Medicine-Analysis-1

ВВЕДЕНИЕ

Общие реакции на подлинность - это реакции, которые направлены на определение функциональных групп, наличие которых обуславливает одинаковый эффект реакции вне зависимости от природы остальной части молекулы. Не для всех функциональных групп можно найти такие реакции. В принципе любая общая реакция на подлинность, описанная в ГФXI, имеет ограничения в ее применении, поэтому весьма важно при изучении этой темы знать не только методики проведения реакций, но и понимать их сущность и границы применения. При рассмотрении каждой методики обсуждаются сущность метода и область его применения.

Общие реакции на подлинность широко используются для идентификации лекарственных веществ.

В связи с этим рассмотрены сущность и область применения общих реакций на подлинность лекарственных веществ, показаны пути совершенствования методик их применения. Все это указывает на актуальность и необходимость изучения студентами общих реакций на подлинность лекарственных веществ.

Таким образом, содержание настоящего пособия обусловлено спецификой деятельности специалистов в области фармацевтической химии. Цели работы следующие:

изучение общих реакций на подлинность лекарственных веществ;

освоение методик выполнения общих реакций на подлинность лекарственных веществ;

формирование навыков и умений, необходимых для правильного заключения о наличии тех или иных функциональных групп в исследуемом лекарственном веществе.

3

1.ВНЕАУДИТОРНАЯ ПОДГОТОВКА

1.1.КЛАССИФИКАЦИЯ ОБЩИХ РЕАКЦИЙ НА ПОДЛИННОСТЬ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ

Основную часть общих реакций на подлинность составляют реакции открытия катионов и анионов, часто встречающихся в молекулах лекарственных веществ. Меньшую часть составляют реакции на функциональные группы, характерные для органических соединений. Это обусловлено тем, что функциональные группы в молекулах органических соединений могут существенно влиять друг на друга, что может привести к значительному изменению эффекта реакции, характерного для данной группы. В отличие от этого катионы и анионы в растворах ведут себя как термодинамически независимые частицы, поэтому природа остальных частиц, находящихся в растворе, как правило, мало влияет на эффект реакции, хотя и в данном случае возможны исключения. Чтобы открыть катионы или анионы, достаточно растворить анализируемое соединение в воде, если оно диссоциирует с образованием данных ионов (например открытие ионов калия и ацетата в калия ацетате), или подвергнуть предварительно минерализации, если оно не диссоциирует (например открытие железа в ферроцероне), или еще каким-либо специальным методом перевести тот или иной атом или группу атомов в ионизированное состояние (например открытие сульфата в бария сульфате).

Описанные в ГФXI общие реакции на подлинность в зависимости от природы открываемой группы можно разделить на три группы: открытие катионов, анионов и органических функций (см. таблицу). Как видно из таблицы, основное число реакций на подлинность составляют реакции открытия катионов и анионов. Некоторые анионы (ацетат, тартрат и цитрат) открываются не только с помощью ионных реакций, но и специфическими реакциями, не связанными с их ионным строением. Хотя в ГФXI в статье «Общие реакции на подлинность» не описано определение таких производных уксусной кислоты, как амиды и эфиры, анализ сущности метода, описанного под рубрикой «Определение ацетатов, метод А», показывает, что он по-

4

зволяет открыть эти функциональные группы без предварительной обработки. Таким образом, считаем целесообразным в перечень функций, открываемых общими реакциями на подлинность, добавить еще две функции, а именно амиды и эфиры уксусной кислоты.

Как видно из таблицы, описанные в ГФXI общие реакции на подлинность позволяют открыть 10 катионов, 17 анионов и 3 органические функции.

Объекты общих реакций на подлинность (по ГФXI)

5

1.2.ОТКРЫТИЕ КАТИОНОВ

1.2.1.ОТКРЫТИЕ ИОНА АММОНИЯ

Сущность метода открытия иона аммония отражается следующим уравнением:

NH4+ + OHˉ → NH3 + H2O

Раствор исследуемого вещества нагревают с раствором едкого натра и образующийся аммиак обнаруживают по запаху или по посинению влажной красной лакмусовой бумаги.

Казалось бы, все просто, однако следует иметь в виду, что в описанных условиях определения, когда температура нагрева не указана и, следовательно, нагревать можно до кипения, а концентрация едкого натра составляет в реакционном растворе 3,3%, аммиак может образоваться и из других функциональных групп, встречающихся в лекарственных веществах, а не только из иона аммония.

К таким группам относятся карбамоил-, карбамоилокси-, уреидо-, сульфамоил- и гуанидиногруппы. Перечисленные группы гидролизуются растворами щелочей в довольно мягких условиях, даже при концентрациях едкого натра, в несколько раз меньших по сравнению с указанной в методике открытия иона аммония. Так, например, при установлении подлинности никотинамида по ГФХ аммиак выделяется даже при действии 0,1н (0,4%) раствора едкого натра, т.е. в гораздо более мягких условиях, чем при определении иона аммония: «0,1 г

препарата нагревают с 2 мл 0,1 н. раствора едкого натра; развивается запах аммиака».

Реакции образования аммиака при щелочном гидролизе вышеперечисленных групп можно отразить следующими уравнениями:

RCONH2 + NaOH → RCOONa + NH3

ROCONH2 + 2NaOH → ROH + Na2CO3 + NH3

RCONHCONH2 + 3NaOH → RCOONa + Na2CO3 + 2NH3

RSO2NH2 + NaOH → RSO3Na + NH3

RNHCNH(NH2) + 2NaOH + H2O → RNH2 + Na2CO3 + 3NH3

6

Основными факторами, влияющими на образование аммиака при гидролизе этих функциональных групп, являются концентрация раствора едкого натра, температура реакции и доза вещества, взятая на анализ. Обычно эти реакции проводят при кипячении 0,05-0,2 г препарата в растворе едкого натра. Таким методом устанавливают подлинность таких лекарственных веществ, как никодин, бромизовал, карбахолин, мепротан, сферофизина бензоат.

