании солей галогенводородных кислот (R₃N·НХ) дополнительно прибавляют раствор ртути(II) ацетата, приготовленный на безводной уксусной кислоте. Это необходимо для связывания галогенводородных кислот в малодиссоциированные соединения (HgX₂), которые не мешают определению:

2R₃N·НХ + (CH₃COO)₂Hg → HgX₂ + 2[R₃NH]⁺· СН₃СОО^–

Для количественного определения солей алкалоидов также применяются модифицированные методы алкалиметрического титрования. Например, если соль алкалоида образована слабым основанием (папаверина гидрохлорид, пилокарпина гидрохлорид), то титрование проводят в водно-спиртовой среде. При этом спирт способствует снижению основности органического основания, образующегося в процессе титрования. Если же соль алкалоида образована основанием, сила которого достаточна для изменения окраски индикатора (атропина сульфат, хинина гидрохлорид и др.), то титрование проводят в присутствии не только спирта, но и органического растворителя, несмешивающегося с водой (хлороформ, диэтиловый эфир). Образующееся основание алкалоида экстрагируется органическим растворителем и, таким образом, не влияет на индикатор.

Для установления количественного содержания лекарственных веществ из группы алкалоидов-солей могут быть использованы методы осаждения, а именно аргентометрия и меркуриметрия. Кроме того, разработаны другие методы, в основе которых лежат реакции осаждения, например, йодометрический метод (на основании реакции образования полийодидов), комплексонометрический метод (на основании реакции с осадительным реактивом Марме).

Гравиметрический (весовой) метод количественного определения алкалоидов состоит чаще всего в том, что основание алкалоида извлекают органическим растворителем, далее растворитель отгоняют, остаток высушивают до постоянной массы, охлаждают и взвешивают. Массу основания алкалоида, если это необходимо, пересчитывают на массу соответствующей соли. После этого рассчитывают содержание анализируемого вещества. Следует отметить, что гравиметрический анализ является более точным, чем титриметрический. Однако, в связи с длительностью и сложностью выполнения, он не нашел широкого применения для количественного определения алкалоидов.

Применение физико-химических методов (фотоэлектроколориметрия, спектрофотомерия в видимой, УФ- и ИК-частях спектра, хроматография, полярография, поляриметрия и др.) в анализе качества лекарственных веществ из группы алкалоидов характеризуется большей экспрессностью, чувствительностью, селективностью, возможностью унификации и автоматизации, а также повышением достоверности получаемых результатов.