Для того чтобы отличить соли аммония от соединений, подвергающихся щелочному гидролизу с образованием аммиака, необходимо пробу на ион аммония проводить без нагревания (поскольку из солей аммония аммиак образуется и без нагревания), увеличив одновременно концентрацию соли аммония в реакционном растворе. Например, достаточно смочить раствором едкого натра сухую соль аммония, помещенную на часовое стекло, и при комнатной температуре можно будет ощущать запах аммиака.

1.2.2. ОТКРЫТИЕ ВИСМУТА

На препараты висмута вГФXIприводятся2 методики (методы Аи Б). Метод А заключается в обработке препарата висмута разведенной хлористоводородной кислотой с целью перевода висмута в ионизированное состояние и обработке полученного раствора хлорида висмута раствором сульфиданатрияилисероводорода.

Приэтомобразуетсякоричневато-черныйосадоксульфидависмута:

2BiCl3 + 3Na2S → Bi2S3↓ + 6NaCl

Следует иметь в виду, что коричневато-черный осадок дают не только препараты висмута, но и препараты ртути (II). Однако поведение сульфидов висмута и ртути различно при последующей обработке их концентрированной азотной кислотой, что позволяет различать соединения этих металлов. Сульфид висмута окисляется азотной кислотой. При этом висмут переходит в раствор, и черное окрашивание исчезает:

Bi2S3 + 14HNO3 → 2Bi(NO3)3 + 8NO + 3Н2SО4 + 4H2O

7

В отличие от этого сульфид ртути не растворяется в азотной кислоте, однако он полностью растворяется при действии смеси концентрированных азотной и хлористоводородной кислот, что следует иметь в виду при открытии висмута по методу А:

3HgS + 2HNO3 + 12HCl → 3H2[HgCl4] + 3S + 2NO + 4H2O

Поскольку концентрации азотной и хлористоводородной кислот в реакционной массе строго не регламентированы данной методикой (например, они зависят от того, был ли использован для получения сульфида раствор сероводорода или сульфида натрия), открытие висмута этим методом недостаточно надежно. В связи с этим для установления подлинности соединений висмута используются два метода. В основе второго метода (метод Б) лежат следующие реакции:

Bi3+ + 3Jˉ → BiJ3

BiJ3 + Jˉ ↔ [BiJ4]ˉ

Метод Б позволяет надежно идентифицировать соединения висмута. Однако следует знать, что при умеренном разбавлении водой из полученного раствора снова выпадает черный осадок йодида висмута, поскольку последняя реакция комплексообразования обратима, а при сильном разбавлении получается оранжевый осадок основного йодида висмута:

[BiJ4]ˉ + H2O → BiOJ ↓ + 3Jˉ + 2H+

В совокупности оба метода позволяют открыть висмут во всех препаратах, содержащих как неорганические (висмута нитрат основной), так и элементорганические (дерматол, ксероформ, денол, бисмоверол) соединения висмута.

1.2.3. ОТКРЫТИЕ ЖЕЛЕЗА

Для установления подлинности соединений железа в ГФXI описаны два метода (А и Б) идентификации ионов закисного железа (Fe2+) и три (А, Б и В) ионов окисного железа (Fe3+).

8

Открытие закисного железа (метод А) основано на обработке исследуемого вещества разведенной хлористоводородной кислотой с целью перевода железа в ионизированное состояние и последующей обработке полученного раствора раствором феррицианида калия (красная кровяная соль). При этом образуется синий осадок. В основе этого метода открытия закисного железа лежат следующие реакции:

Феррицианид-ион окисляет закисное железо до окисного, а сам восстанавливается до ферроцианида. После этого в осадок выпадает синийпигментпеременногосостава - Fe4[Fe(CN)6]3·nK4[Fe(CN)6]·mH2O,

где n = 0,3-0,8; m = 12-24; упрощенно - KFe[Fe(CN)6] (берлинская ла-

зурь, турнбулевая синь, парижская синяя).

Следует отметить, что этот же синий пигмент получается при открытии окисного железа по методу А при действии раствора ферроцианида калия (желтая кровяная соль) на раствор соли окисного железа, как это отражено в уравнении выше. Осадок берлинской лазури нерастворим в разведенных минеральных кислотах, поэтому его получение осуществляют в кислой среде. Интересно отметить, что ионы Fe2+ с ферроцианидом калия (K4[Fe(CN)6]) образуют белый осадок Fe2[Fe(CN)6], который легко окисляется различными окислителями (KBrO3, K2Cr2O7) в кислой среде и превращается в берлинскую лазурь. Ионы Fe3+ с феррицианидом калия (K3[Fe(CN)6]) осадка не дают, но раствор приобретает темно-бурую окраску. Фармакопейные методы открытия ионов Fe2+ и Fe3+, основанные на образовании берлинской лазури при действии соответственно K3[Fe(CN)6] и K4[Fe(CN)6], позволяют различать эти ионы, но с их помощью сложно отличить препарат закисного железа, содержащий примесь окисного железа, от препарата окисного железа, содержащего примесь закисного железа. В связи с этим на окисное железо в ГФXI приводится также метод Б, основанный на реакции образования роданидов железа, окрашивающих раствор в красный цвет. Константы устойчивости роданидных комплексов невелики, поэтому для определения требуется

9